基于MSP430F149和nRF905的无线血氧指夹的设计

1、基于msp430f149和nrf905的无线血氧指夹的设计血氧饱和度可以反映病人的呼吸功能，并在一定程度上反映动脉血氧的变幻，故在临床监护和家庭监护中都具有重要意义。用常规多参数监护血氧饱和度时，通常用一个血氧指夹夹在手指端或者脚趾端来采集光电脉搏波信号，并通过一条线缆将信号传到监护设备举行处理和计算。因为线缆的影响，病人往往不便翻身，而且线缆简单脱落，造成测量结果错误，严峻危害病人的准时救护。单模块的血氧饱和度测量设备虽然便于携带，但因为其功耗较高，采纳电池供电限制了监护的持续时光：普通此类设备只能将监护信息存储在设备内部，而无法把监护信息准时发送出去，耽搁病人的救护时光。为此，本文提出了一

2、种基于芯片nrf905和超低功耗f149的血氧饱和度指夹的设计办法，旨在实现没有线缆，超长时光监护和准时发送监护信息等监护功能。1 无创血氧饱和度测量原理血氧饱和度(spo2)是血液中被氧结合的氧合血红蛋白(hbo2)的容量占所有可结合的血红蛋白(hb)容量的百分比，即血液中血氧的浓度，它是呼吸循环的重要生理参数。而功能性氧饱和度(sao2)为hbo2浓度与hbo2+hb浓度之比。因此，监护中常用sao2来估量spo2的水平。sao2的理论计算公式如下：其测量办法普通以朗博一比尔定理为基础，利用血液中不同成分的吸光率的不同，采纳红光和光分离照耀组织，并通过测量透射光的强度来计算血氧饱和度的值。

3、其公式如下：式中，i'max为红外光的沟通重量的最大值，i'max为红外光的直流重量的最大值，imax为红光沟通重量的最大值，imax为红光直流重量的最大值。本系统采纳的是660 nm的红光和940 nm的红外光。2 系统总体设计图1所示是本系统的总体结构框图。本无线血氧指夹以msp430f149微控制器为主控芯片，用单片机的io接口来驱动发光。系统采纳迈瑞公司生产的手指端血氧指夹，指夹的输出量为信号，可用于反映透射光光强。该电流信号经过电流一转换、放大、滤波等信号调理后，可转换为脉搏波信号，最后由msp430f149内置的12位采样进入单片机举行处理，并通过计算得到血氧饱和度

4、值，将该值打包后由单片机发送到nrf905模块，然后通过天线发送出去。3 无创血氧指夹的硬件31 信号采集和调理电路本系统的信号采集用法迈瑞公司生产的nd78108494手指端血氧指夹，该指夹内部有红光和红外光各一个，采纳反向对接的方式举行衔接；另外有光敏二极管一个，可用以将光强转化为电流强度。信号调理电路包括电流一电压转换电路、放大电路、滤波电路和电压范围调节电路共4部分，输出是较为光洁的脉搏波信号。其中电流一电压转换和放大电路2所示，图3所示是其滤波和电压调节电路。32 射频电路nrf905射频芯片是nordic公司采纳vlsishoctburst技术开发的产品，能够提供高速的数据传输而不

5、需要昂贵的高速来举行数据处理时钟笼罩。通过将与rf协议有关的高速信号处理放到芯片内，nrf905可提供应微控制器一个spi接口，其速率由微控制器自己设定的接口速度打算。通过spi接口举行编程配置，可以实现很低的电流消耗。在放射功率为-10 dbm时，放射电流为11 ma，接收电流为125 ma，且进入powerdown模式后，还将越发节电。33 控制电路控制芯片选用ti公司的超低功耗单片机msp430系列中的msp430f149，该型号的单片机具有功耗超低，可支持开发等优点。同时具有十分强的处理能力，其速率最高可以达到2，且内部自带12位的adc。是一款功能丰盛，运算能力强大的单片机。图4所示

6、是由msp430f149构成的射频控制电路。4 系统软件流程及测试结果图5给出了本系统的软件流程图。笔者用该计划的无线血氧指夹对成人举行了测试。受试者为一健康成年男性。试验从手指端采集脉搏波，实际上，经过信号调理电路处理后的脉搏波干扰较小，详情走失较少，彻低可以用于血氧饱和度的测量。将所采集的脉搏波经ad采样后送入单片机再通过一系列计算，最后系统返回的血氧饱和度的值为99，该结果与采纳迈瑞公司生产的pm8000便携式监护仪测量的结果彻低全都，解释本系统基本达到了预期要求。5 结束语本文给出了一种基于msp430f149和nrf905的无线血氧指夹的硬件电路和设计办法。该指夹能够实现无线监护功能，一方面，它能够克服