本实用新型涉及一种数字脉搏测量装置，特别是涉及一种便携式、高精度的脉搏测量装置，属于高精度仪器仪表领域。
背景技术：
随着现代科技的快速发展，各种测量设备也在不断升级优化，测量仪器越来越便携、可靠。脉搏是人体健康重要的参数指标，为了获得脉搏波的信息，需要设计一种可靠便携的脉搏测量设备。脉搏波形的强度、频率周期等信息，反映出了人体的血液循环情况，可以根据脉搏情况判断人体的健康水平，所以脉搏测量系统具有很高的生物医学价值。但是脉搏信号是幅度微弱的体征信号，频率也很低，而且测量环境也一般存在很强的环境噪声，必须经过放大电路、滤波电路、比较器电路进行信号处理，在满足采集要求后，还要对波形信号进行采集、计算处理、输出显示和数据传输，才是一个完整的脉搏测量仪器。设计一个可靠的脉搏测量仪器是非常困难的，因为脉搏信号微弱且掺杂有大量干扰信号，信号处理工作要求比较苛刻，必须得进行反复测试和优化电路，现在很多脉搏测量仪，测量结果并不是很精准，且功能太过于单一，往往只有数码管显示和声音报警功能，难以满足多功能测试和远程交互的需求。
所以，开发一种便携式、低成本、操作简便、高精度、交互方便的用于测量脉搏的仪器是非常有必要的。
技术实现要素：
本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种结构紧凑、拆装方便、安全可靠、实用性强的数字脉搏测量装置，不仅测量精度高，而且成本低，交互和携带方便，可实现实时连续测量，极具有产业上的利用价值。
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种数字脉搏测量装置，包括用于信号检测的传感器，其特征是，所述传感器采用光电传感器，该装置还包括放大电路、低通滤波电路、电压比较器、主控制器、显示模块、按键模块、无线发射模块、终端设备；所述光电传感器与放大电路的前端相连，所述低通滤波器的前端与放大电路的后端相连，所述电压比较器的前端与低通滤波器的后端相连，电压比较器的后端、显示模块、按键模块以及无线发射模块均与主控制器相连，所述终端设备与无线发射模块通讯相连。
进一步地，所述控制模块采用MSP430F149单片机。
进一步地，所述光电传感器采用红外反射式光电传感器ST168模块。
进一步地，所述放大电路包括电阻R1、R2、R3，运算放大器U1，其中放大电路的输入电压为Vin，通过电阻R1 与运算放大器U1的正相输入脚3相连，电阻R2一端与电源地相连，另一端与运算放大器U1 的反相输入脚2相连，反馈电阻R3一端与运算放大器U1的输出6脚相连，另一脚与运算放大器U1反相输入脚2相连，放大电路采用双电源供电，运算放大器采用了OP97。
进一步地，所述低通滤波电路包括电阻R4、R5、R6、R7、R8 、R9和R10，电容C1、C2、C3和C4，高精度运算放大器OP07AH芯片U2、U3和U4，其中电阻R4与电容C1的一端与高精度运算放大器OP07AH芯片U2的3脚相连，C1的另一端接地，U2的2脚与U2的6脚相连并与电阻R5的一端相连，U2的4脚与VEE相连，U2的7脚与VCC相连，U2的1脚、8脚不接，电阻R5的另一端分别与电容C2的一端和R6、R7的一端相连，电容C2的另一端接地，电阻R6的另一端以及电容C3的一端分别与高精度运算放大器OP07AH芯片U3的2脚相连，U3的3脚接地，U3的4脚与VEE相连，U3的6脚与电阻R7的另一端、电容C3的另一端以及电阻R8的一端相连，U3的1脚、8脚不接，电阻R8的另一端分别于电容C5的一端和R9、R10的一端相连，电容C5的另一端接地，电阻R9的另一端以及电容C4的一端分别与高精度运算放大器OP07AH芯片U4的2脚相连，U4的3脚接地，U4的4脚与VEE相连，U4的6脚与电阻R10的另一端、电容C4的另一端以相连，U4的1脚、8脚不接。
进一步地，所述电压比较器包括LM339芯片U5A，电阻R11，其中参考电压VDD与U5A的4脚相连，输入信号与U5A的5脚相连，U5A的3脚分别与VCC和电阻R11的一端相连，电阻R11的另一端与U5A的引脚2相连。
进一步地，所述显示模块采用LCD12864液晶显示屏。
进一步地，所述无线发射模块采用HC05蓝牙模块。
进一步地，所述终端设备是基于安卓操作系统的移动终端。
本实用新型所达到的有益效果：
本实用新型通过光电传感器、放大电路、低通滤波器、电压比较器、主控制器、显示模块、按键模块、无线发射模块以及终端设备的设置，采用光电传感器来敏感接收到的脉搏信号的变化，利用低功耗单片机MSP430F149作为主控制芯片，整体功耗小；液晶显示器件LCD12864显示信息丰富，可以显示汉字；无线传输模块HC05的使用避免了输出采集中的信号引线的粘连，能应用在直接连线无法应用的场合。主控制器对信号进行采集并处理，并通过显示模块和无线发射模块完成与用户的交互，通过对采集到的信号进行放大、滤波等处理，确保测量精度高，实现连续实时测量。
附图说明
此发明中电源符号说明：
VCC为正电源，VEE为负电源，VDD为参考直流电压源，三个电源均共地。
图1为本实用新型一种数字脉搏测量装置的结构示意图；
图2为本实用新型一种数字脉搏测量装置中放大电路的电路图；
图3为本实用新型一种数字脉搏测量装置中低通滤波电路的电路图；
图4为本实用新型一种数字脉搏测量装置中电压比较器的电路图；
图5为本实用新型一种数字脉搏装置中显示模块的原理图；
图6为本实用新型一种数字脉搏装置中主控制器的原理图；
图7为本实用新型一种数字脉搏装置中无线发射模块的原理图；
图8为本实用新型一种数字脉搏装置中接口按键模块的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
一种新型数字脉搏测量装置，包括脉搏信号检测的光电传感器、放大电路、低通滤波器、电压比较器、主控制器、显示模块、按键模块、无线发射模块、终端设备。所述光电传感器与放大电路的前端相连，所述低通滤波器的前端与放大电路的后端相连，所述电压比较器的前端与低通滤波器的后端相连，电压比较器的后端、显示模块、按键模块以及无线发射模块均与主控制器相连，所述终端设备与无线发射模块通讯相连。
本实用新型进一步设置为：所述控制模块采用MSP430F149单片机。
本实用新型进一步设置为：所述脉搏测量模块采用红外反射式光电传感器ST168模块。
本实用新型进一步设置为：所述放大电路中运算放大器采用OP97运算放大器。
本实用新型进一步设置为：所述显示模块采用LCD12864液晶显示屏。
本实用新型进一步设置为：所述无线发射模块采用HC05蓝牙模块。
本实用新型进一步设置为：所述终端设备是基于安卓操作系统的移动终端。
一种数字脉搏测量装置工作原理如下：
通过光电传感器对脉搏信号进行采集，经过放大电路，以及低通滤波器滤波和电压比较器等，将采集到的信号送入MSP430F149单片机中，经过MSP430F149单片机对信号进行处理，将处理后得到的结果显示在LCD12864上，并通过无线模块HC-05将结果发送给用户。当检测到信号变化时，通过无线模块HC-05发送给用户的信号以及LCD12864接收到的信号也会随之变化，从而能够实现实时检测。按键可以让使用者对测量装置参数进行设置，包括蓝牙模块的配置等。
如图1所示的一种数字脉搏测量仪，包括控制模块，包括脉搏信号检测的光电传感器、放大电路、低通滤波器、电压比较器、主控制器、显示模块、按键模块、无线发射模块、终端设备。所述光电传感器与放大电路的前端相连，所述低通滤波器的前端与放大电路的后端相连，所述电压比较器的前端与低通滤波器的后端相连，电压比较器的后端、显示模块、按键模块以及无线发射模块均与主控制器相连，终端设备与无线发射模块相连。
如图2所示，一种数字脉搏测量仪的放大电路的电路图，光电传感器ST168模块输出的连续电压，放大电路对ST168模块输出的微弱信号进行放大。放大电路的输入电压为Vin，通过电阻R1 与运算放大器U1的正相输入脚3相连，电阻R2一端与电源地相连，一端与运算放大器的U1 的反相输入脚2相连，反馈电阻R3一端与运算放大器的U1的输出6脚相连，另一脚与运算放大器U1的反相输入脚2相连。放大电路采用双电源供电，运算放大器采用了OP97。运算放大器OP97是工业标准精密放大器OP07的低功耗型替代产品，其性能符合OP07所设定的标准，而电源电流仅为600 µA，不到OP07的1/6。
如图３所示，一种数字脉搏测量仪的低通滤波电路电路图，电阻R4与电容C1的一端与高精度运算放大器OP07AH芯片U2的3脚相连，C1的另一端接地，U2的2脚与U2的6脚相连并与电阻R2的一端相连，U2的4脚与VEE相连，U2的7脚与VCC相连，U2的1脚、8脚不接，电阻R5的另一端分别与电容C2的一端和R6、R7的一端相连，电容C2的另一端接地，电阻R6的另一端以及电容C3的一端分别与高精度运算放大器OP07AH芯片U3的2脚相连，U3的3脚接地，U3的4脚与VEE相连，U3的6脚与电阻R7的另一端、电容C3的另一端以及电阻R8的一端相连，U3的1脚、8脚不接，电阻R8的另一端分别于电容C5的一端和R9、R10的一端相连，电容C5的另一端接地，电阻R9的另一端以及电容C4的一端分别与高精度运算放大器OP07AH芯片U4的2脚相连，U4的3脚接地，U4的4脚与VEE相连，U4的6脚与电阻R10的另一端、电容C4的另一端以相连，U4的1脚、8脚不接。
如图4所示，一种数字脉搏测量装置的电压比较器采用LM339芯片U5A，参考电压VDD与U5A的4脚相连，输入信号与U5A的5脚相连，U5A的3脚分别与VCC和电阻R11的一端相连，电阻R11的另一端与U5A的引脚2相连。
如图5所示，一种数字脉搏测量装置后端显示系统中的液晶显示模块LCD12864与MSP430F149单片机相连，其中液晶显示模块LCD12864的数据引脚D0～D7依次与单片机最小系统中MSP430F149的P4.0、P4.1、P4.2、P4.3、P4.4、P4.5、P4.6、P4.7共8个 I/O口相连，提供数据和命令的交互。液晶显示模块LCD12864的RS引脚与单片机P5.0相连，高低电平区分单片机给液晶模块的是命令还是数据，WR引脚与单片机P5.1相连，高低电平区分单片机与液晶模块是读状态还是写命令，EN引脚与单片机P5.2相连，高低电平区分单片机是否使能液晶显示模块LCD12864。液晶显示模块由电源模块供给+5V直流电压。
如图6所示，一种数字脉搏测量装置的主控芯片采用MSP430F149单片机，单片机有64个引脚，其中6组I/O口，每组8个，引脚XIN 、XOUT接晶体振荡器电路。
如图7所示，一种数字脉搏测量装置后端人机交互系统中的无线传输模块HC-05与单片机相连，其中无线传输模块HC-05的引脚GND与与单片机系统的GND相连接，无线传输模块HC-05的引脚VCC与单片机系统的引脚VCC相连接，无线传输模块HC-05的引脚TXD与单片机上的URXD0引脚相连接，无线传输模块HC-05的引脚RXD与单片机上的UTXD0引脚相连接，进行数据的传输。
如图8所示，接口按键模块用于对工作模式进行设置和切换，包括电阻R13、电阻R14、电阻R15和电阻R16，以及第一按键S1、第二按键S2、第三按键S3和第四按键S4；所述电阻R13的一端、电阻R14的一端、电阻R15的一端和电阻R16的一端均与主控制器相连，并分别通过第一按键S1、第二按键S2、第三按键S3和第四按键S4接地；电阻R13的另一端、电阻R14的另一端、电阻R15的另一端和电阻R16的另一端均与3.3V电压相连。如图8所示，按键S1、S2、S3、S4的引脚一端依次连接在主控制器是单片机MSP430F149的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3的四个I/O口上, S1、S2、S3、S4的引脚另一端接电源地。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。