基于光电技术的简单心率测量仪设计开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

心率是反映人体生理状态的重要指标之一，其测量在医疗健康、运动监测等领域具有广泛应用。

传统的心率测量方法通常需要专业的医疗设备或依赖人工操作，存在着操作复杂、成本高昂、不便携等缺点，难以满足人们日常生活中对便捷、快速、准确心率测量的需求。

本课题旨在设计一款基于光电技术的简单心率测量仪，利用光电容积脉搏波描记法（ppg）实现对人体心率的非侵入式测量。

2. 本选题国内外研究状况综述

心率测量技术及设备一直是生物医学工程领域的研究热点，近年来，随着光电技术的快速发展，基于光电容积脉搏波描记法(ppg)的心率测量技术得到了广泛关注和研究。

1. 国内研究现状

国内在光电心率测量仪的研究方面取得了一定的进展，部分高校和科研机构开展了相关研究工作，并取得了一些成果。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

1. 主要内容

本课题将围绕简单心率测量仪的设计和实现展开研究，主要内容包括以下几个方面：
1.光电心率测量原理:研究光电容积脉搏波描记法(ppg)的基本原理，包括朗伯-比尔定律、ppg信号的产生机制以及心率信号的提取方法。

2.系统硬件设计:设计简单心率测量仪的硬件电路，包括光电传感器模块、信号调理电路和微处理器模块，实现对人体脉搏信号的采集、放大、滤波和处理。

4. 研究的方法与步骤

本课题的研究将采用理论分析、实验设计、仿真验证和实测评估相结合的方法，具体步骤如下：
1.理论分析:研究光电容积脉搏波描记法(ppg)的基本原理，分析影响心率测量精度的关键因素，为系统设计提供理论依据。

2.系统设计:根据理论分析结果，设计简单心率测量仪的硬件电路和软件系统，包括光电传感器模块、信号调理电路、微处理器模块、数据采集程序、心率算法和显示模块驱动程序等。

3.仿真验证:利用multisim、proteus等电路仿真软件对设计的硬件电路进行仿真验证，确保电路设计的合理性和可行性。

5. 研究的创新点

本课题的设计创新点在于结合低功耗设计和信号处理算法优化，以期在保证测量精度的同时，降低心率测量仪的功耗，延长其使用时间。

具体来说，本课题将在以下两方面进行创新：
1.低功耗硬件设计:在硬件电路设计上，选择低功耗的光电传感器、信号调理芯片和微处理器，并优化电路结构，以降低系统功耗。

2.信号处理算法优化:在软件算法设计上，针对ppg信号的特点，优化心率提取算法，以降低算法复杂度，减少计算量，从而降低系统功耗。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

1. 刘昊，王彩玲，王月敏，等. 基于stm32和max30102的血氧心率测量仪设计[j]. 电子测量技术,2021,44(17):140-145.

2. 王晓辉，周超，黄凯. 基于光电容积脉搏波描记法的心率测量仪设计[j]. 传感器与微系统,2022,41(01):148-151.

3. 李明，张强，赵伟. 基于msp430的心率测量仪设计[j]. 电子测量与仪器学报,2020,34(04):164-170.