血壓計可以方便地獲取血壓、脈搏等身體參數(shù)，方便測量者使用，具有非侵入性、操作簡單、使用方便等優(yōu)點，已得到廣泛應用。血壓測量模塊采用示波法測量血壓，也稱為壓力振蕩法。工作過程是先給袖帶充氣，阻斷動脈血流，然后在放氣過程中檢測袖帶內(nèi)的氣體壓力并提取強脈搏波。

一、血壓測量

測量血壓時，隨著袖帶壓力降低，血管從阻塞變?yōu)閭鲗В@個過程將在袖帶中產(chǎn)生一系列小脈沖。血壓測量模塊利用示波法測定收縮壓和舒張壓的具體方法有很多，概括起來可分為波形特征法和波動系數(shù)法兩種。波形特征法的基本原理是利用脈搏波包絡的拐點來測量血壓，當它上升時，拐點對應的靜壓是收縮壓，當它下降時，拐點對應的靜壓是舒張壓。這種測量方法個體適應性差，測量精度不穩(wěn)定，已逐漸被波動系數(shù)法所取代。波動系數(shù)法也稱為“歸一化法”，通過將脈搏波振蕩信號的幅度與信號的峰值進行比較來歸一化，并通過確定收縮壓和舒張壓的歸一化系數(shù)來識別收縮壓和舒張壓。

二、硬件電路

1、氣動部分

氣動回路由袖帶、氣泵、壓力傳感器和放氣閥組成，壓力傳感器輸出的兩路信號分別經(jīng)過濾波、放大后連接至主控制器的兩路A/D，完成靜壓信號和脈沖信號的測量；氣泵和放氣閥由主控制器通過驅(qū)動芯片直接控制，測量時完成充放氣。

2、壓力傳感部分

人體生理信號的特點是低頻小信號，通常在μV到mV級別，頻率范圍為0到300Hz，信噪比較低，因此傳感器的選擇要具有良好的性能。

3、過濾器擴展部分

壓力傳感器發(fā)出的信號是脈沖信號和靜壓信號的混合信號，還混合有高頻干擾和外界的直流或低頻干擾。靜壓信號是低頻信號，頻率小于或等于0.04Hz。脈沖信號的頻率一般為1Hz左右，將混合信號分為兩部分，一部分經(jīng)過低通濾波電路，連接A/D轉(zhuǎn)換器進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到靜壓信號數(shù)據(jù)；另一部分經(jīng)過另一個濾波器擴展電路，然后進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到擴展后的脈沖信號數(shù)據(jù)。該電路能提取所需的脈沖信號，還能對微弱的脈沖信號進行放大。脈搏信號的強度因人而異，但一般在1至3毫米汞柱之間。

4、功能優(yōu)勢

①采用低功耗設計，由2節(jié)AAA電池供電，供電電壓/DC3V

②電流消耗

氣泵充氣狀態(tài)：32mA

三放氣及放氣測量狀態(tài)：21mA

休眠狀態(tài)：20uA

③采用微電子氣泵控制系統(tǒng)，全自動加壓/泄壓，自動完成血壓/脈搏測量，并顯示測量結果。

以上是血壓測量模塊的血壓和脈搏判斷方法，心率是指心臟每分鐘跳動的次數(shù)，由于心臟與脈搏一起跳動，因此可以在測量血壓的同時測量心率。測量心率的關鍵是確定脈搏波的峰值，然后根據(jù)對應時間內(nèi)脈搏波的數(shù)量計算出心率。