51单片机的睡眠呼吸监护控制电路设计+电路图+流程图(2)
1.2 国内外发展状况
随着科技的发展,人们对睡眠生理,病理的了解日益增多.睡眠障碍是许多疾病形成和发展的重要因素，睡眠的质量问题不仅可能引起人体各种生理功能的低下，而且还会导致一系列周身性病变。更严重的是，如果呼吸发生10秒或10秒以上的暂停，就会对生命有威胁。我国的病人监护仪的研制起于五十年代，发展较晚近年来随着综合国力的增强及人民生活水平的提高，也引进了大量的国外先进的监护仪，也能生产出高质量的多功能医用多参数监测仪。总体技术水平方面仍与发达国家有着较明显的差距，还不能达到国外产品的性能及规模，且其价格昂贵，目前也无专门用于家庭监测的医疗呼吸监测仪。
在国外医疗监护发展较早，始于1930年，近20年生物医学测量技术、传感器技术、通讯技术和计算机技术的快速发展，监控的范围也逐渐扩大。
1.3 研究的意义
目前中国社会正向老龄化发展，一个子女往往要负责照顾到两个甚至多位老人，随着社会的发展，生活节奏的变快和工作压力加大，很多子女无法照顾好老人，那老年人的健康怎么保证?老年人的生活怎样监护?这造成他们的健康处在不利的局面。
在医疗领域中，很多时候需要测量病人的呼吸参数，如呼吸气流、压力、温度等。本设计是在计算机技术和现代测试技术深层次结合的基础上发展起来的一种新技术，它利用计算机强大的运算功能和存储能力，充分运用软件的作用来实现信号的采集，数据的实时显示、输出等功能。
2. 总体方案
2.1 系统总体设计
为了解决夜间睡眠过程中存在的呼吸暂停的问题，提出了睡眠呼吸信号暂停监护控制电路设计应具有以下的功能：
(1)在输入方面，通过传感器采集呼吸信号；
(2)对采集到的信号进行处理，得出呼吸是否异常；
(3)监视过程中，系统的实时情况可以显示；
(4)具备报警的能力；
(5)系统应该操作简单，易于使用；
(6)系统成本应该控制在合理的价格之内。
根据对监护仪硬件系统和软件系统等的需求分析，得到睡眠呼吸暂停报警监护仪系统的设计原则如下：
(1)采用低功耗硬件电路设计及微控制器芯片，为睡眠呼吸监控提供平台,并能依据后来的需要，对该平台模块进行扩展。
(2)对所设计的系统来说，需要响应呼吸时的定时中断、数码显示中断和报警中断，系统响应中断的能力是验证系统稳定性的重要方面之一，因此增加中断源能更好验证系统的可靠性与稳定性[6]。
(3)呼吸监控在医学治疗应用环境中，对可靠性要求较高，所以硬件电路设计重点是考虑外围工作电路的可靠性设计。
2.2 系统的组成
睡眠呼吸暂停监护的设计主要由两个部分组成，系统的硬件部分以及软件部分。硬件部分则主要由单片机应来实现，单片机的应用系统基于单片机为核心，具有输入、输出、显示、测量和控制外围电路和软件可以实现的一种或更多功能的实用系统。硬件是基础的单片机系统，软件则在硬件基础上合理分配和使用资源，从而完成所需要的系统任务要求。软硬件相互依赖，不可缺一。
2.2.1 系统整体硬件框图
图1 整体系统框图
如图1所示，整个电路包括热敏传感器提取呼吸信号，前置放大电路，基线稳定电路，后置处理电路，单片机处理系统，单脉冲刺激电路，声光报警装置，数码显示等几部分组成。
系统原理是：通过呼吸检测系统中的温度传感器采集温度信号温度检测的方法，即用热敏电阻作传感器，将热敏传感器用胶带粘在鼻腔或口腔下方，由于简单易用，被检测者没有不舒服的感觉，不影响正常的睡眠而受到重视。利用信号提取电路提取有效信号然后采用信号处理部分将呼吸模拟信号转换数字信号同时通过软件实现计数和显示功能，如果呼吸暂停大于等于10秒，则警报器发出警报。