LabVIEW医用监测紧急呼叫系统设计+源程序+电路图(4)
因此，系统硬件构成主要包括脉搏心率监测模块、静脉注射测控模块、矩阵按键模块、独立按键模块、数据显示模块、驱动报警模块、串行通信接口、上位机软件管理平台等。这些功能模块相互配合，共同实现系统的工作运行。通过以上分析，本设计的系统硬件结构框图如图2-1所示。
图2-1 系统硬件结构框图
2.2 单片机选型论证
本设计中采用单片机来实现对系统的控制。单片机的应用十分广泛，而且随着技术的进步，其运行速度、计算精度有了很大的提升，功能不断完善，市场上很多类型的单片机都集成了AD、DA等模块，中断与串行接口等内部资源丰富，便于开发者的应用。
方案一：STC89C52型号的单片机。这类单片机价格低，使用简单方便，且其端口结构为准双向并行口，可兼有外部并行总线，扩展功能性强；其指令系统简洁，容易进行开发应用，具有较好的实用性。但是该类型单片机没有丰富内部资源，外围扩展应用复杂，I/O口资源短缺，而且功耗较高，数据的处理速度相对较低。
方案二：ATMEL公司推出的AVR32。AVR32是32位的微处理器，能够以更低的时钟频率、非常低的功耗，达到相同的吞吐量。其内部资源丰富，端口都可编程为输入、输出且都复用，快速的存取寄存器组、单周期指令系统，大大优化了目标代码的大小、执行效率。
方案三：使用MSP430F169型号单片机。MSP430F169单片机是一种16位的微处理器，有强大的数据处理及运算能力；并且具有工作电压低，数据运算处理速度快，超低功耗的特点。同时在运行过程中，工作十分稳定，具有很好的性能。此型号单片机的片内外设资源十分丰富，而且具备丰富的中断源，这些中断并可以灵活设置优先级顺序，方便进行开发应用。MSP430F169单片机有两对串口，且内部集成了AD与DA模块，使用灵活方便。
综合比较上述三种方案，MCS-52系列单片机其串口资源较少，内部没有集成AD转换模块，所以该微处理器不合适；AVR32单片机虽然性能、处理速度很有优势，不过但其指令系统复杂，程序开发难度很大。MSP430F169型号单片机处理速度很快、内部资源丰富，编程较为容易，且符合此设计的要求，所以选择方案三。
2.3 脉搏心率传感器方案论证
设计中，为了检测脉搏心率信号，需要使用到脉搏传感器。随着技术的发展，脉搏传感器技术越来越成熟，应用也较为广泛。根据不同的设计制作原理、开发应用领域、输出信号特点，脉搏传感器可以分为很多种类，其中最常见的是压电式和光电式脉搏传感器两大类。
方案一：采用HK2000B压电式的脉搏传感器。目前压电式脉搏传感器大多采用PVDF设计，PVDF压电薄膜作为敏感部件，当其受力的作用而变形时，其表面会有电荷产生，当外力消失时又恢复不带电状态。随着PVDF性能的逐渐改善，压电式脉搏传感器的灵敏度也不断地提高。HK2000B型号的脉搏传感器其输出信号为模拟信号，虽然其内部集成了简单的信号调理电路，不过实际应用中还需滤波电路、电压提升电路的配合使用，才能将其输出端与单片机的AD输入端连接，实现对脉搏心率信号的检测。
方案二：采用光电式Pluse Sensor脉搏传感器。此类型传感器检测脉搏信号的原理是利用透射式光电效应来检测手指的透光度，从而得到需要的脉搏信号。其光敏器件是光敏二极管，并添加了反向偏压，将手指尖端放在光敏二极管处，光敏二极管产生的光电流会随着手指端血管的透光度而变化，而指尖血管的透光度是随着脉搏心率的变化而变化的。然后对此信号进行处理，得到相应的脉搏心率信号。Pluse Sensor脉搏传感器结构简单、应用灵活，可配戴于手指、耳垂、手腕等部位，而且兼容Arduino，模拟信号输出，可直接与单片机的AD端口连接。