周覃洁，魏芳波

（汉江师范学院，湖北 十堰 442000）

0 引言

当今时代智能手环的出现便利了人们的生活，市面上现有的智能手环具有记录人们运动情况、监测健康状况等功能［1］。防溺水智能手环心率监测系统增添了心率监测功能。目前国内领域对心率监测的研究较为普遍，李文祺等［2］采用HXDZ－30102－ACC血氧心率传感器来实现心率的监测；彭安娜等［3］借助MK 986脉冲心率传感器，采用红外模块来采集心率信号；谢佳玲等［4］利用EGG信号粗粒化处理的一种心率监测的算法对信号进行了分析并计算出了心率值。

从心率监测的无错性和高效性的实际要求出发，有必要借助较为成熟的光电容积脉搏波描记法(PPG），设计一个能够准确监测心率的防溺水智能手环心率监测系统。

1 防溺水智能手环的设计

1.1 光电容积脉搏波描记法（PPG）

光电容积脉搏波描记法(PPG）通过光照射人体脉搏皮肤处后，血容量随脉搏波动而变化，经反射后光强度也随之变化的原理来测量人体在不同时刻的心率电信号后由光感测器感测放射光［5］，其原理如图1所示。一般而言，光学心率传感器主要基于这一原理工作，并通过光、电、数字信号的转换得出不同情况下人体的心率值。

图1 光电容积脉搏描记法（PPG）原理

1.2 防溺水智能手环的心率监测设计

1.2.1 总体框架

如图2所示，本设计主要由传感器模块、处理器模块、接收器模块、显示模块和指示器模块组成。首先，由传感器测模块测得心率电信号，然后将该信号传输到处理器模块进行数据化处理和分析，接收器模块和指示器模块在处理器模块给出的不同指令的条件下做出相应的操作，同时显示器模块从接收器模块接收到信号后在显示器上给出相应的数值和信息。……