一個電子血壓計的開源項目

單片機的選擇

最開始我們選擇的是ESP8266。ESP8266 HDK (Hardware Development Kits) 包括芯片ESP8266EX、模組 ESP-WROOM-02 和開發板 ESP-LAUNCHER等。

我們在設計時預計在單片機上搭建一個網站，可以通過手機或者電腦進行連接，從而獲取患者當前以及歷史血壓信息。該單片機上搭載WIFI模塊，可實現網站的搭建從而達到上述目的。但我們在后期的測試使用過程中發現，該單片機的性能稍差，無法實現多臺設備同時連入WIFI，而且運算速度較慢。我們更換了類似但性能更強的單片機。所以我們選擇了ESP32。

ESP32可通過 SPI / SDIO 或 I2C / UART 接口提供WIFI和藍牙功能；具有高水平的低功耗性能，包括精細分辨時鐘門控、省電模式和動態電壓調整等。ESP32 將天線開關、RF balun、功率放大器、接收低噪聲放大器、濾波器、電源管理模塊等功能集于一體。而且該單片機社區龐大，有很多的源碼和技術支持。我們也最終選擇這款單片機。

時鐘信號的處理

從網絡獲取時間

充放氣

我們有兩套放氣裝置，其中一個是快速放氣閥，處于常閉狀態，僅在測量結束后快速放氣；另一個是緩慢放氣閥，處于常開狀態，僅在充氣時關閉。

首先是充氣和緩慢放氣。我們首先通過氣泵對整個袖帶在內的封閉模塊進行充氣，同時通過壓力傳感器對袖帶內氣壓進行監控。當氣壓達到某個值之后，關閉氣泵同時打開緩慢放氣。（為了方便調試也為減少被測對象的壓力痛苦，我們將閾值調到160毫米汞柱，通過對水銀血壓計的觀察，最大值達到300毫米汞柱，感覺這種壓強會死。）在緩慢放氣這個過程中通過示波法對血壓進行測量計算。

在數據足夠計算血壓之后，開啟快速放氣閥，直至結束。

血壓的測量

目前大多數電子血壓計都是基于振蕩法原理,即對動脈施加緩慢變化的壓力(此壓力稱之為靜壓)在此過程中,提取由于血管搏動而疊加在靜壓之上的微弱的壓力變化信號。一般情況下這個脈動信號的外包絡線類似于拋物線形,如圖1。

包絡線的峰值位置所對應的靜壓為平均壓,包絡的峰值乘以特定的比例系數,獲得收縮壓和舒張壓在包絡線上的特征點,這兩個特征點對應于靜壓變化曲線上的2點之值,即收縮壓和舒張壓。

顯示屏

顯示屏這一部分我們是找外援來做的，其中代碼有些凌亂，很大部分根據分辨率手調的，并不能看懂。如果要更換其他分辨率的顯示器的話一定要慎重

遇到的問題

時鐘問題

首先我們時鐘芯片選用了DS1302，其中軟件部分嘗試了多個庫以及相關代碼，但總體上遇到了如下兩類問題：

我們通過對輸出端口的修改曾經成功顯示時間，但是在添加其他模塊之后又回滾到如上兩圖的問題。最終我們放棄了時鐘芯片的安裝調試，選用互聯網時間校準來完成這一部分的工作。

可能是顯示芯片的問題

調試代碼：

錯誤提醒（紅色部分是打印一半死掉了）：

甚至前一天能跑的代碼都報錯了：

在嘗試一萬次刪代碼之后，依然沒有解決這些報錯的問題。最終的解決辦法就是重構。 在重構之后依然遇到了這個問題，發現問題不是顯示芯片庫的問題，原因在于爆內存，將下圖這兩個定義為宏變量之后問題解決：