摘要：生活水平的不断提升，使得健康成为重中之重，人们更加注重对心血管疾病的预防。心率和血氧饱和度是对心血管健康状况进行监测的重要指标。基于这一需求，本文提出了一种基于虚拟仪器的脉搏血氧饱和度检测系统，集采集，处理，显示于一体，通过简单的指压式非侵入式检测，实现对心率、血氧饱和度的实时检测，相较于传统检测方法更加快捷，便利，并具有更高的可扩展性。

本系统由上下位机两部分组成。下位机负责信号的采集与传输，其信号采集部分采用美信半导体的MAX30102光电传感器模块，先由该传感器根据光电容积脉搏波描记法(Photo Plethysmo Graphy, PPG)采集手指处红光和红外光2个通道的反射信号，经片上系统模数转换后，通过标准的I2C兼容通信接口与STM32单片机对接，将数据传输给单片机。 STM32单片机对PPG数据进行整合，并组成数据帧，通过串口传送至上位机。上位机为通用的计算机，基于NI LabVIEW编写应用程序，对下位机传送的数据进行读取，显示2个通道PPG信号的原始波形，同时，根据相关文献资料所述原理，通过PPG信号波形对心率（脉搏）和血氧饱和度进行分析计算，并实时显示结果。

系统调试及实验结果表明，本文所设计的基于虚拟仪器的脉搏血氧饱和度检测系统可以有效地检测脉搏和血氧饱和度信息，基本实现了设计目标。 

关键词：虚拟仪器  心率  脉搏血氧饱和度

目录

摘要

Abstract

1. 绪论-1

1.1 研究背景及意义-1

1.2 国内外发展状况-1

1.2.1 国外发展状况-1

1.2.2 国内发展状况-2

1.3 课题研究的主要内容-2

2. 脉搏血氧饱和度检测原理-3

2.1 朗伯-比尔定律-3

2.2 反射式血氧饱和度检测法-4

2.3 血氧饱和度检测原理-4

3. 系统整体方案及硬件设计-7

3.1系统整体方案-7

3.2系统硬件总体设计-7

3.3 MAX30102传感器-7

3.3.1传感器参数-8

3.3.2接口说明-8

3.3.3电路原理图-8

3.3.4 典型的工作特性-9

3.3 STM32单片机-11

3.3.1单片机参数-11

3.3.2 I2C通信串口-11

4. 系统的软件设计-13

4.1 系统软件总体设计-13

4.2 LabWIEW介绍-13

4.3串口通信原理-13

4.4 STM32单片机程序设计-15

4.5 VISA串口程序设计-19

4.5.1 VISA函数-19

4.5.2 VISA串口程序流程图-20

4.5.3 VISA串口配置-20

4.5.4 查找帧头模块-21

4.5.5 对比帧尾及核对检验和模块-22

4.5.6 红光及红外光有效数据读取模块-23

4.5.7 波形显示模块-24

4.5.8 心率和血氧饱和度计算模块-25

4.5.9程序总框图-26

5. 系统调试和结果分析-29

5.1系统搭建-29

5.2 系统测试-30

5.3系统运行结果与分析-31

结语-35

参考文献-36

致谢-37