心率和血氧饱和度作为人体健康参数的重要指标,实时监测两者的动态变化,能够为预防疾病的发生提供一份科学保障。本课题设计完成的监测系统不仅能从手机端实时监测个体心率和血氧饱和度,还可以通过互联网将测量结果保存到数据库,实现历史数据的查询。根据本课题设计需求,选择波长660nm的红光和波长905nm的红外光作为光源,耳廓作为信号采集部位;信号前端处理部分采用AFE4403芯片将模拟信号转化为数字信号;主控芯片采用NRF51822对数据处理计算,结果通过蓝牙发送至手机端显示并上传至数据库。论文详细论述了采集脉搏波信号预处理以及心率和血氧饱和度的计算方法:首先采用多次加权滑动平均滤波和滑动差分方法进行滤除噪声;其次时域提取特征点采用对极大值进行多次循环筛选的方法,频域提取特征点采用经过滑动差分方法处理后的数据进行分析计算;最后采用时域和频域方法相结合的算法,计算心率和血氧结果,并在计算过程中对异常情况进行处理。整个智能监护系统设计包括下位机设计和上位机设计两部分,下位机设计完成了耳机端的硬件系统设计和软件系统设计,上位机完成了手机端对数据的接收显示和服务器端的平台搭建、数据库连接、Flask应用开发。最后,将设计耳机监护系统测量的心率血氧值与康泰脉搏血氧仪的测量结果进行对比,误差在允许范围内。