便携式人体脉搏检测系统(2)

LabView串口通信

LabView通过VISA能与GPIB、USB、串口等大多数仪器总线连接。

一般的串口控制步骤是：

• 配置串口；
• 读写串口；
• 关闭串口。

配置串口

具体实例如下所示：

图下方的while循环表明，如果没有选择端口，则不可读取数据。

数据读取处理

• 首先读取数据；
• 显示出数据所描述的波形，得出单频测量模块的频率测量值；
• 用三点法得出测量频率值；
• 多周期计数法计测量脉搏信号；
• 对测量所得数据处理及显示。

1. bytes at port确定字节数

这个组合的功能是，读取VISA串口已有的全部数据。组合的前面，是 VISA 串口字节数，函数路径见上图。bytes at port 利用一个读取缓冲区字节数，读取到字节数，确定了 VISA要 读取的字节数，然后再通过读取 VISA 读出来。简而言之，前面的先侦测下串口缓冲区有多少数据，侦测完后告诉 VISA 读，VISA就全读出来。

2.Build Waveform

读取数据后波形出来是个簇，包含三个分量：Y是波形数据，dt是时间间隔。
构建波形后，通过后面的测量模块可得到脉搏测量频率。

3.延时模块

此部分是为了释放电脑核心，一个循环会占用CPU的一个核心，如果不加掩饰，配置低的电脑容易卡死。

4.交流电路参数测量——三点法

这里采用时域方法——三点法处理。
三点法：建立在三角函数变换基础上的数据拟合方法。

• 假设被测函数是正弦函数，在等间隔采样的前提下（包括非整周期采样）可以利用相邻3个数据样本，导出求解信号频率的线性方程，进而拟合出方程系数，最后求出频率。
• N个样本，最小二乘法拟合可以得到一个较准确的cosθ。
• 函数：Linear Fit Coefficients。

一言以蔽之，取数组里面的3个数，将数1和数3相加，其作为曲线拟合的X，再把数2乘2作为曲线拟合的Y，得出斜率后，再做反余弦，反余弦后乘缩小100（采样频率）的两倍π，最后得出结果。

5.交流电路参数测量——多周期计数法产生方波信号

采用多周期计数法，可以采用阈值法，将脉搏信号转化成方波信号，再进行后续处理。
数组的数量为for循环的次数，而后均值与数组中的数做比较，均值若大于数组中数则输出布尔值T，否则为F，从而后构建成方波信号。

6.交流电路参数测量——多周期计数法判断信号开始结束

多周期计数法还需要判断一个周期的开始和结束，可采用过零法和阈值法，此例采用阈值法。若数组相邻索引值正好构成一个周期内的方波信号，则给选择结构的条件为真，输出索引数据，反之输出0。

7.交流电路参数测量（4）

• 数组索引的数相即为最终采样数据，相邻两个样本的差值即为当前周期的样本数，乘以采样周期，再取倒数，即为一个周期内的样本数。
• 然后取多个周期，再取均值，即作为最后的频率测量值。
  m个周期的均值：

• 每分钟脉搏次数 = 脉搏频率 × 60s。

8.结束程序

因为整个程序有两个循环，但只有一个结束按钮，如果直接挂局部变量，会报布尔动作的错误，所以采用此种形式。

关闭串口

关闭串口，即通信结束。

整体展示

• 前面板

• 后面板

此程序整体采用顺序结构，把演示放在帧里还有一个好处是，循环开始时，先延时在开始后面循环里的程序。

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END!