發(fā)布時間：2020-06-19 23:27

【摘要】：隨著智能可穿戴技術(shù)的迅速發(fā)展與醫(yī)療領(lǐng)域逐漸重視其設(shè)備的智能化與便攜化,醫(yī)療健康與可穿戴技術(shù)相結(jié)合已成為趨勢。由于消防搶險過程充滿了不確定性與危險性,對于消防人員的健康進行監(jiān)護變得尤為重要;而隨著智慧工地的提出,實時獲取工人的體征狀態(tài),減少其傷亡率,也具有重要的現(xiàn)實意義。為此本文設(shè)計了一種手套式體征參數(shù)采集設(shè)備,能夠?qū)崟r檢測血氧和脈率,并傳輸至后臺針對異常情況進行提醒,從而有效地反饋工人和消防員的體征信息,減少因突發(fā)事故而引起的人員傷亡。本文充分考慮裝置的穿戴性、舒適性、準確性與低功耗,將微型電路板與傳感器內(nèi)嵌在手套中,利用透射式原理于指尖處采集脈搏波信號,通過差分原理定位波形的極值點并繪制包絡(luò)線得到直流與交流分量,最后結(jié)合定標擬合曲線計算出血氧飽和度和脈率。硬件設(shè)計上,通過優(yōu)化元件布局與合理走線改進并縮小了電路面積,并采用低功耗芯片與高集成器件極大增加了裝置續(xù)航時間。軟件設(shè)計上,采用平滑濾波和形態(tài)學濾波去除微動脈搏動造成的高頻干擾和呼吸運動引起的基線漂移,并引入雙樹復小波變換濾除運動過程產(chǎn)生的頻率混疊干擾,從而維持信號采集的準確性。裝置可以在正常采集模式與低功耗模式之間任意切換,在正常工作與降低功耗方面取得了較好平衡。微型電路模塊內(nèi)置于手套背部,雙光源二極管與光頻轉(zhuǎn)換器則嵌入橡膠材質(zhì)固定于指尖,保證了佩戴的舒適與方便。通過對手套設(shè)備的性能與功耗進行測試,在靜止狀態(tài)下血氧飽和度的平均誤差不超過2%,脈率平均誤差不超過5次/分;運動狀態(tài)下血氧飽和度的平均誤差低于4%,脈率平均誤差低于8次/分,因而滿足裝置的準確度要求。功耗方面,正常采集模式下功耗為79.2mW,低功耗模式下功耗為33mW,能夠保證裝置的長時間使用。因此,本文設(shè)計的手套式體征參數(shù)采集裝置具有實際應(yīng)用價值。
【學位授予單位】：重慶郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TP368.33
【圖文】：

以及九安醫(yī)療、小米等公司也在不斷推出新的智能可穿戴設(shè)備[27-30]。目前國內(nèi)在消防、公安部門，以及建筑工地等領(lǐng)域?qū)τ诳纱┐黧w征參數(shù)監(jiān)備的研究還處于初級階段，并未有較成熟的解決方案，其缺點在于設(shè)備的可性較差、抗干擾能力不足、以及穩(wěn)定性還有所欠缺。但隨著國家對這些高危工作人員的生命健康逐漸重視，研制一套適用的可穿戴生理信息監(jiān)測設(shè)備對護生命安全具有重要的意義。.3 研究內(nèi)容與結(jié)構(gòu)安排本課題的主要研究內(nèi)容是研制應(yīng)用于消防員與工人的可穿戴體征參數(shù)監(jiān)測，考慮到裝置的可穿戴性與適用性，選取手套作為佩戴方案，于指尖處采集波信號，從而計算出血氧飽和度和脈率。設(shè)備應(yīng)用示意圖如圖 1.1 所示。

圖 2.1 脈搏波特征波形搏波信號檢測方法力脈搏波檢測脈搏波檢測部位通常選擇橈動脈，其檢測方便，脈搏信號較強為壓力傳感器檢測和氣囊式檢測[35]。如圖 2.2 所示，壓力傳感器壁的壓力信號為電信號來測量脈搏波，而氣囊式檢測則是通過測脈搏信號。但總體而言，壓力脈搏波檢測干擾較大，形式較細探討。

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 薛俊偉;黃岳山;杜欣;吳秀勇;曾偉杰;席玉勝;陳益民;趙毓;吳凱;;藍牙低功耗可穿戴血氧監(jiān)測設(shè)備的設(shè)計[J];中國生物醫(yī)學工程學報;2015年06期

2 謝俊祥;張琳;;智能可穿戴設(shè)備及其應(yīng)用[J];中國醫(yī)療器械信息;2015年03期

3 萇飛霸;尹軍;張和華;顏樂先;李姝穎;周德強;;可穿戴式健康監(jiān)測系統(tǒng)研究與展望[J];中國醫(yī)療器械雜志;2015年01期

4 陳騫;;智能可穿戴設(shè)備在醫(yī)療健康領(lǐng)域的發(fā)展與應(yīng)用[J];上海信息化;2014年12期

5 毛彤;周開宇;;可穿戴設(shè)備綜合分析及建議[J];電信科學;2014年10期

6 韓慶陽;李丙玉;王曉東;;一種同時消除脈搏波信號中呼吸基線漂移和高頻噪聲的方法[J];中國醫(yī)學物理學雜志;2014年02期

7 劉俊微;龐春穎;徐伯鸞;;光電脈搏血氧儀的設(shè)計與實現(xiàn)[J];激光與紅外;2014年01期

8 張愛華;王平;丑永新;;基于動態(tài)差分閾值的脈搏信號峰值檢測算法[J];吉林大學學報(工學版);2014年03期

9 龔渝順;吳寶明;高丹丹;蔣洪;閆慶廣;;動態(tài)環(huán)境血氧飽和度監(jiān)測的運動干擾分離自適應(yīng)對消方法[J];航天醫(yī)學與醫(yī)學工程;2012年04期

10 潛光松;;國內(nèi)血氧飽和度儀檢測現(xiàn)狀與存在的問題[J];計量與測試技術(shù);2010年09期

相關(guān)碩士學位論文 前6條

1 王陽;基于有源RFID標簽的反射式脈搏血氧傳感系統(tǒng)研究[D];天津工業(yè)大學;2017年

2 鐘一舟;基于光電容積脈搏波的穿戴式多生命體征參數(shù)采集系統(tǒng)[D];浙江大學;2017年

3 韓帥;血氧飽和度監(jiān)測儀的設(shè)計與應(yīng)用研究[D];天津工業(yè)大學;2016年

4 李永斌;可穿戴式智能血氧運動指環(huán)設(shè)計與研究[D];華南理工大學;2015年

5 周堂興;基于FPGA的脈搏與血氧飽和度監(jiān)測系統(tǒng)研究[D];東華大學;2015年

6 方啟超;血氧飽和度檢測技術(shù)研究[D];南京理工大學;2013年

本文編號：2721491