【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(shì)。由于消防搶險(xiǎn)過(guò)程充滿了不確定性與危險(xiǎn)性,對(duì)于消防人員的健康進(jìn)行監(jiān)護(hù)變得尤為重要;而隨著智慧工地的提出,實(shí)時(shí)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(shí)意義。為此本文設(shè)計(jì)了一種手套式體征參數(shù)采集設(shè)備,能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)血氧和脈率,并傳輸至后臺(tái)針對(duì)異常情況進(jìn)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(zhǔn)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(hào),通過(guò)差分原理定位波形的極值點(diǎn)并繪制包絡(luò)線得到直流與交流分量,最后結(jié)合定標(biāo)擬合曲線計(jì)算出血氧飽和度和脈率。硬件設(shè)計(jì)上,通過(guò)優(yōu)化元件布局與合理走線改進(jìn)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(shí)間。軟件設(shè)計(jì)上,采用平滑濾波和形態(tài)學(xué)濾波去除微動(dòng)脈搏動(dòng)造成的高頻干擾和呼吸運(yùn)動(dòng)引起的基線漂移,并引入雙樹復(fù)小波變換濾除運(yùn)動(dòng)過(guò)程產(chǎn)生的頻率混疊干擾,從而維持信號(hào)采集的準(zhǔn)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(guò)對(duì)手套設(shè)備的性能與功耗進(jìn)行測(cè)試,在靜止?fàn)顟B(tài)下血氧飽和度的平均誤差不超過(guò)2%,脈率平均誤差不超過(guò)5次/分;運(yùn)動(dòng)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(zhǔn)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(zhǎng)時(shí)間使用。因此,本文設(shè)計(jì)的手套式體征參數(shù)采集裝置具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：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(guó)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(jí)階段，并未有較成熟的解決方案，其缺點(diǎn)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(guó)家對(duì)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(cè)設(shè)備對(duì)護(hù)生命安全具有重要的意義。.3 研究?jī)?nèi)容與結(jié)構(gòu)安排本課題的主要研究?jī)?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(cè)，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(hào)，從而計(jì)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(hào)檢測(cè)方法力脈搏波檢測(cè)脈搏波檢測(cè)部位通常選擇橈動(dòng)脈，其檢測(cè)方便，脈搏信號(hào)較強(qiáng)為壓力傳感器檢測(cè)和氣囊式檢測(cè)[35]。如圖 2.2 所示，壓力傳感器壁的壓力信號(hào)為電信號(hào)來(lái)測(cè)量脈搏波，而氣囊式檢測(cè)則是通過(guò)測(cè)脈搏信號(hào)。但總體而言，壓力脈搏波檢測(cè)干擾較大，形式較細(xì)探討。

【參考文獻(xiàn)】

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(lán)牙低功耗可穿戴血氧監(jiān)測(cè)設(shè)備的設(shè)計(jì)[J];中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào);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(guó)醫(yī)療器械信息;2015年03期

3 萇飛霸;尹軍;張和華;顏樂(lè)先;李姝穎;周德強(qiáng);;可穿戴式健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究與展望[J];中國(guó)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(xué);2014年10期

6 韓慶陽(yáng);李丙玉;王曉東;;一種同時(shí)消除脈搏波信號(hào)中呼吸基線漂移和高頻噪聲的方法[J];中國(guó)醫(yī)學(xué)物理學(xué)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(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];激光與紅外;2014年01期

8 張愛(ài)華;王平;丑永新;;基于動(dòng)態(tài)差分閾值的脈搏信號(hào)峰值檢測(cè)算法[J];吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2014年03期

9 龔渝順;吳寶明;高丹丹;蔣洪;閆慶廣;;動(dòng)態(tài)環(huán)境血氧飽和度監(jiān)測(cè)的運(yùn)動(dòng)干擾分離自適應(yīng)對(duì)消方法[J];航天醫(yī)學(xué)與醫(yī)學(xué)工程;2012年04期

10 潛光松;;國(guó)內(nèi)血氧飽和度儀檢測(cè)現(xiàn)狀與存在的問(wèn)題[J];計(jì)量與測(cè)試技術(shù);2010年09期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前6條

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

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

4 李永斌;可穿戴式智能血氧運(yùn)動(dòng)指環(huán)設(shè)計(jì)與研究[D];華南理工大學(xué);2015年

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

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

本文編號(hào)：2721491