基于MSP430單片機(jī)的便攜式血氧儀的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
發(fā)布時(shí)間:2022-08-06 17:03
隨著當(dāng)今社會(huì)的不斷進(jìn)步、全民生活水平的不斷提高,人們對(duì)于醫(yī)療保健意識(shí)也越來越高。人們對(duì)健康的自我監(jiān)測(cè),就需要簡(jiǎn)單、易操作且攜帶方便的便攜式醫(yī)療設(shè)備。日常對(duì)健康的自我管理中比較重要的生理指標(biāo)就是血氧飽和度,該生理指標(biāo)在臨床醫(yī)學(xué)的救護(hù)工作中起了非常重要的作用。目前醫(yī)療設(shè)備市場(chǎng)中便攜式血氧儀的產(chǎn)品眾多,但功耗大、價(jià)格昂貴以及體積較大不易隨身攜帶,而性價(jià)比高、低功耗及便攜式血氧儀也成為了當(dāng)前便攜式血氧儀設(shè)計(jì)的研究方向。本論文針對(duì)便攜式血氧儀測(cè)試系統(tǒng)的研究,完成基于MSP430單片機(jī)的便攜式血氧儀的總體設(shè)計(jì)方案及實(shí)現(xiàn)過程。主要完成的工作內(nèi)容有:設(shè)計(jì)中采用了德州儀器TI公司的預(yù)處理集成芯片AFE4400。該芯片加上簡(jiǎn)單的外圍電路可以完成對(duì)脈沖的控制、二級(jí)增益放大、濾波等功能,優(yōu)化了血氧系統(tǒng)信號(hào)發(fā)送和采集的實(shí)時(shí)性,避免了使用分立元器件電路的噪聲干擾大和血氧信號(hào)處理效果不好的缺點(diǎn)。以MSP430作為微處理器設(shè)計(jì)了便攜式血氧儀測(cè)量方案,硬件電路設(shè)計(jì)完成以下模塊:AFE4400電路模塊、電源管理模塊、血氧探頭模塊、微處理系統(tǒng)、OLED顯示模塊和藍(lán)牙模塊,對(duì)整體電路進(jìn)行繪制并制版。在低功耗方面利用AFE44...
【文章頁數(shù)】:65 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 研究現(xiàn)狀
1.2.1 國(guó)內(nèi)外便攜式血氧儀研究現(xiàn)狀
1.2.2 移動(dòng)醫(yī)療監(jiān)測(cè)
1.3 研究?jī)?nèi)容
1.4 論文結(jié)構(gòu)
第二章 血氧飽和度檢測(cè)方法與原理
2.1 血氧飽和度檢測(cè)方法
2.2 脈搏波
2.3 脈搏波測(cè)量的基本原理
2.4 脈搏波信號(hào)的特點(diǎn)
2.5 本章小結(jié)
第三章 便攜式血氧儀系統(tǒng)需求分析與概述
3.1 系統(tǒng)需求分析
3.1.1 硬件需求分析
3.1.2 軟件需求分析
3.2 血氧測(cè)量中的噪聲和干擾問題
3.3 系統(tǒng)概述
3.4 本章小結(jié)
第四章 便攜式血氧儀系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
4.1 便攜式血氧儀系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)
4.2 AFE4400 電路模塊
4.2.1 放大器模塊
4.2.2 可編程増益放大電路
4.2.3 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊
4.2.4 LED傳輸模塊
4.2.5 晶振模塊
4.3 電源管理模塊
4.4 血氧探頭
4.5 微處理器系統(tǒng)
4.6 OLED顯示模塊
4.7 藍(lán)牙模塊電路
4.8 本章小結(jié)
第五章 便攜式血氧儀系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
5.1 MSP430 時(shí)鐘初始化
5.2 SPI初始化與通信協(xié)議構(gòu)建
5.3 數(shù)據(jù)分析與處理
5.3.1 脈搏血氧信號(hào)的計(jì)算
5.3.2 脈搏血氧信號(hào)的提取
5.4 OLED顯示
5.5 上位機(jī)系統(tǒng)
5.5.1 安卓智能手機(jī)
5.5.2 藍(lán)牙傳輸技術(shù)
5.5.3 手機(jī)APP設(shè)計(jì)
5.6 本章小結(jié)
第六章 系統(tǒng)測(cè)試和結(jié)果分析
6.1 系統(tǒng)測(cè)試
6.2 結(jié)果分析
6.2.1 血氧飽和度
6.2.2 心率測(cè)試
6.2.3 手機(jī)APP測(cè)試
6.3 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
7.1 總結(jié)
7.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于單片機(jī)的數(shù)字時(shí)鐘設(shè)計(jì)[J]. 李琳. 數(shù)碼世界. 2016(11)
[2]基于Android的醫(yī)療監(jiān)控系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)[J]. 伍孝林,徐洪智,黃艷,繆利道. 信息系統(tǒng)工程. 2015(01)
[3]個(gè)性化遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)研究[J]. 董振江,謝怡,鄧碩,婁夢(mèng)茜,孫知信. 計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展. 2013(05)
[4]無創(chuàng)血液成分檢測(cè)全波段信號(hào)信噪比均衡[J]. 李剛,王慧泉,張昊,林凌,吳曉榮,張寶菊. 光譜學(xué)與光譜分析. 2012(02)
[5]血氧模擬儀的技術(shù)研究與設(shè)計(jì)[J]. 何史林,陳廣飛,王華波,應(yīng)俊,劉長(zhǎng)庭,俞夢(mèng)孫. 醫(yī)療衛(wèi)生裝備. 2011(06)
[6]動(dòng)態(tài)光譜法用于人體血液中多種蛋白含量的無創(chuàng)測(cè)量[J]. 李剛,門劍龍,孫兆敏,王慧泉,林凌,張寶菊,吳曉榮. 天津大學(xué)學(xué)報(bào). 2011(01)
[7]脈搏血氧飽和度測(cè)量原理概述及常見血氧探頭的電氣圖[J]. 高新軍,劉新穎. 總裝備部醫(yī)學(xué)學(xué)報(bào). 2010(03)
[8]動(dòng)態(tài)光譜法用于人體血紅蛋白濃度的無創(chuàng)測(cè)量[J]. 張志勇,門劍龍,李剛,林凌. 光譜學(xué)與光譜分析. 2010(01)
[9]人體血液成分無創(chuàng)測(cè)量取得突破,即將進(jìn)入實(shí)用[J]. 林凌,李剛. 中國(guó)醫(yī)療器械信息. 2009(08)
[10]動(dòng)態(tài)光譜法對(duì)提高近紅外無創(chuàng)血液成份檢測(cè)精度的理論分析[J]. 李剛,王焱,李秋霞,李曉霞,林凌,劉玉良. 紅外與毫米波學(xué)報(bào). 2006(05)
碩士論文
[1]多傳感器信息融合技術(shù)在遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)中的應(yīng)用[D]. 楊碩.河北大學(xué) 2014
[2]基于ZigBee技術(shù)的無線社區(qū)遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)研究[D]. 卞晨.合肥工業(yè)大學(xué) 2014
[3]血氧飽和度檢測(cè)技術(shù)研究[D]. 方啟超.南京理工大學(xué) 2013
[4]遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)移動(dòng)終端中通信與定位技術(shù)的應(yīng)用研究[D]. 任軍偉.電子科技大學(xué) 2012
[5]便攜式無創(chuàng)數(shù)字脈搏血氧儀的設(shè)計(jì)研究[D]. 楊濤.南京醫(yī)科大學(xué) 2011
[6]強(qiáng)噪聲背景下的脈搏血氧飽和度檢測(cè)[D]. 周青.山東大學(xué) 2011
[7]基于近紅外光譜法無創(chuàng)脈搏血氧飽和度檢測(cè)[D]. 姚峰.山西大學(xué) 2010
[8]基于無線網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 周笑.浙江大學(xué) 2010
本文編號(hào):3670029
【文章頁數(shù)】:65 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 研究現(xiàn)狀
1.2.1 國(guó)內(nèi)外便攜式血氧儀研究現(xiàn)狀
1.2.2 移動(dòng)醫(yī)療監(jiān)測(cè)
1.3 研究?jī)?nèi)容
1.4 論文結(jié)構(gòu)
第二章 血氧飽和度檢測(cè)方法與原理
2.1 血氧飽和度檢測(cè)方法
2.2 脈搏波
2.3 脈搏波測(cè)量的基本原理
2.4 脈搏波信號(hào)的特點(diǎn)
2.5 本章小結(jié)
第三章 便攜式血氧儀系統(tǒng)需求分析與概述
3.1 系統(tǒng)需求分析
3.1.1 硬件需求分析
3.1.2 軟件需求分析
3.2 血氧測(cè)量中的噪聲和干擾問題
3.3 系統(tǒng)概述
3.4 本章小結(jié)
第四章 便攜式血氧儀系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
4.1 便攜式血氧儀系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)
4.2 AFE4400 電路模塊
4.2.1 放大器模塊
4.2.2 可編程増益放大電路
4.2.3 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊
4.2.4 LED傳輸模塊
4.2.5 晶振模塊
4.3 電源管理模塊
4.4 血氧探頭
4.5 微處理器系統(tǒng)
4.6 OLED顯示模塊
4.7 藍(lán)牙模塊電路
4.8 本章小結(jié)
第五章 便攜式血氧儀系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
5.1 MSP430 時(shí)鐘初始化
5.2 SPI初始化與通信協(xié)議構(gòu)建
5.3 數(shù)據(jù)分析與處理
5.3.1 脈搏血氧信號(hào)的計(jì)算
5.3.2 脈搏血氧信號(hào)的提取
5.4 OLED顯示
5.5 上位機(jī)系統(tǒng)
5.5.1 安卓智能手機(jī)
5.5.2 藍(lán)牙傳輸技術(shù)
5.5.3 手機(jī)APP設(shè)計(jì)
5.6 本章小結(jié)
第六章 系統(tǒng)測(cè)試和結(jié)果分析
6.1 系統(tǒng)測(cè)試
6.2 結(jié)果分析
6.2.1 血氧飽和度
6.2.2 心率測(cè)試
6.2.3 手機(jī)APP測(cè)試
6.3 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
7.1 總結(jié)
7.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于單片機(jī)的數(shù)字時(shí)鐘設(shè)計(jì)[J]. 李琳. 數(shù)碼世界. 2016(11)
[2]基于Android的醫(yī)療監(jiān)控系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)[J]. 伍孝林,徐洪智,黃艷,繆利道. 信息系統(tǒng)工程. 2015(01)
[3]個(gè)性化遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)研究[J]. 董振江,謝怡,鄧碩,婁夢(mèng)茜,孫知信. 計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展. 2013(05)
[4]無創(chuàng)血液成分檢測(cè)全波段信號(hào)信噪比均衡[J]. 李剛,王慧泉,張昊,林凌,吳曉榮,張寶菊. 光譜學(xué)與光譜分析. 2012(02)
[5]血氧模擬儀的技術(shù)研究與設(shè)計(jì)[J]. 何史林,陳廣飛,王華波,應(yīng)俊,劉長(zhǎng)庭,俞夢(mèng)孫. 醫(yī)療衛(wèi)生裝備. 2011(06)
[6]動(dòng)態(tài)光譜法用于人體血液中多種蛋白含量的無創(chuàng)測(cè)量[J]. 李剛,門劍龍,孫兆敏,王慧泉,林凌,張寶菊,吳曉榮. 天津大學(xué)學(xué)報(bào). 2011(01)
[7]脈搏血氧飽和度測(cè)量原理概述及常見血氧探頭的電氣圖[J]. 高新軍,劉新穎. 總裝備部醫(yī)學(xué)學(xué)報(bào). 2010(03)
[8]動(dòng)態(tài)光譜法用于人體血紅蛋白濃度的無創(chuàng)測(cè)量[J]. 張志勇,門劍龍,李剛,林凌. 光譜學(xué)與光譜分析. 2010(01)
[9]人體血液成分無創(chuàng)測(cè)量取得突破,即將進(jìn)入實(shí)用[J]. 林凌,李剛. 中國(guó)醫(yī)療器械信息. 2009(08)
[10]動(dòng)態(tài)光譜法對(duì)提高近紅外無創(chuàng)血液成份檢測(cè)精度的理論分析[J]. 李剛,王焱,李秋霞,李曉霞,林凌,劉玉良. 紅外與毫米波學(xué)報(bào). 2006(05)
碩士論文
[1]多傳感器信息融合技術(shù)在遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)中的應(yīng)用[D]. 楊碩.河北大學(xué) 2014
[2]基于ZigBee技術(shù)的無線社區(qū)遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)研究[D]. 卞晨.合肥工業(yè)大學(xué) 2014
[3]血氧飽和度檢測(cè)技術(shù)研究[D]. 方啟超.南京理工大學(xué) 2013
[4]遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)移動(dòng)終端中通信與定位技術(shù)的應(yīng)用研究[D]. 任軍偉.電子科技大學(xué) 2012
[5]便攜式無創(chuàng)數(shù)字脈搏血氧儀的設(shè)計(jì)研究[D]. 楊濤.南京醫(yī)科大學(xué) 2011
[6]強(qiáng)噪聲背景下的脈搏血氧飽和度檢測(cè)[D]. 周青.山東大學(xué) 2011
[7]基于近紅外光譜法無創(chuàng)脈搏血氧飽和度檢測(cè)[D]. 姚峰.山西大學(xué) 2010
[8]基于無線網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 周笑.浙江大學(xué) 2010
本文編號(hào):3670029
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