【摘要】：隨著穿戴設(shè)備的流行,在穿戴設(shè)備上實(shí)現(xiàn)血壓測(cè)量功能成為近幾年的研究熱點(diǎn),血壓測(cè)量設(shè)備也呈現(xiàn)出體積小巧化、操作智能化和測(cè)量連續(xù)化的發(fā)展趨勢(shì)。血壓手環(huán)的出現(xiàn),滿足了用戶時(shí)刻了解自身血壓狀況的需求。論文研究并設(shè)計(jì)了一款基于光電容積脈搏波(Photoplethysmogram,PPG)的連續(xù)血壓檢測(cè)手環(huán)。該手環(huán)可在人體表皮采集PPG信號(hào),并通過PPG信號(hào)檢測(cè)算法估計(jì)出人體血壓值。同時(shí)針對(duì)血壓功能在穿戴設(shè)備上的巨大應(yīng)用前景,設(shè)計(jì)了一套開放式低功耗藍(lán)牙(Bluetooth Low Energy,BLE)配置方案,實(shí)現(xiàn)血壓手環(huán)與智能手機(jī)的開放式連接。針對(duì)血壓手環(huán)的實(shí)際應(yīng)用還開發(fā)配套的Android平臺(tái)應(yīng)用程序(Application,App),實(shí)現(xiàn)在手機(jī)App上連接血壓手環(huán)并進(jìn)行開放式的數(shù)據(jù)交互。具體工作內(nèi)容如下:1.在深入學(xué)習(xí)PPG信號(hào)血壓檢測(cè)算法的基礎(chǔ)上,提出一種基于單路PPG信號(hào)的連續(xù)血壓檢測(cè)算法。試驗(yàn)結(jié)果表明,該算法與電子血壓計(jì)相比具有較好的一致性。在測(cè)量誤差方面,收縮壓和舒張壓的誤差分別為0.79?4.79 mmHg和0.73?3.47mmHg,均滿足美國(guó)醫(yī)療器械促進(jìn)學(xué)會(huì)的血壓標(biāo)準(zhǔn)差不大于8 mmHg的要求。2.經(jīng)過多次技術(shù)調(diào)研,選用MAX30102脈搏波傳感器作為PPG信號(hào)解決方案,參考官方應(yīng)用手冊(cè)完成電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用接口電路設(shè)計(jì),構(gòu)建了PPG采集模塊。以片上可編程系統(tǒng)(Programmable System-on-Chip,PSoC)為基礎(chǔ)的PSoC 4 BLE解決方案作為血壓手環(huán)的控制器,完成了驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)PPG數(shù)據(jù)讀取與處理的程序設(shè)計(jì),以及藍(lán)牙功能的程序設(shè)計(jì),完成血壓手環(huán)的核心功能。3.在深入學(xué)習(xí)低功耗藍(lán)牙技術(shù)原理基礎(chǔ)上,分別在BLE協(xié)議棧中通用接入規(guī)范層與通用屬性規(guī)范層進(jìn)行數(shù)據(jù)幀和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的配置,給出在血壓場(chǎng)景下的開放式BLE配置方案,實(shí)現(xiàn)血壓手環(huán)的與智能手機(jī)的開放式連接。4.在Android手機(jī)操作系統(tǒng)下編寫了血壓手環(huán)客戶端的應(yīng)用程序,實(shí)現(xiàn)對(duì)血壓手環(huán)的設(shè)備掃描、連接、服務(wù)發(fā)現(xiàn),血壓手環(huán)實(shí)時(shí)上報(bào)數(shù)據(jù)的接收、顯示功能。App為血壓手環(huán)提供設(shè)備接入和數(shù)據(jù)交互的平臺(tái),增強(qiáng)了用戶體驗(yàn)。
【圖文】：

信號(hào)[10]。近幾年，市場(chǎng)上出現(xiàn)使用 PPG 信號(hào)測(cè)量血壓的手環(huán)，如圖 1.2 和圖 1.3 所示。血壓手環(huán)通過光電傳感器檢測(cè)手腕處的脈搏信號(hào)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理后計(jì)算出血壓值。由于 PPG 信號(hào)還攜帶著其他人體生理信號(hào)，如心率、血氧、呼吸率等，因此基于 PPG 信號(hào)的運(yùn)動(dòng)健康手環(huán)具有廣闊的應(yīng)用前景。圖 1.1 反射式光電傳感器工作原理發(fā)光二極管人體表皮人體血管光敏元件

信號(hào)[10]。近幾年，市場(chǎng)上出現(xiàn)使用 PPG 信號(hào)測(cè)量血壓的手環(huán)，如圖 1.2 和圖 1.3 所示。血壓手環(huán)通過光電傳感器檢測(cè)手腕處的脈搏信號(hào)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理后計(jì)算出血壓值。由于 PPG 信號(hào)還攜帶著其他人體生理信號(hào)，，如心率、血氧、呼吸率等，因此基于 PPG 信號(hào)的運(yùn)動(dòng)健康手環(huán)具有廣闊的應(yīng)用前景。圖 1.1 反射式光電傳感器工作原理發(fā)光二極管人體表皮人體血管光敏元件
【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)】：TH77

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2653707