【摘要】：藍(lán)牙4.0技術(shù)自2010年7月由藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟(SIG)推出之后,移動(dòng)醫(yī)療以及可穿戴移動(dòng)設(shè)備一直是人們持續(xù)研究的熱點(diǎn)。將低功耗藍(lán)牙4.0技術(shù)運(yùn)用到醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)中,這不僅為患者爭(zhēng)取到更加有利的治療時(shí)間,還為人們提供快捷方便的新型智能醫(yī)療系統(tǒng),滿足了人們對(duì)智能醫(yī)療的迫切需求。本文針對(duì)胎兒心率儀在移動(dòng)醫(yī)療上的需求,主要研究基于低功耗藍(lán)牙4.0協(xié)議的超聲多普勒胎兒心率儀,并將其與智能手機(jī)相結(jié)合,目的是設(shè)計(jì)一款利用低功耗藍(lán)牙4.0傳輸胎兒心率數(shù)據(jù)的胎兒心率儀及應(yīng)用。首先,對(duì)超聲多普勒胎兒心率儀進(jìn)行了硬件部分的分析與研究,分析了采集胎心信號(hào)的超聲換能器的結(jié)構(gòu)原理,對(duì)胎心信號(hào)進(jìn)行了濾波,選頻放大等預(yù)處理操作。為了完成對(duì)胎心數(shù)據(jù)的傳輸,通過對(duì)低功耗藍(lán)牙芯片CC2540中胎心數(shù)據(jù)處理協(xié)議進(jìn)行了分析與設(shè)計(jì),使得能夠完成傳輸過程中硬件部分的傳輸準(zhǔn)備工作。其次,通過對(duì)低功耗藍(lán)牙協(xié)議棧的探究,實(shí)現(xiàn)了胎心信號(hào)采集處理端與Android客戶端應(yīng)用的藍(lán)牙通信與數(shù)據(jù)傳輸。根據(jù)胎心率自定義協(xié)議的需求,對(duì)協(xié)議棧規(guī)范中的心率的服務(wù)進(jìn)行了分析與修改,實(shí)現(xiàn)了對(duì)胎心率的傳輸。客戶端開發(fā)平臺(tái)選擇的是小米2S,并在該平臺(tái)上完成了軟件程序的設(shè)計(jì)與開發(fā)。其中胎心數(shù)字信號(hào)處理采用的是改進(jìn)的獨(dú)立分量分析算法,并移植入程序,實(shí)現(xiàn)了對(duì)胎心數(shù)據(jù)的處理。最后,給出了算法的實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果與分析,以及應(yīng)用程序的真機(jī)調(diào)試結(jié)果,實(shí)現(xiàn)了低功耗藍(lán)牙在胎心設(shè)備與手機(jī)用戶端應(yīng)用之間的數(shù)據(jù)通信。并通過具體的胎心信號(hào)處理實(shí)例來展示了從采集到最后應(yīng)用中顯示結(jié)果的過程。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TH789
【圖文】：

第 2 章 胎兒心率檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第 2 章 胎兒心率檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案本次設(shè)計(jì)中，整個(gè)系統(tǒng)將通過 Android 智能移動(dòng)設(shè)備與胎兒心電數(shù)據(jù)采連接，形成一種智能監(jiān)護(hù)模式。孕婦使用超聲探頭采集胎心信號(hào)，再擬信號(hào)發(fā)送到胎心信號(hào)處理模塊，經(jīng)選頻放大，帶通濾波和 A/D 數(shù)據(jù)過程，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，在低功耗藍(lán)牙芯片 CC2540 內(nèi)高度的作用下，利用低功耗藍(lán)牙 BLE4.0 協(xié)議棧將重要的數(shù)字信息傳輸?shù)絺渖线M(jìn)行顯示，如圖 2.1 所示。

圖 2-1 胎心率檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架圖檢測(cè)系統(tǒng)由信號(hào)采集與處理端，低功耗藍(lán)牙無線通信端以及 A，如圖 2-2 所示。其中信號(hào)采集與處理端分兩部分來完成，信部分完成對(duì)胎心信號(hào)的采集，信號(hào)處理端利用 CC2540 中高度對(duì)胎心信號(hào)的選頻放大，帶通濾波和 A/D 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。低功耗用低功耗藍(lán)牙協(xié)議完成處理后的胎心數(shù)字信號(hào)與 Android 手輸。Android 用戶應(yīng)用端主要是將藍(lán)牙通信模塊傳輸來的胎心以及將每次檢測(cè)的胎心數(shù)據(jù)進(jìn)行保留，更方便孕婦掌握胎兒的

圖 2-3 各種無線數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議對(duì)比圖對(duì)比圖中我們可以得知，傳統(tǒng)藍(lán)牙、802.11 系列、ZigBee 三種無線數(shù)，傳統(tǒng)藍(lán)牙的傳輸距離是最短的，典型數(shù)據(jù)傳輸距離為 2-10ma/b/g/n 的傳輸速率是最快的，由上文得知，IEEE 802.11b 最高數(shù)據(jù)傳輸b/s。經(jīng)查閱資料，將具體參數(shù)的對(duì)比的情況統(tǒng)計(jì)如表 2-1 所示。表 2-1 短距離無線傳輸協(xié)議比較表名稱 傳統(tǒng)藍(lán)牙 低功耗藍(lán)牙 ZigBee據(jù)傳輸速率 1-3Mb/s 1Mb/s 250kb/s調(diào)制方法 直接擴(kuò)頻 跳頻擴(kuò)展 跳頻擴(kuò)展絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 分布式 星狀-總線 星狀，樹形，最大節(jié)點(diǎn)數(shù) 8 個(gè) 可擴(kuò)展 254 個(gè)連接耗時(shí) 3-10s 1.2ms 15ms

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本文編號(hào)：2799536