心臟病是一種突發(fā)性、死亡率高的疾病,目前已成為危害人類生命安全的主要疾病之一。心電信號檢測是診斷心血管疾病的最直接的方法,目前臨床上通常采用的心電檢測方式主要有：常規(guī)的靜態(tài)心電圖檢測和Hol ter儀檢測。進行常規(guī)心電圖檢測時,患者需要靜臥在病床上,由于采用有線線纜傳輸數據,這種檢測方式不僅限制患者的活動,而且只能獲取患者短時間內的心電信息。Hol ter儀可在患者正�；顒忧闆r下持續(xù)24小時獲得心電信息,但是該儀器獲取的心電數據需存于記錄器中,不能實時顯示心電信號。針對以上心電檢測儀的不足,本文通過綜合應用ZigBee技術和LabVIEW開發(fā)平臺,設計制作了一種基于ZigBee無線傳感網絡的心電檢測系統(tǒng),從而實現了對心臟病患者在日�；顒又虚L時間、實時的心電監(jiān)測。該心電檢測系統(tǒng)主要由三部分組成,分別是：心電信號預處理硬件電路、ZigBee無線網絡及上位機。首先,根據心電信號的特點搭建分立式的心電預處理硬件電路,利用所設計的電路對采用雙極胸導聯(lián)方式提取的體表心電信號進行預處理,設計的硬件電路主要包括放大電路、濾波電路、電壓抬升電路、右腿驅動電路,并在PCB板上制作了實現以上各部分功能的電路,該預處理電路可獲取具有明顯特征波群的心電信號�；赥I公司的CC2530芯片,設計了CC2530核心板和底板,構建出ZigBee通信模塊。通過對ZigBee節(jié)點的程序設計,獲得了可自動組網及無線通信的協(xié)調器節(jié)點、路由節(jié)點和終端節(jié)點,實現了心電信號的無線傳輸。最后運用LabVIEW設計了基于USB串口的上位機應用軟件,實現了心電信號的實時監(jiān)測、心電數據存儲、心電數據后續(xù)濾波處理以及心率計算等功能。本文設計的心電檢測系統(tǒng)經過調試和測試運行,結果表明：可長時間、實時采集心電信號并進行顯示,心率平均誤檢率為1.98%,使用兩個路由器后無線通信距離可達150米以上。系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運行、并且具有可擴展移植性能,基本達到了設計的預期目標,具有一定的臨床參考價值。
【學位單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2016
【中圖分類】：TH776;R540.4
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 心電檢測技術的國內外發(fā)展現狀
        1.2.1 心電檢測儀器的發(fā)展及其相關研究成果
        1.2.2 ZigBee技術在醫(yī)療領域的應用現狀
    1.3 論文研究的主要內容及章節(jié)安排
第二章 心電檢測系統(tǒng)的相關技術
    2.1 心電信號的基本理論
        2.1.1 心電信號產生的原理
        2.1.2 心電圖測量方式
        2.1.3 心電信號的特征
    2.2 無線傳感器網絡概述
        2.2.1 無線傳感器網絡介紹
        2.2.2 ZigBee技術介紹
    2.3 本章小結
第三章 系統(tǒng)的總體設計
    3.1 系統(tǒng)的總體結構設計
    3.2 系統(tǒng)的設計要求
    3.3 心電預處理電路的設計要求
    3.4 本章小結
第四章 心電檢測系統(tǒng)的硬件組成
    4.1 檢測電極與導聯(lián)方式
    4.2 心電信號預處理電路設計
        4.2.1 預處理電路芯片的選擇
        4.2.2 前級放大及右腿驅動電路
        4.2.3 濾波電路設計
        4.2.4 電源模塊電路
    4.3 ZigBee無線傳輸模塊
        4.3.1 CC2530核心板
        4.3.2 終端節(jié)點/路由器底板
        4.3.3 協(xié)調器節(jié)點底板
    4.4 本章小結
第五章 系統(tǒng)軟件設計
    5.1 ZigBee協(xié)議棧介紹及其工作流程
    5.2 協(xié)調器節(jié)點程序
    5.3 路由器節(jié)點程序
    5.4 終端節(jié)點程序
    5.5 基于LabVIEW的應用軟件設計
        5.5.1 虛擬儀器技術概述
        5.5.2 串口通信與數據存儲模塊
        5.5.3 心率計算模塊
        5.5.4 數據讀取模塊
        5.5.5 小波降噪和數字陷波模塊
        5.5.6 顯示界面設計
    5.6 本章小結
第六章 系統(tǒng)實驗與實驗結果分析
    6.1 心電信號預處理電路調試
    6.2 ZigBee無線通信調試
    6.3 基于LabVIEW的應用軟件調試
        6.3.1 實時檢測功能調試
        6.3.2 心電信號的后續(xù)處理
        6.3.3 心率計算的準確性調試
    6.4 本章小結
第七章 總結與展望
    7.1 研究成果總結
    7.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它科研成果
附錄一 心電預處理電路原理圖
附錄二 CC2530模塊原理圖

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本文編號：2859273