本文關(guān)鍵詞：基于智能手機(jī)的脈搏血氧儀研制，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：血氧飽和度的監(jiān)測能夠預(yù)防心血管疾病等,是判斷人的健康狀況的標(biāo)準(zhǔn)之一。但典型的脈搏血氧儀不具備自動存儲日常監(jiān)測參數(shù)和移動醫(yī)療的功能,因此在實際應(yīng)用中,存在一定的局限性。隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,智能手機(jī)的性能和數(shù)據(jù)處理能力越來越強大,用戶也不斷增多。將家庭醫(yī)療監(jiān)護(hù)設(shè)備和智能手機(jī)結(jié)合起來,從而可實現(xiàn)移動醫(yī)療方式的家庭保健。因此,基于智能手機(jī)的脈搏血氧儀研制具有重要的意義。論文提出了一種基于智能手機(jī)的脈搏血氧儀系統(tǒng)設(shè)計方案,主要工作內(nèi)容有:首先簡要介紹了血氧飽和度測量原理,基于Texas Instruments(TI)AFE4400,并以TivaTM Cortex-M4(M4)為處理器,實現(xiàn)了基于AFE4400的血氧飽和度預(yù)處理模塊電路,完成了硬件設(shè)計和制版,通過高效的嵌入式軟件設(shè)計,完成了信號采集、數(shù)據(jù)傳輸以及大量數(shù)據(jù)的實時處理等軟件模塊,使得M4卓越的低功耗性能得到了很好的發(fā)揮。其次,血氧飽和度值可以通過對脈搏波波形的分析計算來獲得,脈搏波信號含有大量的人體生理和病理信息。為了獲取更加精確的脈搏信號,論文研究了小波變換、經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解(EMD)、集合經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解(EEMD)幾種濾波算法。提出根據(jù)本征模態(tài)函數(shù)(IMF)的特征時間尺度參數(shù)實現(xiàn)一個帶通濾波器的EMD和EEMD濾波算法,與小波變換相比,EMD和EEMD去噪效果更好,通過希爾伯特-黃頻譜實驗得出EEMD不僅能夠避免模態(tài)混疊問題,更有利于脈搏波信號的分析。最后,通過TI的Bluetooth芯片,經(jīng)濾波后的數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)绞謾C(jī),對血氧飽和度和心率的計算結(jié)果以及脈搏波波形的進(jìn)行顯示,同時可以實時保存參數(shù)信息,實現(xiàn)了血氧飽和度手機(jī)APP的設(shè)計。論文的創(chuàng)新點有:(1)血氧數(shù)據(jù)采集模塊采用了TI血氧飽和度專用集成芯片AFE4400,它具有脈沖控制、光電檢測、信號放大、信號濾波和采樣等功能,簡化了外圍電路的設(shè)計。結(jié)合M4完成了預(yù)處理電路設(shè)計,不僅實現(xiàn)了血氧信號采集和預(yù)處理功能,也大大減小了整個檢測電路的體積。并且具有功耗低、價格低、設(shè)備一致性高等特點,為產(chǎn)業(yè)化提供方便。(2)把Android作為開發(fā)平臺,設(shè)計脈搏血氧儀手機(jī)APP,完成數(shù)據(jù)分析、計算、存儲和傳輸,實時顯示血氧飽和度、心率以及脈搏波波形。可實現(xiàn)遠(yuǎn)程醫(yī)療,提高醫(yī)療效率。
【關(guān)鍵詞】：血氧飽和度 AFE4400 便攜式 EMD EEMD Android
【學(xué)位授予單位】：中國計量學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH789
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-15
• 1 緒論15-23
• 1.1 研究背景及意義15-16
• 1.2 脈搏血氧儀的發(fā)展現(xiàn)狀16-17
• 1.3 脈搏血氧儀的研究現(xiàn)狀17-20
• 1.3.1 智能手機(jī)與遠(yuǎn)程醫(yī)療18-20
• 1.4 論文的研究工作20-21
• 1.5 論文架構(gòu)21-22
• 1.6 本章小結(jié)22-23
• 2 脈搏血氧飽和度測量原理23-28
• 2.1 脈搏波23-24
• 2.2 脈搏波測量原理24-26
• 2.2.1 朗伯-比爾定律25-26
• 2.3 脈搏波的信號特點26
• 2.4 血氧飽和度測量過程中的噪聲和干擾26-27
• 2.5 本章小結(jié)27-28
• 3 基于智能手機(jī)的血氧測量方案設(shè)計28-37
• 3.1 系統(tǒng)硬件28-31
• 3.1.1 AFE400主要硬件概述和電路描述28-29
• 3.1.2 LED傳輸模塊29-30
• 3.1.3 接收模塊30
• 3.1.4 濾波和模數(shù)轉(zhuǎn)換部分30-31
• 3.2 微處理器選型31
• 3.3 系統(tǒng)總體設(shè)計31-33
• 3.4 硬件電路33-36
• 3.4.1 血氧探頭33-35
• 3.4.2 脈沖控制電路35
• 3.4.3 SPI通信電路35-36
• 3.4.4 時鐘振蕩電路36
• 3.5 本章小結(jié)36-37
• 4 模塊通信與信號處理37-51
• 4.1 SPI通信時序控制37-38
• 4.2 信號處理與分析38-43
• 4.2.1 小波變換原理38-39
• 4.2.2 小波變換仿真實驗39-43
• 4.3 脈搏信號的EMD和EEMD43-44
• 4.3.1 經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解(EMD)43-44
• 4.3.2 集合經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解(EEMD)44
• 4.4 EMD和EEMD仿真實驗44-45
• 4.5 實驗結(jié)果及分析45-47
• 4.6 希爾伯特-黃變換（HHT）47-49
• 4.7 本章小結(jié)49-51
• 5 手機(jī)APP設(shè)計51-65
• 5.1 Android智能手機(jī)51-52
• 5.2 藍(lán)牙無線傳輸技術(shù)52-56
• 5.2.1 藍(lán)牙開發(fā)基礎(chǔ)53-54
• 5.2.2 主要代碼分析54-56
• 5.3 Android手機(jī)端藍(lán)牙模塊的實現(xiàn)56-58
• 5.3.1 Android藍(lán)牙基礎(chǔ)知識56
• 5.3.2 Android藍(lán)牙模塊軟件實現(xiàn)56-58
• 5.4 血氧儀手機(jī)APP設(shè)計58-64
• 5.4.1 軟件框架設(shè)計58-59
• 5.4.2 設(shè)備初始化模塊59
• 5.4.3 數(shù)據(jù)讀取模塊59-60
• 5.4.4 數(shù)據(jù)處理模塊60-62
• 5.4.5 數(shù)據(jù)顯示模塊62-64
• 5.5 本章小結(jié)64-65
• 6 總結(jié)與展望65-68
• 6.1 總結(jié)65-66
• 6.2 展望66-68
• 參考文獻(xiàn)68-72
• 作者簡歷72

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：386094