血氧濃度(SPO2)是表征人體身體參數(shù)的一個非常重要的指標(biāo),同時SPO2的檢測已經(jīng)在臨床的實踐中被證明具有重要的意義。隨著社會科技的發(fā)展,可穿戴設(shè)備如雨后春筍般的發(fā)展起來,專用血氧芯片的研發(fā)對于可穿戴醫(yī)療的發(fā)展具有重要的意義。本文深入的學(xué)習(xí)了血氧信號的特點,主要表現(xiàn)在電壓幅值小,在mV級別;頻率低,有效頻率在0.5Hz-5Hz之間;容易在探測過程中受到身體移位帶來的運動噪聲和心肺呼吸帶來的基線漂移噪聲的影響。為了正確的計算SPO2的值,必須對運動干擾噪聲和基線漂移噪聲給予去除。本文通過閱讀大量的文獻及進行MATLAB仿真后在經(jīng)典小波變換的基礎(chǔ)上提出了本文的算法,本文算法通過MATLAB仿真表明可以對血氧信號的運動噪聲和基線漂移噪聲進行很好的濾除。本文算法涉及到很多次的循環(huán)迭代,針對軟件處理循環(huán)迭代的速度慢的特點,基于可穿戴血氧芯片對算法進行了硬件電路的實現(xiàn)�？紤]到可穿戴設(shè)備要求的小面積與低功耗的要求,進行了多種功能模塊的復(fù)用,特別是對24位乘法器模塊的復(fù)用,減少了整個硬件電路的面積,同時降低了功耗。本文在硬件電路設(shè)計完成后利用仿真工具對電路進行了功能仿真,同時在FPGA上進行了驗證以及...

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景與意義
    1.2 研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要工作
    1.4 論文的結(jié)構(gòu)安排
2 本文算法原理及對血氧信號的MATLAB仿真
    2.1 SPO2的計算原理
    2.2 脈搏血氧信號的采集及信號特征
    2.3 小波變換的原理
    2.4 本文算法架構(gòu)
    2.5 算法對血氧信號的MATLAB仿真
    2.6 信號濾波后的性能分析
    2.7 本章總結(jié)
3 算法的硬件系統(tǒng)構(gòu)架及子模塊設(shè)計
    3.1 可穿戴血氧芯片SOC系統(tǒng)架構(gòu)
    3.2 算法的硬件電路設(shè)計
    3.3 硬件電路的子模塊設(shè)計
    3.4 本章小結(jié)
4 算法硬件電路的功能仿真
    4.1 DWT_de模塊的功能仿真
    4.2 DWT_rec module的功能仿真
    4.4 Arithmetic module的功能仿真
    4.5 硬件電路的功能仿真結(jié)果與MATLAB仿真結(jié)果對比
    4.6 本章小結(jié)
5 硬件電路的FPGA測試與ASIC實現(xiàn)
    5.1 本文硬件電路的FPGA的性能分析
    5.2 本文硬件電路的FPGA驗證
    5.3 本文硬件電路的ASIC實現(xiàn)
    5.4 電路的ASIC性能分析
    5.5 本章總結(jié)
6 總結(jié)與展望
致謝
參考文獻



本文編號：3861213