本文關(guān)鍵詞：夢魘喚醒系統(tǒng)的研究

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【摘要】：經(jīng)常性夢魘會導(dǎo)致睡眠不足,精神恍惚,嚴(yán)重影響正常的工作,目前醫(yī)學(xué)上暫不能很好地改善和治愈此病癥,有必要對夢魘進行分析與研究。本文采用物理方法減輕夢魘者的痛苦,旨在解決夢魘給人類帶來的困擾。本文根據(jù)夢魘發(fā)生時的臨床表現(xiàn),分析產(chǎn)生夢魘的原因,尋找出夢魘發(fā)生時的特征信息。通過比較夢魘發(fā)生時的各種信號,發(fā)現(xiàn)夢魘患者可以通過自主控制的呼吸信號讓身邊的人叫醒自己。因此,本文確定了自主發(fā)出的粗重呼吸信號作為夢魘喚醒系統(tǒng)的特征信號,并對其進行研究。通過對自主發(fā)出的呼吸信號的研究,發(fā)現(xiàn)呼吸信號周圍存在著大量的噪聲信號。為了提取出有用的呼吸信號,提出了呼吸節(jié)律提取法,用于消除夢魘信號中的大量噪聲信號。采用類周期法對采集到的呼吸信號進行呼吸節(jié)律的分析,確定呼吸信號的節(jié)律范圍。經(jīng)過對比各種分析呼吸信號的方法,采用短時傅里葉變換的方法對采集到的特征信號進行頻譜分析,確定特征信號的頻率、幅值范圍。通過對整個夢魘喚醒系統(tǒng)進行研究,本文設(shè)計出一種能夠采集分析特征信號并喚醒患者的儀器。在對夢魘喚醒儀的設(shè)計中,分別采用模擬電路處理方法、單片機處理方法和ARM微處理器處理方法進行方案對比,進行了夢魘喚醒系統(tǒng)的總體設(shè)計,得出ARM微處理器是比較理想的設(shè)計方案。根據(jù)此方案設(shè)計出能夠滿足儀器功能的硬件電路方案和軟件實現(xiàn)策略。硬件電路部分設(shè)計了信號采集電路、信號分析與處理電路、喚醒報警電路。軟件設(shè)計部分分為信號采集模塊、信息分析與處理模塊、喚醒報警模塊以及LCD顯示模塊。采用C語言對這四個模塊進行程序編寫,實現(xiàn)了夢魘喚醒儀的軟件設(shè)計。通過對夢魘喚醒儀的調(diào)試與驗證,達到了對夢魘患者喚醒的目的。實驗表明,該夢魘喚醒儀能夠解決夢魘給人類帶來困擾。
【關(guān)鍵詞】：夢魘 喚醒 特征信號 短時傅立葉變換 呼吸節(jié)律 呼吸頻率
【學(xué)位授予單位】：西安工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH789
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-15
• 1.1 課題研究的目的與意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 夢魘現(xiàn)象的國內(nèi)外現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 夢魘特征信號的研究的國內(nèi)外現(xiàn)狀12-13
• 1.3 論文的主要研究內(nèi)容13-15
• 2 夢魘喚醒系統(tǒng)的總體方案設(shè)計15-20
• 2.1 特征信號指標(biāo)15
• 2.1.1 呼吸音信號指標(biāo)15
• 2.1.2 夢魘喚醒儀技術(shù)指標(biāo)15
• 2.1.3 系統(tǒng)設(shè)計要求15
• 2.2 設(shè)計方案選擇15-18
• 2.2.1 模擬電路處理法16
• 2.2.2 基于51單片機處理電路16-17
• 2.2.3 ARM處理電路17-18
• 2.3 夢魘喚醒儀的主要功能及外部接口18
• 2.4 夢魘喚醒系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)18-19
• 2.5 本章小結(jié)19-20
• 3 呼吸節(jié)律的研究20-25
• 3.1 呼吸信號的檢測方法20-21
• 3.2 呼吸節(jié)律的提取21-24
• 3.2.1 呼吸節(jié)律提取的原理21
• 3.2.2 呼吸節(jié)律提取的方法21-24
• 3.3 本章小結(jié)24-25
• 4 夢魘呼吸音信號的采集與數(shù)字處理25-31
• 4.1 基于COOL EDIT的特征信號的采集25-26
• 4.1.1 COOL EDIT簡介25
• 4.1.2 信號的采集過程25-26
• 4.1.3 對特征信號的分析26
• 4.2 夢魘呼吸音信號的數(shù)字處理26-30
• 4.2.1 呼吸音信號的分析方法26-27
• 4.2.2 數(shù)字信號處理概述27
• 4.2.3 短時傅里葉變換原理27
• 4.2.4 信號的平均頻率f27-29
• 4.2.5 模擬仿真29-30
• 4.2.6 夢魘特征信號結(jié)果與分析30
• 4.3 本章小結(jié)30-31
• 5 夢魘喚醒儀的硬件電路設(shè)計31-50
• 5.1 呼吸音傳感器選型和接口設(shè)計31-34
• 5.1.1 呼吸音傳感器選型31
• 5.1.2 MEMS音頻麥克風(fēng)工作原理31-33
• 5.1.3 選型結(jié)果33
• 5.1.4 MP45DT02接口電路33-34
• 5.2 基于MP45DT02的信號采集器的設(shè)計34-36
• 5.2.1 信號采集器的設(shè)計要求34
• 5.2.2 信號采集器的設(shè)計原理34-35
• 5.2.3 外部電源去耦和濾波電路35
• 5.2.4 聲道選擇電路35
• 5.2.5 信號采集器的設(shè)計35-36
• 5.3 信號分析與處理器的設(shè)計36-44
• 5.3.1 ARM7簡介36-37
• 5.3.2 STM32F407特性介紹37-38
• 5.3.3 STM32F407引腳圖38-39
• 5.3.4 特征信號分析與處理器的設(shè)計原則39
• 5.3.5 電源電路39-40
• 5.3.6 時鐘電路40-41
• 5.3.7 高頻去耦電路41-43
• 5.3.8 信號分析與處理器的電路設(shè)計43-44
• 5.4 喚醒部分的設(shè)計44-47
• 5.4.1 設(shè)計要求44
• 5.4.2 蜂鳴器的選擇44-45
• 5.4.3 KPE-207簡介45
• 5.4.4 喚醒器的電路設(shè)計45-47
• 5.5 頻譜顯示電路設(shè)計47-49
• 5.5.1 LCD顯示電路設(shè)計要求47
• 5.5.2 LCD12864概述47-48
• 5.5.3 LCD引腳功能48-49
• 5.5.4 LCD顯示電路設(shè)計49
• 5.6 本章小結(jié)49-50
• 6 夢魘喚醒儀的軟件設(shè)計50-57
• 6.1 軟件設(shè)計任務(wù)52
• 6.2 軟件設(shè)計原則52-53
• 6.3 系統(tǒng)程序設(shè)計53-57
• 6.3.1 編程語言的選擇53
• 6.3.2 任務(wù)劃分53
• 6.3.3 初始化任務(wù)53-54
• 6.3.4 采集模塊54-55
• 6.3.5 信號分析與處理模塊55-56
• 6.3.6 LCD顯示模塊56
• 6.3.7 本章小結(jié)56-57
• 7 系統(tǒng)的調(diào)試57-59
• 7.1 系統(tǒng)調(diào)試57-58
• 7.2 本章小結(jié)58-59
• 8 結(jié)論與展望59-62
• 8.1 結(jié)論59
• 8.2 展望59-62
• 參考文獻62-65
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文65-66
• 致謝66-69
• 附錄A69-70
• 附錄B70-75

【引證文獻】

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王亞威;侯安會;;夢魘發(fā)病機制的中西醫(yī)結(jié)合探討[A];第三屆中國睡眠醫(yī)學(xué)論壇論文匯編[C];2009年

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本文編號：846195