本文關(guān)鍵詞：基于Android系統(tǒng)的家用便攜式心電檢測(cè)儀的設(shè)計(jì)

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【摘要】：心臟疾病作為嚴(yán)重危害人類健康的疾病之一,已經(jīng)受到人們的廣泛關(guān)注,就目前實(shí)際應(yīng)用而言,心臟疾病的檢查和診斷常常是通過檢測(cè)心電信號(hào),因此心電檢測(cè)儀已成為醫(yī)院的常規(guī)儀器。目前醫(yī)用型專業(yè)心電檢測(cè)儀雖然檢測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、功能完善,但價(jià)格較昂貴,對(duì)使用人員的專業(yè)技術(shù)要求高,不適合家庭使用。針對(duì)上述問題和需求,本文依據(jù)心電信號(hào)的相關(guān)生理基礎(chǔ),提出設(shè)計(jì)一款基于Android系統(tǒng)的家用便攜式心電檢測(cè)儀,以滿足家庭使用,同時(shí)還能夠與移動(dòng)醫(yī)療相結(jié)合,具有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。該儀器主要包括硬件電路和Android應(yīng)用軟件兩大部分。在硬件設(shè)計(jì)上以便攜式、低功耗為最終目的,采用了集成度高、外圍電路少、功耗低的芯片,包括心電采集芯片AD8232、主控芯片MSP430F5529以及電源芯片TP4056和LP2985-3.3,使得儀器的電路結(jié)構(gòu)簡單,性能穩(wěn)定,體積更加小巧,方便隨身攜帶。本文詳細(xì)闡述了各個(gè)硬件電路模塊的設(shè)計(jì)原理及實(shí)現(xiàn)方法,并設(shè)計(jì)制作了PCB實(shí)物。在軟件設(shè)計(jì)方面,本文首先介紹了由單片機(jī)控制心電信號(hào)采集、處理以及通過藍(lán)牙模塊將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送到Android系統(tǒng)的固件程序設(shè)計(jì),該程序主要包括:硬件系統(tǒng)初始化子程序、心電信號(hào)的采集及處理子程序以及藍(lán)牙模塊控制及數(shù)據(jù)交互子程序等;其次,介紹了基于Java語言的Android應(yīng)用軟件的編寫,主要內(nèi)容包括用戶登錄、藍(lán)牙設(shè)備的掃描和連接、心電圖的顯示、心率的顯示以及心電數(shù)據(jù)的保存。同時(shí)對(duì)該設(shè)計(jì)中使用的算法進(jìn)行仿真驗(yàn)證。儀器設(shè)計(jì)制作完成后,通過實(shí)驗(yàn)對(duì)該儀器的各個(gè)硬件電路模塊進(jìn)行了調(diào)試和驗(yàn)證。并對(duì)整機(jī)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,對(duì)人體進(jìn)行了實(shí)際心電信號(hào)采集測(cè)試,通過Android平板和手機(jī)上顯示出心電圖,并計(jì)算出心率值。調(diào)試完成后,根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以及芯片參數(shù)手冊(cè)對(duì)心電采集電路進(jìn)行了性能測(cè)試,測(cè)試結(jié)果表明,該電路能夠滿足心電信號(hào)的采集。并對(duì)系統(tǒng)功耗進(jìn)行了測(cè)試,基本實(shí)現(xiàn)低功耗的目的。最后與標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)護(hù)儀進(jìn)行對(duì)比,該設(shè)計(jì)能夠完成相關(guān)心電信號(hào)的數(shù)據(jù)采集和顯示。本設(shè)計(jì)完成了原理型樣機(jī),具有體積小、便攜性好、低功耗等特性,為家用型心電檢測(cè)儀實(shí)用產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供了一個(gè)便攜式、低功耗的設(shè)計(jì)方案。
【關(guān)鍵詞】：家用式 心電檢測(cè)儀 便攜式 Android Java
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP316;TH776
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-9
• 1 緒論9-17
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 便攜式心電檢測(cè)儀國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展10-13
• 1.2.1 心電檢測(cè)儀的發(fā)展現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 Android的發(fā)展12-13
• 1.2.3 Bluetooth技術(shù)13
• 1.3 本文主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)13-15
• 1.3.1 文章主要內(nèi)容13-14
• 1.3.2 文章結(jié)構(gòu)14-15
• 1.4 本章小結(jié)15-17
• 2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)17-23
• 2.1 心電圖17-20
• 2.1.1 心電信號(hào)的產(chǎn)生及其特點(diǎn)17-18
• 2.1.2 心電導(dǎo)聯(lián)18-19
• 2.1.3 心率19-20
• 2.2 影響心電信號(hào)的干擾源以及濾波算法的設(shè)計(jì)思想20-21
• 2.3 本章小結(jié)21-23
• 3 家用型便攜式心電檢測(cè)儀的硬件設(shè)計(jì)23-35
• 3.1 家用型便攜式心電檢測(cè)儀的總體設(shè)計(jì)目標(biāo)和思路23
• 3.2 主控制電路23-25
• 3.2.1 主控芯片的選擇23-24
• 3.2.2 電路設(shè)計(jì)24-25
• 3.3 心電采集電路25-28
• 3.3.1 芯片的選擇25-26
• 3.3.2 AD8232的工作原理26-27
• 3.3.3 電路的設(shè)計(jì)27-28
• 3.3.4 心跳指示電路28
• 3.4 藍(lán)牙模塊28-30
• 3.4.1 藍(lán)牙模塊的選擇及電路設(shè)計(jì)29-30
• 3.5 電源管理模塊30-33
• 3.5.1 鋰電池充電電路30-31
• 3.5.2 鋰電池穩(wěn)壓電路31-32
• 3.5.3 電池低電壓判斷設(shè)計(jì)32-33
• 3.6 其他電路設(shè)計(jì)33-34
• 3.7 PCB設(shè)計(jì)34
• 3.8 本章小結(jié)34-35
• 4 基于Android系統(tǒng)的家用心電檢測(cè)儀的軟件設(shè)計(jì)35-63
• 4.1 硬件系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)35-39
• 4.1.1 IAR集成開發(fā)環(huán)境介紹35
• 4.1.2 硬件系統(tǒng)工作流程圖及程序設(shè)計(jì)思想35-36
• 4.1.3 單片機(jī)主程序設(shè)計(jì)36-37
• 4.1.4 串口接收程序設(shè)計(jì)37-38
• 4.1.5 定時(shí)器程序設(shè)計(jì)38-39
• 4.1.6 數(shù)據(jù)發(fā)送程序設(shè)計(jì)39
• 4.2 Android應(yīng)用軟件開發(fā)39-43
• 4.2.1 Eclipse集成開發(fā)環(huán)境介紹及Java語言的介紹39-40
• 4.2.2 Android應(yīng)用軟件的開發(fā)流程、結(jié)構(gòu)以及其生命周期40-43
• 4.3 家用型心電檢測(cè)儀的軟件設(shè)計(jì)43-59
• 4.3.1 軟件界面設(shè)計(jì)43-51
• 4.3.2 數(shù)據(jù)處理設(shè)計(jì)51-52
• 4.3.3 心電信號(hào)濾波處理的算法設(shè)計(jì)52-56
• 4.3.4 心率算法的設(shè)計(jì)56-59
• 4.4 Android應(yīng)用軟件上濾波與心率顯示的驗(yàn)證59-62
• 4.4.1 濾波算法的驗(yàn)證59-60
• 4.4.2 心率算法的驗(yàn)證60-62
• 4.5 本章小結(jié)62-63
• 5 系統(tǒng)硬件調(diào)試與系統(tǒng)測(cè)試63-85
• 5.1 系統(tǒng)各個(gè)模塊調(diào)試63-67
• 5.1.1 心電模塊測(cè)試63-64
• 5.1.2 電源管理模塊調(diào)試64-65
• 5.1.3 主控電路測(cè)試65-66
• 5.1.4 藍(lán)牙模塊調(diào)試66-67
• 5.2 硬件系統(tǒng)調(diào)試67-68
• 5.3 系統(tǒng)整體調(diào)試68-71
• 5.4 系統(tǒng)測(cè)試71-83
• 5.4.1 心電采集前端性能測(cè)試71-74
• 5.4.2 系統(tǒng)定標(biāo)74-75
• 5.4.3 QRS波檢測(cè)75-77
• 5.4.4 功耗測(cè)試77
• 5.4.5 與標(biāo)準(zhǔn)儀器對(duì)比77-78
• 5.4.6 實(shí)驗(yàn)測(cè)試78-83
• 5.5 本章小結(jié)83-85
• 6 總結(jié)與展望85-87
• 6.1 總結(jié)85-86
• 6.2 展望86-87
• 致謝87-89
• 參考文獻(xiàn)89-92

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：852627