本文關(guān)鍵詞：基于快速濕度傳感器的無線呼吸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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【摘要】：呼吸功能監(jiān)測(cè)具有很高的醫(yī)學(xué)應(yīng)用價(jià)值。在醫(yī)院里,重癥病人的生命體征監(jiān)測(cè),傳染性疾病患者、慢性呼吸系統(tǒng)疾病患者病情的診斷與治療都需要進(jìn)行呼吸功能監(jiān)測(cè)。戶外急救時(shí),呼吸功能監(jiān)測(cè)能幫助醫(yī)生準(zhǔn)確地判斷患者有無生命體征。很多老年人都有慢性疾病,呼吸功能監(jiān)測(cè)能夠幫助家人及時(shí)地了解他們的身體狀態(tài)。目前,市場(chǎng)上呼吸功能監(jiān)測(cè)設(shè)備的數(shù)量少,成本高,體積大,導(dǎo)線多,而且無法實(shí)現(xiàn)非接觸式測(cè)量。因此,本文設(shè)計(jì)了基于快速濕度傳感器的無線呼吸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。為了滿足呼吸信號(hào)采集實(shí)時(shí)性的要求,系統(tǒng)采用基于氧化石墨烯量子點(diǎn)的濕度傳感器作為檢測(cè)探頭,基于ZigBee技術(shù)和CC2530硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)了無線呼吸信號(hào)采集系統(tǒng),并在VS2010的MFC平臺(tái)上開發(fā)了呼吸功能監(jiān)測(cè)軟件。根據(jù)功能的不同,信號(hào)采集系統(tǒng)分為數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)、路由器、數(shù)據(jù)接收節(jié)點(diǎn)。數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)采集呼吸信號(hào)數(shù)據(jù)并將其發(fā)送給其它節(jié)點(diǎn)。路由器負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給接收節(jié)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸。數(shù)據(jù)接收節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)組建并維護(hù)ZigBee網(wǎng)絡(luò),將接收到的數(shù)據(jù)通過串口傳送給監(jiān)測(cè)軟件,并實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警。呼吸功能監(jiān)測(cè)軟件在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后,將呼吸功能參數(shù)顯示在界面中,并實(shí)現(xiàn)波形繪制、呼吸報(bào)警和歷史數(shù)據(jù)處理的功能。為了能夠準(zhǔn)確判斷正常呼吸、低通氣和呼吸暫停,本文采用了呼吸信號(hào)數(shù)據(jù)處理算法。根據(jù)呼吸信號(hào)的處理流程,首先采用了極大值迭代法來提取呼吸信號(hào)的峰值,通過峰值計(jì)算呼吸的判定閾值。然后,通過分析不同的閾值判定算法,選擇了動(dòng)態(tài)幅度閾值法來判斷呼吸狀態(tài)。動(dòng)態(tài)幅度閾值法首先通過呼吸暫停閾值和低通氣閾值來判斷三種呼吸狀態(tài),然后更新正常呼吸信號(hào)的峰值和判定閾值。系統(tǒng)分別進(jìn)行了不同呼吸強(qiáng)度和不同呼吸頻率下的呼吸功能監(jiān)測(cè)測(cè)試。通過對(duì)呼吸信號(hào)波形的實(shí)時(shí)性和呼吸狀態(tài)判斷的準(zhǔn)確性進(jìn)行分析,驗(yàn)證了系統(tǒng)和算法的可靠性。通過測(cè)試證明,系統(tǒng)具有響應(yīng)速度快、非接觸式測(cè)量、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、無線化的優(yōu)點(diǎn)。
【關(guān)鍵詞】：呼吸信號(hào)檢測(cè) 濕度傳感器 ZigBee 呼吸功能監(jiān)測(cè)軟件 極大值迭代法 動(dòng)態(tài)幅度閾值法
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH789
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-18
• 1.1 引言11-12
• 1.2 呼吸功能監(jiān)測(cè)概述12-16
• 1.2.1 呼吸功能監(jiān)測(cè)原理12
• 1.2.2 呼吸信號(hào)檢測(cè)方法分類12-15
• 1.2.3 呼吸功能監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀與發(fā)展方向15-16
• 1.3 論文的研究目的和主要內(nèi)容16-18
• 第2章 呼吸功能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)18-23
• 2.1 系統(tǒng)的需求分析18
• 2.2 濕度傳感器選取18-20
• 2.3 無線通信技術(shù)選取20-21
• 2.4 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)21-22
• 2.5 本章小結(jié)22-23
• 第3章 無線呼吸信號(hào)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)23-35
• 3.1 濕度傳感器電路23-24
• 3.2 節(jié)點(diǎn)硬件電路設(shè)計(jì)24-30
• 3.2.1 微控制芯片24-25
• 3.2.2 數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)電路設(shè)計(jì)25-27
• 3.2.3 路由器電路設(shè)計(jì)27
• 3.2.4 數(shù)據(jù)接收節(jié)點(diǎn)電路設(shè)計(jì)27-28
• 3.2.5 硬件PCB設(shè)計(jì)28-30
• 3.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)30-34
• 3.3.1 ZigBee協(xié)議及ZStack介紹30-31
• 3.3.2 數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)31-32
• 3.3.3 路由器軟件設(shè)計(jì)32-33
• 3.3.4 數(shù)據(jù)接收節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)33-34
• 3.4 本章小結(jié)34-35
• 第4章 呼吸功能監(jiān)測(cè)軟件設(shè)計(jì)35-49
• 4.1 監(jiān)測(cè)軟件開發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)介35
• 4.2 監(jiān)測(cè)軟件框架設(shè)計(jì)35-36
• 4.3 監(jiān)測(cè)軟件界面設(shè)計(jì)36-39
• 4.4 呼吸信號(hào)數(shù)據(jù)處理算法39-44
• 4.4.1 極大值迭代法提取峰值40-42
• 4.4.2 動(dòng)態(tài)幅度閾值法的選取42-43
• 4.4.3 動(dòng)態(tài)幅度閾值法的實(shí)現(xiàn)43-44
• 4.5 界面后端程序設(shè)計(jì)44-48
• 4.5.1 串口通信44-46
• 4.5.2 數(shù)據(jù)保存與讀取46
• 4.5.3 波形顯示46-47
• 4.5.4 報(bào)告預(yù)覽與打印47-48
• 4.6 本章小結(jié)48-49
• 第5章 呼吸功能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)測(cè)試49-60
• 5.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)測(cè)試49-52
• 5.2 呼吸功能監(jiān)測(cè)軟件測(cè)試52-56
• 5.3 系統(tǒng)可靠性測(cè)試56-59
• 5.4 本章小結(jié)59-60
• 總結(jié)與展望60-62
• 工作總結(jié)60-61
• 展望61-62
• 致謝62-63
• 參考文獻(xiàn)63-66
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文66

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