隨著電子科技的迅速發(fā)展以及人們對(duì)美好生活的不斷追求,使得健康監(jiān)護(hù)設(shè)備具有越來(lái)越廣闊的市場(chǎng)。傳統(tǒng)的健康監(jiān)護(hù)設(shè)備因不能實(shí)時(shí)持續(xù)監(jiān)測(cè)健康參數(shù)、佩戴舒適性差、檢測(cè)費(fèi)用昂貴等缺點(diǎn),限制了其在日常生活中的普及及應(yīng)用。相對(duì)于傳統(tǒng)的健康監(jiān)測(cè)設(shè)備,便攜式可穿戴健康監(jiān)護(hù)設(shè)備因具有體積小、功耗低、實(shí)時(shí)持續(xù)監(jiān)測(cè)、環(huán)境適應(yīng)力強(qiáng)、舒適性高等特點(diǎn)備受用戶(hù)喜愛(ài)。眾所周知,呼吸是人體重要的生理過(guò)程,臨床診斷中,醫(yī)生經(jīng)常以呼吸的頻率、深度、節(jié)奏對(duì)人體是否患有疾病進(jìn)行初步診斷。本文利用柔性織物應(yīng)變傳感器和Android操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一款能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)呼吸頻率并且具有緊急求救功能的可穿戴式呼吸頻率監(jiān)護(hù)系統(tǒng)。此系統(tǒng)主要分為下位機(jī)和上位機(jī)兩個(gè)部分。人體進(jìn)行呼吸運(yùn)動(dòng)時(shí),胸部和腹部的橫向面積會(huì)伴隨著呼吸產(chǎn)生周期性的擴(kuò)張和收縮。下位機(jī)從人體的這個(gè)物理行為出發(fā),利用集成在惠斯通電橋中的柔性織物應(yīng)變傳感器感受出這種物理行為的變化,從而實(shí)現(xiàn)呼吸信號(hào)的采集。其次是對(duì)呼吸信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理,包括呼吸信號(hào)的濾波和利用雙運(yùn)算放大器LM358對(duì)呼吸信號(hào)的放大。然后利用STC15F2K60S2單片機(jī)對(duì)預(yù)處理后的電信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換、呼吸頻率計(jì)算以及呼吸頻率... 

【文章來(lái)源】：淮北師范大學(xué)安徽省

【文章頁(yè)數(shù)】：76 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖

淮北師范大學(xué)2020屆碩士學(xué)位論文12功耗、實(shí)時(shí)持續(xù)監(jiān)測(cè)以及穿戴舒適性作為設(shè)計(jì)要點(diǎn)。因此本文選用了基于拉阻式呼吸描記法的傳感器--柔性織物應(yīng)變傳感器作為感知呼吸信號(hào)的傳感器。柔性織物應(yīng)變傳感器理論上分為壓敏（拉敏）電阻式、電容式以及電阻式壓力分布型。壓敏電阻式織物傳感器的敏感層是通過(guò)在織物纖維表面鑲嵌碳系納米材料而形成。電容式織物傳感器是由交叉電極夾持導(dǎo)電織物所形成。電阻式壓力分布型織物傳感器[29]由保護(hù)層、電極層以及導(dǎo)電織物層組成，其核心為導(dǎo)電織物。本文選用的是安潤(rùn)普公司在2016年推出的以SOFTCEPTOR技術(shù)為基礎(chǔ)的柔性織物應(yīng)變傳感器，是由碳系材料導(dǎo)電涂層涂敷在萊卡氨綸基底織物上形成的一種拉敏電阻型織物傳感器。通過(guò)織物的拉伸和收縮等形變引起電阻值變化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)外部物理信號(hào)的測(cè)量[30]。此柔性織物應(yīng)變傳感器的基底織物采用了運(yùn)動(dòng)類(lèi)服裝性質(zhì)的萊卡氨綸面料，具備嬰兒可穿著級(jí)別的安全透氣，獨(dú)特的彈性基底布料曾獲得SSG認(rèn)證。其一些技術(shù)參數(shù)如表2.1所示[31]：表2.1柔性織物應(yīng)變傳感器技術(shù)參數(shù)應(yīng)變測(cè)量范圍60%松弛度±5%/30min過(guò)載范圍100%靈敏度系數(shù)1~60線(xiàn)性度±5%工作溫度范圍1~60℃重復(fù)性±5%疲勞壽命1000000遲滯度±5%機(jī)洗次數(shù)≥35綜上所述，柔性織物應(yīng)變傳感器可以算是研制可穿戴式呼吸頻率監(jiān)護(hù)設(shè)備的不二之眩柔性織物應(yīng)變傳感器的實(shí)物圖如圖2.2所示。圖2.2柔性織物應(yīng)變傳感器實(shí)物圖

基于Android的呼吸頻率監(jiān)護(hù)系統(tǒng)研究及實(shí)現(xiàn)17第三章呼吸頻率監(jiān)護(hù)系統(tǒng)下位機(jī)設(shè)計(jì)3.1下位機(jī)整體概述基于Android的呼吸頻率監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的下位機(jī)由系統(tǒng)電源模塊、信號(hào)采集模塊、信號(hào)預(yù)處理模塊、單片機(jī)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)傳輸模塊組成，其中信號(hào)預(yù)處理模塊包括信號(hào)抗干擾設(shè)計(jì)和信號(hào)放大設(shè)計(jì)。下位機(jī)結(jié)構(gòu)框圖如圖3.1所示：圖3.1下位機(jī)結(jié)構(gòu)框圖3.2系統(tǒng)電源模塊基于呼吸頻率監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的便攜性以及佩戴舒適性，系統(tǒng)電源必須具備供電穩(wěn)定、體積孝可重復(fù)使用以及環(huán)境友好等特點(diǎn)。目前鋰離子電池因具備上述條件而成為設(shè)計(jì)可穿戴式系統(tǒng)的電池首眩因特殊情況，本文的系統(tǒng)電源沒(méi)有使用鋰離子電池，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室條件，使用了一節(jié)9V的干電池�；趩纹瑱C(jī)系統(tǒng)對(duì)電源的要求，本文利用AMS1117-5穩(wěn)壓器對(duì)9V電源降壓至5V。其極限參數(shù)如表3.1所示。表3.1AMS1117系列穩(wěn)壓器極限參數(shù)參數(shù)輸入工作電壓引腳溫度工作結(jié)溫范圍存儲(chǔ)溫度功耗范圍20V260℃150℃負(fù)60℃~正150℃受三個(gè)因素限制

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]柔性可拉伸應(yīng)變傳感器研究進(jìn)展與應(yīng)用[J]. 彭軍,李津,李偉,陳婷婷,鄭通通,劉皓.  化工新型材料. 2018(11)
[2]CPC及FT分類(lèi)號(hào)在超聲流量測(cè)量領(lǐng)域中的檢索應(yīng)用[J]. 文生明.  河南科技. 2018(14)
[3]柔性應(yīng)變織物傳感器研究進(jìn)展[J]. 王雙,劉瑋,劉曉霞.  傳感器與微系統(tǒng). 2017(12)
[4]基于壓電薄膜傳感器的穿戴式健康監(jiān)測(cè)體域網(wǎng)系統(tǒng)[J]. 辛毅,郭超,凌振寶,田紅英,李想,戴強(qiáng).  國(guó)防科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(06)
[5]以織物傳感器為基礎(chǔ)的呼吸監(jiān)測(cè)方法[J]. 彭曉慧,楊旭東.  產(chǎn)業(yè)用紡織品. 2015(02)
[6]光電容積脈搏波描記法原理、應(yīng)用及其電路設(shè)計(jì)[J]. 陳斌.  電子技術(shù)與軟件工程. 2014(18)
[7]基于ZigBee的井下人員安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[J]. 苗曙光,李淮江,李崢,陳得寶,楊一軍.  儀表技術(shù)與傳感器. 2014(09)
[8]基于快速人臉檢測(cè)的實(shí)時(shí)呼吸測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 張言飛,歐陽(yáng)健飛,姚麗峰.  計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用. 2016(02)
[9]光電容積脈搏波臨床應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 張列亮,朱娟,徐磊.  臨床麻醉學(xué)雜志. 2013(11)
[10]GPS發(fā)展歷程及未來(lái)計(jì)劃[J]. 韓夢(mèng)澤.  江蘇科技信息. 2013(20)

碩士論文
[1]壓阻式織物傳感器陣列的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)[D]. 張和樂(lè).東華大學(xué) 2019
[2]呼吸信號(hào)檢測(cè)與預(yù)測(cè)技術(shù)的研究[D]. 胡正偉.南昌航空大學(xué) 2017
[3]一種非接觸式生命體征監(jiān)護(hù)系統(tǒng)研究[D]. 馮良磊.華僑大學(xué) 2016
[4]嵌入式氣壓高度表輔助GPS定位裝置的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)[D]. 竺明超.南京航空航天大學(xué) 2009



本文編號(hào)：3526808