本文關(guān)鍵詞：基于SOPC的多生理信號(hào)監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著社會(huì)的發(fā)展，科技的進(jìn)步，人們的生活水平逐漸提高，生活節(jié)奏也隨之加快，各種潛在的誘發(fā)人類疾病的因素不容易被發(fā)現(xiàn)，從而導(dǎo)致像動(dòng)脈粥樣硬化、心血管疾病等的發(fā)病率迅速上升。好在人們的自我保健意識(shí)、健康觀念也日漸增強(qiáng)，希望醫(yī)療服務(wù)能夠具有實(shí)時(shí)性、便捷性、智能化等優(yōu)點(diǎn)。因此，近年來(lái)便攜式家庭醫(yī)療監(jiān)護(hù)設(shè)備大量面世，這些檢測(cè)設(shè)備能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)人體生理信號(hào)，可以對(duì)人體的健康狀況做出初步的判斷，這樣一方面能夠提醒人們對(duì)自己的身體狀況做出相應(yīng)調(diào)整以便預(yù)防某些疾病的發(fā)生，另一方面可以及早的發(fā)現(xiàn)相關(guān)疾病以便及時(shí)治療，從而大大提高了人們的健康水平。 本系統(tǒng)為了順應(yīng)上述時(shí)代需求和我國(guó)醫(yī)療改革的浪潮，提出了一種結(jié)合現(xiàn)代多種學(xué)科技術(shù)為一體的多生理信號(hào)監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，其主要內(nèi)容是基于SOPC（System on ProgrammableChip）片上可編程系統(tǒng)，以Altera公司低成本Cyclone Ⅱ系列的EP2C35F672C6芯片為核心構(gòu)建了硬件系統(tǒng)平臺(tái)，以嵌入式軟核Nios Ⅱ作為系統(tǒng)核心處理器。該系統(tǒng)由系統(tǒng)硬件平臺(tái)、SOPC平臺(tái)和軟件平臺(tái)三部分組成。系統(tǒng)硬件平臺(tái)包括多生理信號(hào)調(diào)理模塊、SOPC系統(tǒng)電路以及A/D轉(zhuǎn)換電路。多生理信號(hào)調(diào)理模塊實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳感器采集到的原始生理信號(hào)的放大、濾波等處理。SOPC系統(tǒng)電路由FPGA（Field Programmable Gate Array）、SRAM/SDRAM、SD卡和液晶顯示屏等器件組成。A/D轉(zhuǎn)換電路是將調(diào)理模塊處理過(guò)的生理信號(hào)進(jìn)行模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換，并把轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)傳送給FPGA實(shí)時(shí)處理。SOPC平臺(tái)包括了Nios Ⅱ處理器內(nèi)核的各種配置和相關(guān)的外圍電路。軟件平臺(tái)主要是在Nios Ⅱ IDE上進(jìn)行開(kāi)發(fā)，設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的主程序，協(xié)調(diào)控制各個(gè)模塊。各生理信號(hào)的顯示采用400x240的TFT液晶屏，友好的人機(jī)交互顯示界面并提供不同的模式切換功能，實(shí)時(shí)顯示各種生理信號(hào)波形；各生理信號(hào)采用容量大、成本低、易攜帶的SD卡來(lái)存儲(chǔ)，保存的數(shù)據(jù)供進(jìn)一步研究分析使用。 本系統(tǒng)充分利用了FPGA并行數(shù)據(jù)處理的優(yōu)點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)多路生理數(shù)據(jù)的處理分析，以Nios Ⅱ處理器為控制核心，使外圍接口電路大大得到簡(jiǎn)化，減小了體積，而且功耗低、實(shí)時(shí)性好，，提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，并且有利于系統(tǒng)的擴(kuò)展和升級(jí)。實(shí)驗(yàn)表明，該系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)基本達(dá)到了預(yù)期目的，采集到的各種生理信號(hào)都比較準(zhǔn)確、穩(wěn)定，SOPC系統(tǒng)運(yùn)行正常。系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)各種生理信號(hào)的實(shí)時(shí)采集、監(jiān)護(hù)、存儲(chǔ)以及發(fā)送數(shù)據(jù)等功能，使用者能夠很方便的通過(guò)該監(jiān)護(hù)系統(tǒng)對(duì)自身的健康狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)護(hù)和自我分析。
【關(guān)鍵詞】：多生理信號(hào) FPGA SOPC Nios Ⅱ
【學(xué)位授予單位】：中南民族大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：R318.6
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-13
• 1.1 課題研究的背景和意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11
• 1.3 本文研究的內(nèi)容及主要工作11-13
• 第二章 SOPC 技術(shù)及系統(tǒng)總體方案13-23
• 2.1 SOPC 技術(shù)概述13-16
• 2.2 NIOS Ⅱ 軟核處理器介紹16-17
• 2.2.1 NIOS Ⅱ 軟核處理器簡(jiǎn)介16-17
• 2.2.2 NIOS Ⅱ 處理器外圍設(shè)備17
• 2.3 Avalon 總線概述17-18
• 2.4 多生理信號(hào)監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的目的及功能18-19
• 2.5 系統(tǒng)總體方案19-23
• 2.5.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則19-20
• 2.5.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求20-21
• 2.5.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架21-23
• 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)23-34
• 3.1 核心處理器 EP2C35F672C6、部分外圍電路及接口電路23-27
• 3.1.1 核心處理器 EP2C35F672C623
• 3.1.2 電源、時(shí)鐘、USB 傳輸電路、SRAM/SDRAM、LTM 液晶接口電路23-27
• 3.2 心電信號(hào)采集電路設(shè)計(jì)27-29
• 3.2.1 前置放大電路設(shè)計(jì)27-28
• 3.2.2 濾波電路、二次放大電路、電平抬升等電路設(shè)計(jì)28-29
• 3.3 脈搏信號(hào)采集電路設(shè)計(jì)29-31
• 3.3.1 脈搏傳感器的選擇29-30
• 3.3.2 脈搏采集電路設(shè)計(jì)30-31
• 3.4 血氧飽和度模塊的應(yīng)用31-32
• 3.5 A/D 轉(zhuǎn)換電路32-34
• 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)34-46
• 4.1 Nios Ⅱ 軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境34-35
• 4.1.1 Nios Ⅱ 處理器集成開(kāi)發(fā)環(huán)境34
• 4.1.2 HAL 系統(tǒng)庫(kù)34-35
• 4.2 Nios Ⅱ 處理器控制軟件程序的設(shè)計(jì)35-44
• 4.2.1 系統(tǒng)的主程序設(shè)計(jì)35-36
• 4.2.2 中斷服務(wù)子程序設(shè)計(jì)36-38
• 4.2.3 生理信號(hào)的 A/D 轉(zhuǎn)換流程38-39
• 4.2.4 其它相關(guān)程序的設(shè)計(jì)39-44
• 4.2.4.1 LTM 液晶屏波形繪制及觸摸控制流程39-43
• 4.2.4.2 心電、脈搏等生理信號(hào)的監(jiān)護(hù)流程43-44
• 4.3 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)44-46
• 4.3.1 USB 接口實(shí)現(xiàn)44
• 4.3.2 上位機(jī)應(yīng)用程序44-46
• 第五章 系統(tǒng)部分測(cè)試結(jié)果與分析46-49
• 第六章 總結(jié)與展望49-50
• 參考文獻(xiàn)50-52
• 致謝52-53
• 附錄 A：攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄53-54
• 附錄 B：系統(tǒng)部分程序54-55

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前7條

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7 黃佳瑋;陳福深;;基于NiosⅡ的SOPC嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];電子元器件應(yīng)用;2009年07期

  本文關(guān)鍵詞：基于SOPC的多生理信號(hào)監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：405118