基于ARM的心電監(jiān)護(hù)儀研究
發(fā)布時(shí)間:2022-02-14 16:32
心臟疾病的高發(fā)病率、高致死率已經(jīng)引起了醫(yī)學(xué)專家和廣大民眾的高度重視,心臟保健已成為醫(yī)學(xué)研究的一個(gè)重要領(lǐng)域。心電信號(hào)是反應(yīng)人體心臟工作狀態(tài)的重要生理特征,通過(guò)對(duì)心電信號(hào)檢測(cè)分析得到的心電圖更是作為心臟疾病發(fā)現(xiàn)和診治的重要依據(jù),但是,受心臟疾病發(fā)病的突發(fā)性,偶然性以及檢測(cè)手段的限制,心臟疾病的早期發(fā)現(xiàn)與診斷治療比較困難,使得心臟疾病的死亡病例持續(xù)上升。目前,對(duì)于人體心電信號(hào)檢測(cè)的方法主要有以下幾類:一是大型醫(yī)療機(jī)構(gòu)的實(shí)時(shí)心電監(jiān)測(cè)設(shè)備,二是傳統(tǒng)的多導(dǎo)聯(lián)心電圖機(jī),三是新型便攜式簡(jiǎn)易心電監(jiān)護(hù)儀,這些設(shè)備或是體積巨大,不便于攜帶以及監(jiān)護(hù)使用費(fèi)高昂,或者心電信號(hào)數(shù)據(jù)單一,信號(hào)分析處理能力弱,實(shí)時(shí)性差,人機(jī)交互能力不足,因此研發(fā)一款高處理能力,低成本、便攜式且具備遠(yuǎn)程交流和長(zhǎng)期心電監(jiān)護(hù)的儀器十分重要。設(shè)計(jì)在對(duì)心電信號(hào)形成原理和檢測(cè)機(jī)理了解基礎(chǔ)上,針對(duì)心電作為微弱生理電信號(hào)的特征,以arm嵌入式微處理器為核心處理芯片,設(shè)計(jì)了一款集信號(hào)檢測(cè),數(shù)據(jù)分析處理和檢測(cè)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸為一體的心電監(jiān)護(hù)儀。系統(tǒng)包含心電檢測(cè)模擬放大電路和心電處理數(shù)字電路兩大部分,涉及硬件電路設(shè)計(jì)和軟件算法處理實(shí)現(xiàn),系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,采用模塊化設(shè)...
【文章來(lái)源】:北方工業(yè)大學(xué)北京市
【文章頁(yè)數(shù)】:58 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
1 緒論
1.1 課題研究的目的和意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究發(fā)展?fàn)顩r及趨勢(shì)
1.3 本論文研究的主要內(nèi)容
2 心電信號(hào)檢測(cè)電路設(shè)計(jì)
2.1 心電檢測(cè)基礎(chǔ)
2.1.1 心電信號(hào)產(chǎn)生原理及特征
2.1.2 心電導(dǎo)聯(lián)方式介紹
2.2 心電檢測(cè)電路設(shè)計(jì)
2.2.1 輸入保護(hù)和緩沖電路
2.2.2 前置放大電路設(shè)計(jì)
2.2.3 帶通濾波電路設(shè)計(jì)
2.2.4 后級(jí)放大電路設(shè)計(jì)
2.2.5 工頻陷波電路設(shè)計(jì)
2.2.6 信號(hào)偏置調(diào)節(jié)電路
2.2.7 右腿驅(qū)動(dòng)電路
2.3 本章小結(jié)
3 心電信號(hào)數(shù)字處理電路設(shè)計(jì)
3.1 ARM微處理器選型
3.2 ARM微處理器電路設(shè)計(jì)
3.2.1 微處理器電源電路設(shè)計(jì)
3.2.2 微處理器晶振與復(fù)位電路設(shè)計(jì)
3.2.3 下載調(diào)試電路設(shè)計(jì)
3.3 按鍵電路設(shè)計(jì)
3.4 預(yù)警電路設(shè)計(jì)
3.5 SD存儲(chǔ)電路設(shè)計(jì)
3.6 LCD顯示電路設(shè)計(jì)
3.7 以太網(wǎng)電路設(shè)計(jì)
3.8 本章小結(jié)
4 心電監(jiān)護(hù)儀系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
4.1 軟件開(kāi)發(fā)工具介紹
4.2 軟件整體框架設(shè)計(jì)
4.3 初始化程序設(shè)計(jì)
4.3.1 系統(tǒng)時(shí)鐘配置
4.3.2 外設(shè)輸入輸出端口初始化設(shè)置
4.4 心電信號(hào)AD采集程序設(shè)計(jì)
4.4.1 處理器內(nèi)部ADC特征介紹
4.4.2 ADC采樣設(shè)計(jì)
4.5 數(shù)字濾波設(shè)計(jì)
4.5.1 數(shù)字濾波器介紹
4.5.2 FIR濾波器設(shè)計(jì)
4.6 SD卡數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)計(jì)
4.6.1 SD卡寄存器介紹
4.6.2 SPI模式下SD卡指令與應(yīng)答
4.6.3 SD卡初始化設(shè)計(jì)
4.6.4 SPI模式下SD卡數(shù)據(jù)讀寫操作
4.7 液晶顯示程序設(shè)計(jì)
4.7.1 心電圖顯示設(shè)計(jì)
4.7.2 液晶初始化設(shè)計(jì)
4.7.3 液晶顯示程序設(shè)計(jì)
4.8 心電信號(hào)分析與預(yù)警程序設(shè)計(jì)
4.8.1 QRS波群檢測(cè)
4.8.2 心率檢測(cè)與預(yù)警程序設(shè)計(jì)
4.9 以太網(wǎng)驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)
4.9.1 ENC28J60網(wǎng)卡控制芯片存儲(chǔ)器分析
4.9.2 初始化程序設(shè)計(jì)
4.9.3 以太網(wǎng)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收
4.10 本章小結(jié)
5 心電監(jiān)護(hù)儀系統(tǒng)測(cè)試及分析
5.1 心電信號(hào)檢測(cè)電路測(cè)試
5.1.1 INA129儀表放大器性能測(cè)試
5.1.2 濾波器性能測(cè)試
5.1.3 后級(jí)放大電路和直流偏置電路性能測(cè)試
5.2 心電信號(hào)數(shù)字處理電路測(cè)試
5.3 實(shí)時(shí)心電監(jiān)護(hù)測(cè)試
5.3.1 心電信號(hào)檢測(cè)與提取
5.3.2 心電信號(hào)數(shù)字分析處理
總結(jié)
參考文獻(xiàn)
附錄
申請(qǐng)學(xué)位期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]2012年醫(yī)療電子技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)展望[J]. 王勝. 電子產(chǎn)品世界. 2012(02)
[2]抑制心電中工頻干擾的數(shù)字濾波方法[J]. 胡瑜,陳濤. 電子測(cè)量技術(shù). 2011(08)
[3]醫(yī)療電子熱點(diǎn)技術(shù)與產(chǎn)品[J]. 劉洋. 電子設(shè)計(jì)技術(shù). 2010(08)
[4]基于濾波器系數(shù)變長(zhǎng)度優(yōu)化方法的心電信號(hào)濾波處理[J]. 呂丹,張欣,王艷,莫國(guó)民,劉紅. 中國(guó)醫(yī)療器械信息. 2009(08)
[5]新型心電信號(hào)前置放大電路設(shè)計(jì)[J]. 張磊,張輝. 電腦知識(shí)與技術(shù). 2008(01)
[6]基于C8051F020的SD卡主控制器設(shè)計(jì)[J]. 李長(zhǎng)有,武學(xué)東,孫步勝,馬齊爽. 微計(jì)算機(jī)信息. 2007(26)
[7]ECG監(jiān)護(hù)儀前置放大電路的設(shè)計(jì)[J]. 黃敏松,行鴻彥,劉建成. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2007(16)
[8]基于嵌入式微機(jī)的便攜心電監(jiān)護(hù)儀設(shè)計(jì)[J]. 王大雄,王國(guó)鈞. 航天醫(yī)學(xué)與醫(yī)學(xué)工程. 2005(03)
[9]基于中值濾波的心電基線校正方法的研究[J]. 蔡坤,陸堯勝. 醫(yī)療設(shè)備信息. 2004(02)
[10]心電技術(shù)面向未來(lái)——紀(jì)念心電圖機(jī)發(fā)明100周年[J]. 王保華. 中國(guó)醫(yī)療器械雜志. 2003(06)
碩士論文
[1]基于Internet的家庭遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)[D]. 徐冰俏.浙江大學(xué) 2003
本文編號(hào):3624897
【文章來(lái)源】:北方工業(yè)大學(xué)北京市
【文章頁(yè)數(shù)】:58 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
1 緒論
1.1 課題研究的目的和意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究發(fā)展?fàn)顩r及趨勢(shì)
1.3 本論文研究的主要內(nèi)容
2 心電信號(hào)檢測(cè)電路設(shè)計(jì)
2.1 心電檢測(cè)基礎(chǔ)
2.1.1 心電信號(hào)產(chǎn)生原理及特征
2.1.2 心電導(dǎo)聯(lián)方式介紹
2.2 心電檢測(cè)電路設(shè)計(jì)
2.2.1 輸入保護(hù)和緩沖電路
2.2.2 前置放大電路設(shè)計(jì)
2.2.3 帶通濾波電路設(shè)計(jì)
2.2.4 后級(jí)放大電路設(shè)計(jì)
2.2.5 工頻陷波電路設(shè)計(jì)
2.2.6 信號(hào)偏置調(diào)節(jié)電路
2.2.7 右腿驅(qū)動(dòng)電路
2.3 本章小結(jié)
3 心電信號(hào)數(shù)字處理電路設(shè)計(jì)
3.1 ARM微處理器選型
3.2 ARM微處理器電路設(shè)計(jì)
3.2.1 微處理器電源電路設(shè)計(jì)
3.2.2 微處理器晶振與復(fù)位電路設(shè)計(jì)
3.2.3 下載調(diào)試電路設(shè)計(jì)
3.3 按鍵電路設(shè)計(jì)
3.4 預(yù)警電路設(shè)計(jì)
3.5 SD存儲(chǔ)電路設(shè)計(jì)
3.6 LCD顯示電路設(shè)計(jì)
3.7 以太網(wǎng)電路設(shè)計(jì)
3.8 本章小結(jié)
4 心電監(jiān)護(hù)儀系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
4.1 軟件開(kāi)發(fā)工具介紹
4.2 軟件整體框架設(shè)計(jì)
4.3 初始化程序設(shè)計(jì)
4.3.1 系統(tǒng)時(shí)鐘配置
4.3.2 外設(shè)輸入輸出端口初始化設(shè)置
4.4 心電信號(hào)AD采集程序設(shè)計(jì)
4.4.1 處理器內(nèi)部ADC特征介紹
4.4.2 ADC采樣設(shè)計(jì)
4.5 數(shù)字濾波設(shè)計(jì)
4.5.1 數(shù)字濾波器介紹
4.5.2 FIR濾波器設(shè)計(jì)
4.6 SD卡數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)計(jì)
4.6.1 SD卡寄存器介紹
4.6.2 SPI模式下SD卡指令與應(yīng)答
4.6.3 SD卡初始化設(shè)計(jì)
4.6.4 SPI模式下SD卡數(shù)據(jù)讀寫操作
4.7 液晶顯示程序設(shè)計(jì)
4.7.1 心電圖顯示設(shè)計(jì)
4.7.2 液晶初始化設(shè)計(jì)
4.7.3 液晶顯示程序設(shè)計(jì)
4.8 心電信號(hào)分析與預(yù)警程序設(shè)計(jì)
4.8.1 QRS波群檢測(cè)
4.8.2 心率檢測(cè)與預(yù)警程序設(shè)計(jì)
4.9 以太網(wǎng)驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)
4.9.1 ENC28J60網(wǎng)卡控制芯片存儲(chǔ)器分析
4.9.2 初始化程序設(shè)計(jì)
4.9.3 以太網(wǎng)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收
4.10 本章小結(jié)
5 心電監(jiān)護(hù)儀系統(tǒng)測(cè)試及分析
5.1 心電信號(hào)檢測(cè)電路測(cè)試
5.1.1 INA129儀表放大器性能測(cè)試
5.1.2 濾波器性能測(cè)試
5.1.3 后級(jí)放大電路和直流偏置電路性能測(cè)試
5.2 心電信號(hào)數(shù)字處理電路測(cè)試
5.3 實(shí)時(shí)心電監(jiān)護(hù)測(cè)試
5.3.1 心電信號(hào)檢測(cè)與提取
5.3.2 心電信號(hào)數(shù)字分析處理
總結(jié)
參考文獻(xiàn)
附錄
申請(qǐng)學(xué)位期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]2012年醫(yī)療電子技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)展望[J]. 王勝. 電子產(chǎn)品世界. 2012(02)
[2]抑制心電中工頻干擾的數(shù)字濾波方法[J]. 胡瑜,陳濤. 電子測(cè)量技術(shù). 2011(08)
[3]醫(yī)療電子熱點(diǎn)技術(shù)與產(chǎn)品[J]. 劉洋. 電子設(shè)計(jì)技術(shù). 2010(08)
[4]基于濾波器系數(shù)變長(zhǎng)度優(yōu)化方法的心電信號(hào)濾波處理[J]. 呂丹,張欣,王艷,莫國(guó)民,劉紅. 中國(guó)醫(yī)療器械信息. 2009(08)
[5]新型心電信號(hào)前置放大電路設(shè)計(jì)[J]. 張磊,張輝. 電腦知識(shí)與技術(shù). 2008(01)
[6]基于C8051F020的SD卡主控制器設(shè)計(jì)[J]. 李長(zhǎng)有,武學(xué)東,孫步勝,馬齊爽. 微計(jì)算機(jī)信息. 2007(26)
[7]ECG監(jiān)護(hù)儀前置放大電路的設(shè)計(jì)[J]. 黃敏松,行鴻彥,劉建成. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2007(16)
[8]基于嵌入式微機(jī)的便攜心電監(jiān)護(hù)儀設(shè)計(jì)[J]. 王大雄,王國(guó)鈞. 航天醫(yī)學(xué)與醫(yī)學(xué)工程. 2005(03)
[9]基于中值濾波的心電基線校正方法的研究[J]. 蔡坤,陸堯勝. 醫(yī)療設(shè)備信息. 2004(02)
[10]心電技術(shù)面向未來(lái)——紀(jì)念心電圖機(jī)發(fā)明100周年[J]. 王保華. 中國(guó)醫(yī)療器械雜志. 2003(06)
碩士論文
[1]基于Internet的家庭遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)[D]. 徐冰俏.浙江大學(xué) 2003
本文編號(hào):3624897
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