本文關(guān)鍵詞：防化兵實訓中生理信號動態(tài)監(jiān)測

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【摘要】：防化兵在訓練過程中,會出現(xiàn)運動量過強或運動量不足等情況,不僅不能達到操練的目的,甚至還會危害身體。體溫、血氧飽和度和呼吸率是衡量人體生命體征最基本的生理參數(shù)指標,通過對這三個生理信號的動態(tài)實時監(jiān)測能夠幫助了解士兵的訓練強度,從而對防化兵的訓練狀況進行評估和分析。本文通過對防化兵的防毒面具進行改造,在防毒面具上安裝了生理信號檢測裝置,實現(xiàn)對人體體溫、血氧飽和度和呼吸率的采集,并將體溫、血氧飽和度和呼吸信號通過無線通信模塊傳輸給上位機做進一步的分析和處理,對防化兵的運動量和運動強度進行實時監(jiān)控。將生物醫(yī)學傳感器直接安裝在防毒面具上,這樣無需攜帶其他生理信號檢測儀器即可實現(xiàn)對生理信號的檢測,既能縮短防化兵行動前的準備工作,也不會影響防化兵的實訓活動。系統(tǒng)硬件以MSP430單片機為核心,包括體溫檢測模塊、血氧檢測模塊、呼吸檢測模塊、電源模塊和無線通信模塊等。體溫檢測采用了NTC熱敏電阻溫度傳感器;血氧檢測使用了耳夾式血氧探頭,動態(tài)檢測人體血氧飽和度;在呼吸率檢測方面,沒有使用傳統(tǒng)的在測試者胸前安裝多個電極的生物阻抗式測量方法,而是在防毒面具的進氣口安裝最新一代MEMS傳感器芯片的氣體流量傳感器檢測人體呼吸率,充分考慮了士兵方便度和舒適度問題。在軟件設(shè)計方面本文通過單片機軟件編程實現(xiàn)體溫值和呼吸率的計算,使用LabVIEW上位機軟件實現(xiàn)了血氧飽和度的計算。本系統(tǒng)還設(shè)計了基于nRF905無線傳輸模塊,實現(xiàn)了與上位機的無線通信,并通過上位機LabVIEW軟件設(shè)計人性化監(jiān)控界面,實現(xiàn)了對體溫、血氧飽和度和呼吸的實時監(jiān)測。最后通過實驗表明,系統(tǒng)能夠穩(wěn)定、可靠地對防化兵的體溫、血氧飽和度和呼吸率進行實時監(jiān)測,達到了預期設(shè)計目的。
【關(guān)鍵詞】：可穿戴技術(shù) 體溫 血氧飽和度 呼吸率 LabVIEW
【學位授予單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：R82;TN911.7
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-14
• 1.1 課題研究背景和意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 論文的主要研究內(nèi)容12-14
• 第二章 人體生理信號特點及其檢測原理14-22
• 2.1 生理信號特點14
• 2.2 體溫檢測14-15
• 2.3 血氧飽和度檢測15-20
• 2.4 呼吸檢測20-22
• 第三章 生理信號動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)22-26
• 3.1 生理信號監(jiān)測系統(tǒng)的組成22-23
• 3.2 微處理器單元電路23-24
• 3.3 電源模塊24-26
• 3.3.1 單片機供電電路24-25
• 3.3.2 氣體流量傳感器供電電路25-26
• 第四章 系統(tǒng)硬件設(shè)計26-36
• 4.1 體溫檢測模塊26-27
• 4.2 血氧檢測模塊27-31
• 4.2.1 血氧檢測模塊結(jié)構(gòu)框圖27
• 4.2.2 血氧探頭原理及其驅(qū)動電路27-29
• 4.2.3 I-V轉(zhuǎn)換電路29
• 4.2.4 低通濾波電路29-31
• 4.3 呼吸檢測模塊31-32
• 4.3.1 winsen/F1031氣體流量傳感器31-32
• 4.3.2 衰減電路32
• 4.4 串口通信電路32-33
• 4.6 無線通信模塊33-36
• 4.6.1 n RF905工作模式34
• 4.6.2 MSP430 與 n RF905 的接口設(shè)計34-36
• 第五章 系統(tǒng)軟件設(shè)計36-49
• 5.1 軟件設(shè)計總體框架36-37
• 5.2 呼吸頻率的計算37-39
• 5.3 無線通信模塊軟件設(shè)計39-43
• 5.3.1 通信協(xié)議的設(shè)計40
• 5.3.2 n RF905寄存器配置40-41
• 5.3.3 無線收發(fā)程序軟件設(shè)計41-43
• 5.4 上位機軟件設(shè)計43-46
• 5.4.1 Lab VIEW簡介44
• 5.4.2 Lab VIEW實現(xiàn)串口通信設(shè)計44-46
• 5.5 血氧信號的軟件處理46-49
• 5.5.1 紅光紅外光分離46-47
• 5.5.2 紅光紅外光最值提取47-49
• 第六章 生理信號采集系統(tǒng)測試與分析49-55
• 6.1 體溫檢測結(jié)果與分析49-51
• 6.2 血氧檢測結(jié)果與分析51-52
• 6.3 呼吸檢測結(jié)果與分析52-55
• 第七章 總結(jié)與展望55-56
• 參考 文獻56-59
• 致謝59-60
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文和參與的項目60

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

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本文編號：526080