基于物联网的心音诊断系统设计与实现

发布时间：2017-04-12 00:18

  本文关键词：基于物联网的心音诊断系统设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着社会经济的不断发展,人们生活水平不断的提高,各种不健康的饮食规律和作息习惯导致心血管系统疾病的发病率逐年上升,由于心音信号中含有丰富的人体心血管疾病的信息,它能够反映出一些心血管疾病产生前后的信息,因此分析心音信号成为检测心血管疾病的一个重要的手段;而物联网技术的飞速发展使得我们周围的许多“物品”都可以通过网络互连,因此,本文提出了基于物联网的心音诊断系统。本文在总结前人对心音诊断工作的基础上,引入物联网概念,实现远程诊断功能。主要研究工作如下:第一,结合心音信号诊断技术和物联网技术的最新理论和基础,搭建了基于物联网的心音诊断系统总体框架,整个框架由心音采集系统端、嵌入式系统端和远程监护端三部分组成。其主要操作流程为:选用HKY-06C数字心音传感器采集患者心音信号,并通过USB将数字心音信号传给嵌入式系统中,进行心音算法处理,最后在触摸屏上显示诊断结果或将数据通过网络发至远程监护端进行远程诊断。第二,介绍了心音诊断算法,该算法主要由心音去噪、心音分段、特征提取、特征匹配几个处理过程组成。心音去噪部分采用小波阈值去噪法;通过讨论当前的心音信号分段方案,采取了自相关系数法对心音信号进行周期分段;采用心音信号梅尔倒谱系数(MFCC)作为特征向量,同时提取模板库的梅尔倒谱系数,通过动态时间规划(DTW)算法对心音信号和模板心音信号进行匹配。第三,介绍了心音诊断系统的软硬件开发平台,硬件上采用TI推出的新一代移动应用处理器——OMAP3530,其功能模块包含有电源模块、CPU模块、触摸屏模块、存储模块、USB接口模块、网络模块等;在软件上采用Digia公司的一个跨平台的C++图形用户界面框架Qt作为心音诊断系统的软件开发工具。本文在最后对心音诊断系统进行测试和软件界面设计,详细分析了心音诊断系统的远程应用方案。
【关键词】：物联网 特征融合 Qt 远程应用
【学位授予单位】：济南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP391.44;TN929.5
【目录】：

• 摘要8-9
• Abstract9-11
• 第一章 绪论11-19
• 1.1 课题研究的背景及意义11-14
• 1.1.1 物联网的发展11-12
• 1.1.2 心音信号与心血管系统疾病的关系12-13
• 1.1.3 本课题研究的意义13-14
• 1.2 国内外研究现状综述14-16
• 1.2.1 远程医疗研究现状14-15
• 1.2.2 心音诊断与分析研究现状15-16
• 1.3 本课题的主要研究内容以及创新点16-19
• 1.3.1 本课题的主要内容16-17
• 1.3.2 本课题的创新点17
• 1.3.3 论文的结构安排17-19
• 第二章 基于物联网的心音诊断系统总体架构设计19-23
• 2.1 物联网技术19-20
• 2.1.1 物联网概念的发展历程19-20
• 2.1.2 物联网基本特点20
• 2.2 物联网体系架构20-22
• 2.2.1 感知层21
• 2.2.2 网络层21
• 2.2.3 应用层21-22
• 2.3 基于物联网的心音诊断系统的总体架构22
• 2.4 本章小结22-23
• 第三章 心音诊断算法分析23-41
• 3.1 心音去噪23-26
• 3.1.1 小波去噪的常用方法23-24
• 3.1.2 三种方法的比较分析24-25
• 3.1.3 心音去噪仿真25-26
• 3.2 心音信号的分段26-31
• 3.2.1 自相关函数的原理26-28
• 3.2.2 心音信号的周期分段28-29
• 3.2.3 心音周期分段仿真29-31
• 3.3 心音信号的特征提取31-35
• 3.3.1 声音谱31-33
• 3.3.2 倒谱分析33-35
• 3.3.3 Mel频率倒谱系数35
• 3.4 心音特征匹配35-39
• 3.4.1 DTW原理36-38
• 3.4.2 心音DTW特征匹配38-39
• 3.5 本章小结39-41
• 第四章 基于物联网的心音诊断系统的硬件平台41-49
• 4.1 OMAP3530简介41-42
• 4.2 心音诊断系统的硬件总体框架42
• 4.3 心音诊断系统的硬件模块设计42-48
• 4.3.1 心音采集模块设计43-44
• 4.3.2 核心微处理模块44
• 4.3.3 电源模块44-45
• 4.3.4 触摸屏模块45-46
• 4.3.5 USB模块46-47
• 4.3.6 网络模块47-48
• 4.3.7 RS-232接口模块48
• 4.4 本章小结48-49
• 第五章 基于物联网的心音诊断系统的软件设计49-65
• 5.1 软件开发环境的搭建49-53
• 5.1.1 Qt简介50-51
• 5.1.2 Qt的信号与槽51
• 5.1.3 Linux下Qt的安装和移植51-53
• 5.2 心音诊断系统的软件设计53-57
• 5.3 心音诊断系统的测试57-60
• 5.4 心音诊断系统的远程应用60-63
• 5.5 本章小结63-65
• 第六章 总结与展望65-67
• 参考文献67-71
• 致谢71-73
• 附录73

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