基于电容耦合的非接触心电测量系统研究

发布时间：2017-10-08 09:16

  本文关键词：基于电容耦合的非接触心电测量系统研究

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【摘要】：随着我国人口的增长和物质条件的提高,人口老龄化和疾病年轻化已经成为威胁我国人民身体健康的主要元凶。其中心脑血管疾病发病率和致死致残率都比较高,每年死于心脑血管疾病的人数占当前慢性疾病死亡率的百分之六十三。对人体心电信号进行测量和分析可以提前准确判断心血管疾病的状况,实现对心血管疾病的早发现、早预防和早治疗,可以大大减少心血管疾病的死亡率。本文设计的非接触心电测量系统可以实现人体心电信号的非接触测量,并且携带方便,操作简单,使心血管疾病的诊断和监护更加方便快捷可靠。本研究设计的非接触心电测量系统由非接触心电测量电极片、心电信号调理电路、蓝牙数据传输模块和上位机心电显示程序组成。其中非接触心电测量电极是基于电容耦合原理设计的,通过与人体构成一个电容器的金属片将人体的心电信号耦合出来。非接触心电测量电极片克服了接触式电极片腐蚀不适和测量准备时间长等缺点。非接触心电电极片采集到的心电信号被后端的心电信号调理电路滤波放大等措施调理后输入给STM32单片机的AD采样端,单片机对采集到的心电信号进行数字滤波处理后通过OLED液晶显示屏显示出人体的实时心电图并通过蓝牙模块将心电信号传输给上位机。上位机的心电显示程序可以对心电信号进行进一步的数字滤波调理,显示出滤波前和滤波后两种心电图。在心电显示程序中还设计了心率计算模块,可以根据心电图的特征计算出被测者的心率并显示出来,为心血管疾病的诊断提供更多的心脏参数。本文最后对设计的非接触心电测量系统的功能进行了测试。设计了非接触心电测量电极片性能对比实验,右腿驱动电路对共模干扰抑制效果实验和上位机心电信号显示测试。通过对实验效果的分析,本系统的性能可以满足对人体心电信号的非接触检测。
【关键词】：心脑血管疾病 电容耦合 非接触 右腿驱动 蓝牙传输 Labview
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R54;TN911.23
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-14
• 1.1 课题研究背景8-9
• 1.2 国内外研究现状9-12
• 1.3 课题研究目的意义及主要内容12-14
• 第2章 心电医学知识及系统总体方案设计14-25
• 2.1 心电信号简介14-21
• 2.1.1 心电信号的形成14-15
• 2.1.2 心电的导联方式及选用15-17
• 2.1.3 心电信号的时频特性17-19
• 2.1.4 心电信号的畸变和干扰19-21
• 2.2 非接触心电测量仪系统总体方案设计21-23
• 2.2.1 非接触式心电测量系统的设计原则21-23
• 2.2.2 系统总体设计方案23
• 2.3 本章小结23-25
• 第3章 非接触心电采集系统硬件电路设计25-45
• 3.1 非接触心电采集系统总体硬件方案25
• 3.2 非接触心电采集电极设计25-28
• 3.3 心电信号调理单元设计28-37
• 3.3.1 前置放大单元设计28-31
• 3.3.2 高通滤波电路31-32
• 3.3.3 低通滤波电路32-33
• 3.3.4 工频干扰陷波电路33-36
• 3.3.5 电平提升电路36
• 3.3.6 电极连接状态检测电路36-37
• 3.4 微控制器单元37-38
• 3.4.1 控制芯片的选择与特点37
• 3.4.2 A/D转换单元37-38
• 3.5 液晶显示模块38-39
• 3.6 无线数据通信模块39-42
• 3.6.1 常用无线通信技术简介39-41
• 3.6.2 蓝牙数据通信模块设计41-42
• 3.7 电源模块42-44
• 3.8 本章小结44-45
• 第4章 系统软件设计及实现45-56
• 4.1 系统软件开发环境简介45
• 4.2 软件总体方案设计45-46
• 4.3 子模块软件设计46-50
• 4.3.1 时钟模块46-47
• 4.3.2 ADC转换模块47-48
• 4.3.3 液晶显示模块48-49
• 4.3.4 数据通信模块49-50
• 4.4 上位机程序50-54
• 4.4.1 Labview程序前面板设计50-51
• 4.4.2 Labview程序框图设计51-54
• 4.5 本章小结54-56
• 第5章 系统功能测试及结果分析56-64
• 5.1 非接触心电测量仪的性能指标56
• 5.2 非接触心电采集系统整体性能测试56-58
• 5.3 非接触心电电极片性能测试58-61
• 5.3.1 右腿驱动电路的性能测试58-59
• 5.3.2 与传统心电测量电极片的对比性实验59-61
• 5.4 蓝牙数据传输距离及误码率实验61
• 5.5 上位机Labview程序显示功能测试61-63
• 5.6 本章小结63-64
• 结论64-66
• 参考文献66-70
• 致谢70

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 杨文翰;吕英华;王雪;;2.4GHz频段家庭电磁环境下蓝牙性能分析与实验[J];电波科学学报;2009年03期

2 王智洁;和卫星;吕继东;;便携式无线心电采集装置的研究及实现[J];电子技术应用;2010年11期

3 高清维,李海鹰,庄镇泉,王涛;基于平稳小波变换的心电信号噪声消除方法[J];电子学报;2003年02期

4 行鸿彦;黄敏松;;心电信号特征点提取的算法研究[J];仪器仪表学报;2008年11期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 姚成;心电信号智能分析关键技术研究[D];吉林大学;2012年

2 董红生;心电波形检测与心率变异性分析方法研究[D];兰州理工大学;2012年

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本文编号：993196