基于STM32的血氧信号处理系统的设计

发布时间：2017-03-25 10:03

  本文关键词：基于STM32的血氧信号处理系统的设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：血氧饱和度是血液中被氧结合的氧合血红蛋白的容量占全部可结合血红蛋白容量的百分比,即血液中氧气的浓度。它是人体的重要生理指标,血氧饱和度的精确测量是多种疾病预防的前提,在实时监测的临床救护中非常重要。针对目前许多血氧测试仪的设计复杂、集成度低等问题,本文开展了基于STM32与AFE4400的血氧信号处理系统的研究与设计,本文内容主要包括以下几点：1、基于STM32的血氧信号处理算法选择与实现与常用血氧特征值提取算法相比较,本文系统设计提出了一种新的特征值提取算法,该方法建立了两束透射光强信号的线性回归模型,并确定回归系数b与特征值R之间的定量关系,有实时性好、精确度高、数据利用率高、数据采样率低等特点。选用IIR数字滤波器对模拟集成前端输出的信号进行滤波处理,减小噪声干扰,使滤波后的波形达到了设计的要求。2、基于STM32的血氧系统的设计与实现本文系统设计使用了STM32作为主控制部分。同时,在信号处理系统的前端电路中采用了TI公司生产的专用集成芯片AFE4400。通过对系统硬件电路的整体调试,初步实现了系统设计的功能,并通过OLED显示模块将系统处理结果进行实时显示。3、系统有效性验证通过与国际通用的Fluke Index 2XL SpO2模拟仪和MEC-1000监护仪进行对比验证分析,经初步验证结果显示,本文设计的血氧信号处理系统具有一定的有效性。本文系统在设计中采用了集成模拟前端AFE4400,解决了传统血氧系统信号发生和采集使用模拟分立元器件而产生的实时性差、噪声干扰大和信号处理效果差的缺点。另外,在算法处理方面采用了新的特征值提取方法,简化了程序设计的复杂度,从而使得血氧饱和度更容易获取。此外,本文设计因采用了集成芯片,使系统体积小、成本低、携带方便。
【关键词】：STM32 AFE4400 血氧饱和度 线性回归 ⅡR 最小二乘法
【学位授予单位】：安徽大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN911.7;TH789
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-12
• 1.1 研究背景及意义8
• 1.2 国内外发展现状8-9
• 1.3 论文设计内容9-10
• 1.4 论文章节安排10-12
• 第二章 血氧饱和度检测和系统概述12-18
• 2.1 检测原理12-15
• 2.2 检测方法15-16
• 2.3 系统概述16-17
• 2.4 本章小结17-18
• 第三章 系统的硬件设计18-33
• 3.1 血氧探头模块18-19
• 3.2 模拟前端模块19-24
• 3.2.1 放大器模块21
• 3.2.2 可增益放大电路21-22
• 3.2.3 模数转换模块22
• 3.2.4 晶振模块22-24
• 3.3 MCU电路设计24-27
• 3.3.1 MCU控制器最小系统电路24-25
• 3.3.2 USB转UART电路25-26
• 3.3.3 系统调试接口电路26-27
• 3.4 电源电路设计27-30
• 3.4.1 控制器稳压电路设计27-28
• 3.4.2 模拟前端电源电路设计28-30
• 3.5 显示电路设计30-32
• 3.6 本章小结32-33
• 第四章 系统的软件设计33-47
• 4.1 开发环境简介33-34
• 4.2 软件设计流程34-41
• 4.2.1 SMT32软件设计35
• 4.2.2 AFE4400控制模块35-40
• 4.2.3 OLED显示模块40-41
• 4.3 血氧信号处理41-46
• 4.4 本章小结46-47
• 第五章 系统功能测试47-51
• 5.1 系统调试47-48
• 5.2 系统功能验证48-50
• 5.3 本章小结50-51
• 第六章 总结与展望51-53
• 6.1 总结51
• 6.2 问题与展望51-52
• 6.3 本章小结52-53
• 参考文献53-57
• 致谢57

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 朱金松;伍守豪;郭文秀;郑晖;唐冬;;基于血氧模拟前端AFE4490的无创血氧测量模块设计[J];中国医疗器械杂志;2015年05期

2 徐盼盼;徐冰俏;徐文龙;;基于AFE4400的脉搏血氧饱和度检测系统[J];激光与红外;2015年03期

3 石龙飞;赵珂;李烨;王俊;何青云;;基于AFE4400的无创血氧饱和度测量系统设计[J];集成技术;2015年02期

4 张根选;石波;刘胜洋;陈建方;TSAUYoung;;一种高效实时脉搏血氧监测系统的研究[J];激光与红外;2014年02期

5 张秀娟;程飞龙;;基于STM32的便携式生命体征监护仪设计[J];电子技术应用;2013年11期

6 谭双平;艾志光;杨玉星;谢庆国;;一种可用于低灌注和低血氧测量的脉搏血氧仪的设计[J];中国医疗器械杂志;2013年03期

7 刘红;莫国民;张欣;;基于STM32的数字血氧饱和度检测系统设计[J];中国医学物理学杂志;2012年04期

8 王彬;刘惠梅;吴蔚;高峰;;基于现代文献的慢性肺源性心脏病中医证候研究[J];中国中医药信息杂志;2011年11期

9 张亚;赵兴群;万遂人;;一种单片便携式脉搏血氧饱和度测量仪的研制[J];测控技术;2011年06期

10 吕海姣;严壮志;陆维嘉;;一种基于脉搏波的无创连续血压测量方法[J];中国医疗器械杂志;2011年03期

中国硕士学位论文全文数据库 前9条

1 薛冰冰;多参数移动健康监护终端的设计与实现[D];南方医科大学;2014年

2 张月峰;基于ARM平台的家用智能多参数心电监护仪的设计与实现[D];南京大学;2013年

3 李银;LNG槽车智能终端的设计与实现[D];华中科技大学;2013年

4 王维;基于ARM的便携式多生理参数监护装置的研制[D];上海交通大学;2012年

5 房磊;无创血氧饱和度测量系统的设计与实现[D];华中科技大学;2012年

6 许超;基于μCOS-Ⅱ的超短波无线收发信机的设计开发[D];北京邮电大学;2011年

7 张彬;基于脉搏波的血氧饱和度检测算法的研究[D];北京交通大学;2009年

8 汪志成;便携式多参数监护仪的研究与设计[D];景德镇陶瓷学院;2009年

9 孟亚丽;四参数生理监护仪的设计[D];天津大学;2005年

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本文编号：267005