便携式心电图系统设计与实现
发布时间：2020-12-03 21:33
特殊的海洋环境容易致使海员患上高血压等慢性疾病,心电图系统是判断疲劳驾驶的重要手段,也是检测高血压所导致的心血管疾病的有效方法。因此,本文研究并设计了一款实时有效地检测心电信号的便携式设备,更加方便海员在航行中监测心电的变化。本文通过对心电信号的特性、采集处理的调理电路和现有的心电监测设备的研究,提出一种便携式心电图系统设计与实现的方案。首先依据心电的产生及干扰因素,以AD8232集成芯片搭建外围放大和滤波电路的ECG采集前端,同时采用AgCl医用电极的胸导联提取方式,有效降低心电信号的干扰以获取更加稳定的心电信号。其次选择内置有12位A/D的STM32F103C8T6芯片作为主控制器,对ECG前端输出信号进行数字化处理并传输数据至低功耗蓝牙DA14580模块。最后通过低功耗蓝牙的无线传输方式上传至手机终端,达到心电波形图的可视化效果。为了验证该系统是否满足设计功能的需求,本文进行了心电图系统的实验测试和结果分析。通过测试ECG采集前端输出的波形图、各模块功耗占比情况和无线连接稳定性,无线模块的连接范围不允许超过8米以外,手机终端能够实时观测心电图波形。结果分析验证了本文所述的便携式心...
【文章来源】：集美大学福建省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 选题背景与意义
1.2 本文研究内容与目标
1.3 论文结构安排
第2章 心电采集与低功耗蓝牙技术简介
2.1 心电采集技术
2.1.1 心电信号产生机理及波形
2.1.2 心电信号特点及干扰
2.1.3 电极与导联
2.2 低功耗蓝牙技术
2.2.1 蓝牙通信技术简介
2.2.2 低功耗蓝牙简介
2.2.3 低功耗蓝牙协议栈
2.2.4 低功耗蓝牙GAP和GATT层
2.2.5 低功耗蓝牙的拓扑结构
第3章 硬件系统设计与实现
3.1 系统方案设计
3.2 心电信号采集模块
3.2.1 右腿驱动电路
3.2.2 高通滤波电路
3.2.3 低通滤波电路
3.2.4 工频陷波电路
3.2.5 基准电压缓冲电路
3.3 主控制器模块
3.3.1 主控制器概述
3.3.2 主控制器硬件设计
3.4 低功耗蓝牙模块
3.4.1 DA14580蓝牙概述
3.4.2 功能模块
3.4.3 低功耗蓝牙硬件设计
3.5 电源管理电路
3.5.1 电源管理电路设计
3.5.2 供电电源选择
3.6 硬件印制电路板设计
第4章 软件系统设计与实现
4.1 集成开发环境简介
4.2 软件系统总设计
4.3 主控制器软件
4.3.1 模数转换设计
4.3.2 主控制器UART设计
4.4 BLE芯片软件
4.4.1 BLE芯片UART设计
4.4.2 BLE通信设计
第5章 实验结果与分析
5.1 心电采集输出信号实验
5.2 功耗实验
5.3 无线传输距离与稳定性实验
5.4 手机终端实验
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于蓝牙4.0网络的控制[J]. 付直兵,陈庆奎,梁晶,高丽萍. 计算机工程与设计. 2018(01)
[2]心血管博物馆典藏系列|世界心血管诊疗发展历程之Einthoven与心电图[J]. 中国介入心脏病学杂志. 2017(08)
[3]SIG发布“蓝牙5.0”核心规范[J]. 安全与电磁兼容. 2016(06)
[4]Photometric studies of two W UMa type variables in the field of distant open cluster NGC 6866[J]. Yogesh Chandra Joshi,Rukmini Jagirdar,Santosh Joshi. Research in Astronomy and Astrophysics. 2016(04)
[5]船员疲劳驾驶监控技术发展[J]. 李林. 科技资讯. 2015(24)
[6]生物医用电极制造技术及应用研究进展[J]. 周伟,刘伟,邱清富,刘瑞亮,蒋乐伦,宋嵘. 科学通报. 2015(15)
[7]心电信号采集电路的设计[J]. 师彦荣,胡进峰. 电子世界. 2012(18)
[8]心电图各波段与间期[J]. 卢喜烈. 心电图杂志(电子版). 2012(01)
[9]基于NI6009的ECG采集系统设计[J]. 胡晓,杜亮,蔡燕玲. 广州大学学报(自然科学版). 2012(02)
[10]胸导联与肢导联心电图对大鼠心肌梗死诊断价值的比较[J]. 秦超,何涛,侯小涛,胡姗. 广西医科大学学报. 2012(01)
博士论文
[1]心电信号特征识别及其在心血管疾病诊断中的应用[D]. 刘彬.吉林大学 2014
硕士论文
[1]心电信号的预处理及特征提取算法研究[D]. 杜鹏飞.郑州大学 2015
[2]基于蓝牙4.0的防丢系统的研究与设计[D]. 霍丙乾.北京邮电大学 2015
[3]船舶驾驶员疲劳综合评价方法研究[D]. 刘涛.大连海事大学 2013
[4]蓝牙低功耗技术的研究与实现[D]. 镇咸舜.华东师范大学 2013
[5]船舶驾驶员驾驶疲劳评价方法的研究[D]. 赵宣宣.大连海事大学 2011
[6]心电信号预处理和波形检测算法的研究[D]. 牛传莉.北京交通大学 2009
本文编号：2896560
【文章来源】：集美大学福建省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 选题背景与意义
1.2 本文研究内容与目标
1.3 论文结构安排
第2章 心电采集与低功耗蓝牙技术简介
2.1 心电采集技术
2.1.1 心电信号产生机理及波形
2.1.2 心电信号特点及干扰
2.1.3 电极与导联
2.2 低功耗蓝牙技术
2.2.1 蓝牙通信技术简介
2.2.2 低功耗蓝牙简介
2.2.3 低功耗蓝牙协议栈
2.2.4 低功耗蓝牙GAP和GATT层
2.2.5 低功耗蓝牙的拓扑结构
第3章 硬件系统设计与实现
3.1 系统方案设计
3.2 心电信号采集模块
3.2.1 右腿驱动电路
3.2.2 高通滤波电路
3.2.3 低通滤波电路
3.2.4 工频陷波电路
3.2.5 基准电压缓冲电路
3.3 主控制器模块
3.3.1 主控制器概述
3.3.2 主控制器硬件设计
3.4 低功耗蓝牙模块
3.4.1 DA14580蓝牙概述
3.4.2 功能模块
3.4.3 低功耗蓝牙硬件设计
3.5 电源管理电路
3.5.1 电源管理电路设计
3.5.2 供电电源选择
3.6 硬件印制电路板设计
第4章 软件系统设计与实现
4.1 集成开发环境简介
4.2 软件系统总设计
4.3 主控制器软件
4.3.1 模数转换设计
4.3.2 主控制器UART设计
4.4 BLE芯片软件
4.4.1 BLE芯片UART设计
4.4.2 BLE通信设计
第5章 实验结果与分析
5.1 心电采集输出信号实验
5.2 功耗实验
5.3 无线传输距离与稳定性实验
5.4 手机终端实验
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于蓝牙4.0网络的控制[J]. 付直兵,陈庆奎,梁晶,高丽萍. 计算机工程与设计. 2018(01)
[2]心血管博物馆典藏系列|世界心血管诊疗发展历程之Einthoven与心电图[J]. 中国介入心脏病学杂志. 2017(08)
[3]SIG发布“蓝牙5.0”核心规范[J]. 安全与电磁兼容. 2016(06)
[4]Photometric studies of two W UMa type variables in the field of distant open cluster NGC 6866[J]. Yogesh Chandra Joshi,Rukmini Jagirdar,Santosh Joshi. Research in Astronomy and Astrophysics. 2016(04)
[5]船员疲劳驾驶监控技术发展[J]. 李林. 科技资讯. 2015(24)
[6]生物医用电极制造技术及应用研究进展[J]. 周伟,刘伟,邱清富,刘瑞亮,蒋乐伦,宋嵘. 科学通报. 2015(15)
[7]心电信号采集电路的设计[J]. 师彦荣,胡进峰. 电子世界. 2012(18)
[8]心电图各波段与间期[J]. 卢喜烈. 心电图杂志(电子版). 2012(01)
[9]基于NI6009的ECG采集系统设计[J]. 胡晓,杜亮,蔡燕玲. 广州大学学报(自然科学版). 2012(02)
[10]胸导联与肢导联心电图对大鼠心肌梗死诊断价值的比较[J]. 秦超,何涛,侯小涛,胡姗. 广西医科大学学报. 2012(01)
博士论文
[1]心电信号特征识别及其在心血管疾病诊断中的应用[D]. 刘彬.吉林大学 2014
硕士论文
[1]心电信号的预处理及特征提取算法研究[D]. 杜鹏飞.郑州大学 2015
[2]基于蓝牙4.0的防丢系统的研究与设计[D]. 霍丙乾.北京邮电大学 2015
[3]船舶驾驶员疲劳综合评价方法研究[D]. 刘涛.大连海事大学 2013
[4]蓝牙低功耗技术的研究与实现[D]. 镇咸舜.华东师范大学 2013
[5]船舶驾驶员驾驶疲劳评价方法的研究[D]. 赵宣宣.大连海事大学 2011
[6]心电信号预处理和波形检测算法的研究[D]. 牛传莉.北京交通大学 2009
本文编号：2896560
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