可穿戴多传感生理监测装置的设计与实现

发布时间：2023-09-29 04:17

　　老龄化程度的加剧和社会压力的增大,使得心血管疾病成为一种重要的社会问题:在老年人群中,大多数人患有不同类型的心血管疾病,如高血压;中年人群中,部分患有心血管疾病的人却不知晓其患病史;另外,一些心血管疾病只有在发病时才能监测到病理特征,如阵发性早搏。因此设计一套心脏长期监护设备对预防和治疗心血管疾病具有重要的意义。当前市场上的可穿戴心脏监护设备,存在监护参数单一,监护内容对于用户价值不明显,心电监护过程存在运动伪迹干扰等问题。为此,本文设计并实现了一套可穿戴多传感生理监测装置,该装置能够实时采集心电、心音、体温3种生理信号,并通过BLE4.0无线传输协议将数据发送到终端显示处理;显示终端能够向用户实时显示3种生理信号波形和相关医学参数。本文主要研究内容如下:1)装置设计成多节点形式:心音节点、心电体温节点和终端节点。心音节点和心电体温节点是传感节点,前者负责采集心音信号,后者采集心电、惯性和体温信号;终端节点是显示和处理节点;多个节点之间通过BLE4.0协议组网连接。2)硬件上,在2个传感节点中设计了信号采集电路、主控电路和电源管理电路。在信号采集电路中,心电、惯性和体温信号采集电路选用...

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究工作的背景与意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 研究内容与方法
    1.4 本论文的结构安排
第二章 可穿戴多传感生理监测装置总体方案设计
    2.1 多传感生理监测装置应用场景和需求分析
    2.2 系统总体方案设计
        2.2.1 心电体温节点方案设计
        2.2.2 心音节点方案设计
        2.2.3 终端节点方案设计
    2.3 本章小结
第三章 可穿戴多传感生理监测装置硬件设计
    3.1 心电体温节点硬件设计
        3.1.1 心电采集前端
        3.1.2 体温采集电路
        3.1.3 惯性采集电路
        3.1.4 蓝牙主控单元
        3.1.5 电源管理电路
    3.2 心音节点硬件设计
        3.2.1 心音听诊前端制备
        3.2.2 心音采集电路
        3.2.3 电源管理电路
    3.3 终端节点蓝牙Dongle选型
    3.4 本章小结
第四章 可穿戴多传感生理监测装置软件设计
    4.1 心音节点软件设计
        4.1.1 节点软件设计框架
        4.1.2 面向心音的BLE协议栈设计
        4.1.3 心音节点低功耗设计
        4.1.4 心音信号采集
    4.2 心电体温节点软件设计
        4.2.1 节点软件设计框架
        4.2.2 面向心电体温的BLE协议栈设计
        4.2.3 心电体温节点低功耗设计
        4.2.4 传感器数据采集
        4.2.5 心电自适应LMS滤波
        4.2.6 体温中值滤波
    4.3 终端节点蓝牙Dongle软件设计
    4.4 终端节点上位机设计
        4.4.1 上位机整体设计框架
        4.4.2 上位机界面设计
        4.4.3 心音信号分段
        4.4.4 心电信号R波提取
        4.4.5 体温原始数据解算
        4.4.6 心脏相关医学参数计算
    4.5 本章小结
第五章 测试与验证
    5.1 心音节点性能测试
        5.1.1 增益测试
        5.1.2 带宽测试
        5.1.3 功耗测试
        5.1.4 心音信号采集效果测试
    5.2 心电体温节点性能测试
        5.2.1 心电信号质量测试
        5.2.2 体温信号精度测试
        5.2.3 功耗测试
    5.3 终端节点性能测试
        5.3.1 心电R波检出率测试
        5.3.2 第一心音S1 和第二心音S2 检出率测试
    5.4 装置蓝牙传输特性测试
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果



本文编号：3849271