基于嵌入式系统的便携式心电监护系统的研制

发布时间：2017-05-25 21:28

  本文关键词：基于嵌入式系统的便携式心电监护系统的研制，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 心血管疾病是严重威胁人类健康和生命的主要疾病之一。在我国,因心血管疾病致死人数占死亡总人数的44%。而心电(ECG)监护系统可有效检测小概率异常心脏活动,对心血管疾病的预防、诊断和治疗具有重要意义。传统心电监护仪因其体积大、功耗高、无法随身携带、监护费用高昂等特点,而存在较大的应用局限性。便携式心电监护系统的大范围普及有助于促进心血管疾病的防治及康复工作。 本文针对市面上便携式心电监护系统的不足,提出了一款具有三种工作模式:动态心电监护模式、床侧心电监护模式以及远程心电监护模式的便携式心电监护系统总体设计方案。并对该系统中最为重要的便携式心电监护仪的软硬件设计开发工作进行了详细说明。 本文所设计的便携式心电监护仪基于ARM7内核的嵌入式系统,实现了心电信号实时采集、放大、存储、传输、心率计算、5种常见心律失常诊断以及自动与手动设置报警功能。便携式心电监护仪采用键盘进行命令输入,LCD显示屏进行图形用户接口(GUI)界面显示,SD卡接口和以太网接口实现心电数据传输。便携式心电监护仪硬件部分采用3.3V电压的供电方案,大幅降低系统功耗;软件部分设计了改进的R波检测差分阈值算法,提高了心率计算模块的可靠性。 在便携式心电监护仪原型机制作完成后,本文对其各项功能进行了相应测试工作。测试结果显示,该便携式心电监护仪较好的满足了系统设计要求,各项功能正常、性能良好。 最后,对本文相关研究工作进行了总结,并给出了今后可行的研究方向。
【关键词】：心电监护 心电信号 便携式 嵌入式系统
【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】：2010
【分类号】：TH772.2
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-13
• 1.1 课题背景8-9
• 1.2 国内外相关研究现状9-10
• 1.3 本文主要内容10-13
• 第2章 系统总体设计方案13-23
• 2.1 体表心电信号医学基础13-18
• 2.1.1 心电导联13-15
• 2.1.2 典型心电信号波形15-16
• 2.1.3 心电信号主要干扰与噪声16-18
• 2.2 系统设计要求18-20
• 2.2.1 心电信号处理相关性能指标18
• 2.2.2 便携性设计要求18-19
• 2.2.3 其他设计要求19-20
• 2.3 系统总体设计方案20-22
• 2.3.1 系统功能描述20-21
• 2.3.2 系统组成结构21-22
• 2.4 本章小结22-23
• 第3章 嵌入式系统硬件设计23-41
• 3.1 嵌入式系统选型23-24
• 3.2 模拟电路设计24-33
• 3.2.1 心电电极与导联线25-26
• 3.2.2 前置放大电路26-27
• 3.2.3 右腿驱动电路27
• 3.2.4 后级放大与高通滤波电路27-29
• 3.2.5 低通滤波电路29-31
• 3.2.6 工频陷波电路31-33
• 3.2.7 电平提升电路33
• 3.3 数字电路设计33-40
• 3.3.1 嵌入式最小系统34-37
• 3.3.2 ADC电路37
• 3.3.3 键盘控制电路37-38
• 3.3.4 蜂鸣报警电路38
• 3.3.5 LCD控制电路38-39
• 3.3.6 SD卡接口电路39
• 3.3.7 以太网接口电路39-40
• 3.4 本章小结40-41
• 第4章 嵌入式系统软件设计41-55
• 4.1 嵌入式操作系统41-42
• 4.1.1 嵌入式μ CLinux 开发环境42
• 4.2 设备驱动程序设计42-46
• 4.2.1 字符设备驱动程序43-45
• 4.2.2 块设备驱动程序45-46
• 4.2.3 网络设备驱动程序46
• 4.3 应用程序设计46-54
• 4.3.1 按键处理程序47
• 4.3.2 GUI界面程序47-48
• 4.3.3 心电采集模块48-49
• 4.3.4 数据存储模块49-50
• 4.3.5 心率计算模块50-52
• 4.3.6 心律失常诊断模块52-53
• 4.3.7 蜂鸣报警模块53-54
• 4.4 本章小结54-55
• 第5章 系统功能测试55-60
• 5.1 系统测试环境55
• 5.2 系统功能测试55-59
• 5.2.1 键盘输入与GUI界面测试55-57
• 5.2.2 心电实时采集与存储测试57-58
• 5.2.3 心率计算及心律失常诊断测试58
• 5.2.4 心电数据传输测试58-59
• 5.3 本章小结59-60
• 结论60-61
• 参考文献61-66
• 致谢66

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 凌振宝;黄越;李肃义;;基于自动增益放大的便携式心电监护仪设计[J];东北石油大学学报;2013年03期

2 陈颖昭;高跃明;甘振华;李仁贵;李秀翔;杜民;;基于STM32的便携式家用心电检测仪的设计[J];电子技术应用;2013年09期

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 刘建峰;基于Windows CE6.0的嵌入式心电监护系统研究[D];山东大学;2012年

2 黄越;一种便携式动态心电监测系统的研究与开发[D];吉林大学;2013年

3 王超;远程医疗移动终端平台的嵌入式开发[D];哈尔滨工业大学;2013年

  本文关键词：基于嵌入式系统的便携式心电监护系统的研制，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：395095