一种便携式动脉硬化检测仪设计

发布时间：2017-07-27 07:18

  本文关键词：一种便携式动脉硬化检测仪设计

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【摘要】：随着生活节奏加快,人们的作息时间和饮食规律发生深刻变化,这极易引起疾病的发生。而在各种疾病中,心血管疾病已成为人类健康的第一杀手。研究发现,动脉弹性的改变与心血管疾病有很强的关联性,若能及早诊断出动脉硬化状况并进行干预,可有效降低心血管疾病的发病率和死亡率。传统的早期动脉硬化检测设备由于体积大、价格昂贵,使用场合受限,这并不能满足经济高效的社会需求。为此,该课题结合移动智能终端和低功耗蓝牙的特点,设计出一款体积小、成本低的便携式动脉硬化检测仪。课题设计的检测仪通过采集人体四肢的脉搏波信号,利用蓝牙4.0组建微微网,将四肢脉搏数据传输到Android客户端,采用踝臂脉搏波传导速度和踝臂指数来综合评定人体大中型动脉的弹性状况。本文详细阐述了脉搏信号采集模块的硬件设计,主要包括传感器、预处理电路、充电管理、射频收发电路、驱动电路及主控芯片等,具体说明各个功能电路的选取原则和设计实现。详细阐述了蓝牙4.0低功耗原理,分析了BLE协议栈层次结构,GAP、GATT层的原理及应用,详细说明基于TI BLE协议栈实现脉搏信号采集的程序设计过程。完成Android客户端软件开发,详细给出了BLE组网、脉搏波形显示、软件滤波、脉搏波特征提取的方法。最后从延迟性、误码率、兼容性、稳定性和准确性方面对检测仪进行综合评估,测试结果良好。该检测仪操作简单、扩展性强,若能得到更好的改良和完善,对预防心血管疾病具有一定的实际意义。
【关键词】：动脉硬化 踝臂脉搏波传导速度 踝臂指数 低功耗蓝牙 Android
【学位授予单位】：中国计量大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH789;R54
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-14
• 1 绪论14-19
• 1.1 课题研究背景及意义14
• 1.2 国内外研究现状14-17
• 1.3 主要研究内容及结构安排17-18
• 1.3.1 论文主要研究内容17
• 1.3.2 论文章节结构安排17-18
• 1.4 本章小结18-19
• 2 动脉硬化简介及系统总体方案设计19-27
• 2.1 动脉硬化简介19-20
• 2.2 脉搏波传导速度和踝臂指数原理及意义20-25
• 2.2.1 脉搏波传导速度原理及意义20-22
• 2.2.2 踝臂指数原理及意义22-25
• 2.3 系统总体方案设计25-26
• 2.4 本章小结26-27
• 3 脉搏信号采集模块硬件设计27-42
• 3.1 传感器选取27-28
• 3.2 预处理电路28-32
• 3.2.1 放大电路28-30
• 3.2.2 滤波电路设计30-32
• 3.3 稳压电路设计32-34
• 3.3.1 DC/DC稳压电路32-33
• 3.3.2 LDO降压电路33-34
• 3.4 充电电路设计34-36
• 3.5 电池电压检测电路36-37
• 3.6 驱动电路37-38
• 3.7 射频电路设计38
• 3.8 主控芯片38-40
• 3.9 脉搏信号采集模块展示40-41
• 3.10 本章小结41-42
• 4 脉搏信号采集模块软件设计42-58
• 4.1 蓝牙技术综述42-43
• 4.2 蓝牙 4.0 BLE协议栈介绍43-45
• 4.3 GAP、GATT原理及应用45-50
• 4.3.1 GAP原理及应用45-49
• 4.3.2 GATT原理及应用49-50
• 4.4 脉搏信号采集模块程序设计50-57
• 4.5 本章小结57-58
• 5 Android客户端应用软件设计58-80
• 5.1 Android系统介绍58-61
• 5.2 Android开发与MVC设计模式61-62
• 5.3 Android应用程序设计62-79
• 5.3.1 Android多线程编程63-64
• 5.3.2 登录及注册设计64-66
• 5.3.3 Android BLE通信及组网实现66-71
• 5.3.4 四肢脉搏波实时显示设计71-74
• 5.3.5 软件预处理74-75
• 5.3.6 脉搏波特征点提取75-78
• 5.3.7 数据存储实现78-79
• 5.4 本章小结79-80
• 6 测试结果与分析80-85
• 6.1 系统实物及测试展示80-81
• 6.2 传输延迟及误码率测试81-82
• 6.3 软件兼容性及稳定性82-83
• 6.4 参数测量准确性83-84
• 6.5 本章小结84-85
• 7 总结和展望85-87
• 7.1 总结85-86
• 7.2 存在不足和展望86-87
• 参考文献87-91
• 作者简历91

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本文编号：580327