医用无线声表面波传感系统研究

发布时间：2017-08-23 17:22

  本文关键词：医用无线声表面波传感系统研究

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【摘要】：声表面波传感器以其灵敏度高、重复性好和成本低等优点被广泛用于环境监测、化学处理及生物分析等领域。本论文结合声表面波传感器和蓝牙无线传输的优势,旨在设计出基于Android的便携式声医用无线表面波传感系统样机。该系统能有效缩短样品测定周期,具有结构紧凑、成本低和软件灵活性等特点,符合便携式生物医疗产品的设计趋势。首先,论文对硬件电路进行了研究和设计。针对中心频率为249MHz的声表面传感器,研究了基于双通道混频检测的传感器信号处理技术。对系统的预处理模块、测量模块和通信模块进行了设计。预处理部分主要包括参考通道及检测通道两路振荡环路、混频电路、滤波电路和TTL整形电路；基于FPGA设计了测频模块,完成精确测量输出信号频率的功能；选择蓝牙通信技术构建系统无线数据传输模块。并在此基础上,完成了PCB板图设计、制作和电路性能测试。接着,论文研究了基于Android开发平台的医用无线声表面波传感系统软件模块的实现方法。主要研究了蓝牙无线通信技术的Java API,完成了医用无线传感系统手机客户端APP界面的设计及相关功能模块的Java语言程序编写。最后,为方便进一步实验,用Parylene镀膜仪器PDS2010对SAW器件进行表面修饰。分别使用涂覆Parylene膜前后的SAW器件在不同温度条件下进行了系统稳定测试,验证了系统的功能。系统综合了无线传感电路、嵌入式以及Android蓝牙编程等技术。测试结果表明整个医用无线传感系统具有灵敏度高、稳定性好等优点,适合实时检测。
【关键词】：声表面波传感器 生物医学 蓝牙无线传输 Android平台
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH789;TP212.3
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 绪论7-12
• 1.1 课题的研究背景及意义7-8
• 1.2 国内外研究现状8-11
• 1.2.1 SAW传感系统研究现状8-10
• 1.2.2 蓝牙无线传感研究现状10-11
• 1.3 研究内容和论文结构11-12
• 2 声表面波传感器基本理论12-19
• 2.1 声表面波传感器原理12-13
• 2.1.1 声表面波传感器基本结构12
• 2.1.2 声表面传感器类型和特点12-13
• 2.2 声表面波传感器检测电路13-17
• 2.2.1 声表面波传感器检测电路原理13-15
• 2.2.2 声表面波传感器检测方法15-17
• 2.3 声表面波传感器的频响特性17-18
• 2.4 本章小结18-19
• 3 无线声表面波传感系统硬件设计19-47
• 3.1 声表面波传感器振荡电路19-23
• 3.1.1 振荡电路原理19-20
• 3.1.2 SAW振荡电路设计20-23
• 3.2 声表面波传感器信号变换电路23-31
• 3.2.1 混频电路23-26
• 3.2.2 滤波电路26-29
• 3.2.3 整形电路29-30
• 3.2.4 电源管理电路30-31
• 3.3 声表面波传感器频率检测电路31-41
• 3.3.1 频率检测原理31-32
• 3.3.2 FPGA电路模块设计32-35
• 3.3.3 频率检测电路设计35-40
• 3.3.4 频率检测电路测试40-41
• 3.4 蓝牙无线传输电路41-43
• 3.5 PCB及机械外壳设计43-46
• 3.5.1 PCB布局布线43-45
• 3.5.2 机械外壳设计45-46
• 3.6 本章小结46-47
• 4 Android客户端应用程序设计47-58
• 4.1 Android手机操作系统47-49
• 4.1.1 Android技术简介和架构分析47-48
• 4.1.2 系统软件开发平台搭建48-49
• 4.2 Android手机的蓝牙通信程序设计49-57
• 4.2.1 Android应用程序编程50-51
• 4.2.2 软件界面布局51-52
• 4.2.3 Android平台蓝牙编程52-57
• 4.3 本章小结57-58
• 5 系统测试与实验58-63
• 5.1 Parylene镀膜实验58-59
• 5.2 电路稳定性测试59-62
• 5.2.1 频率稳定度定义59
• 5.2.2 频率稳定度测试59-62
• 5.3 本章小结62-63
• 6 总结与展望63-65
• 致谢65-66
• 参考文献66-70
• 附录70

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1 张国民,廖代材,刘积学,梁娟;声表面波高精度多路延迟线组[J];压电与声光;1998年01期

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本文编号：726318