基于Android系统的家用便携式心电检测仪的设计

发布时间：2017-09-14 22:13

  本文关键词：基于Android系统的家用便携式心电检测仪的设计

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【摘要】：心脏疾病作为严重危害人类健康的疾病之一,已经受到人们的广泛关注,就目前实际应用而言,心脏疾病的检查和诊断常常是通过检测心电信号,因此心电检测仪已成为医院的常规仪器。目前医用型专业心电检测仪虽然检测数据准确、功能完善,但价格较昂贵,对使用人员的专业技术要求高,不适合家庭使用。针对上述问题和需求,本文依据心电信号的相关生理基础,提出设计一款基于Android系统的家用便携式心电检测仪,以满足家庭使用,同时还能够与移动医疗相结合,具有广阔的市场应用前景。该仪器主要包括硬件电路和Android应用软件两大部分。在硬件设计上以便携式、低功耗为最终目的,采用了集成度高、外围电路少、功耗低的芯片,包括心电采集芯片AD8232、主控芯片MSP430F5529以及电源芯片TP4056和LP2985-3.3,使得仪器的电路结构简单,性能稳定,体积更加小巧,方便随身携带。本文详细阐述了各个硬件电路模块的设计原理及实现方法,并设计制作了PCB实物。在软件设计方面,本文首先介绍了由单片机控制心电信号采集、处理以及通过蓝牙模块将采集的数据发送到Android系统的固件程序设计,该程序主要包括:硬件系统初始化子程序、心电信号的采集及处理子程序以及蓝牙模块控制及数据交互子程序等;其次,介绍了基于Java语言的Android应用软件的编写,主要内容包括用户登录、蓝牙设备的扫描和连接、心电图的显示、心率的显示以及心电数据的保存。同时对该设计中使用的算法进行仿真验证。仪器设计制作完成后,通过实验对该仪器的各个硬件电路模块进行了调试和验证。并对整机进行了实验验证,对人体进行了实际心电信号采集测试,通过Android平板和手机上显示出心电图,并计算出心率值。调试完成后,根据相关标准以及芯片参数手册对心电采集电路进行了性能测试,测试结果表明,该电路能够满足心电信号的采集。并对系统功耗进行了测试,基本实现低功耗的目的。最后与标准监护仪进行对比,该设计能够完成相关心电信号的数据采集和显示。本设计完成了原理型样机,具有体积小、便携性好、低功耗等特性,为家用型心电检测仪实用产品设计提供了一个便携式、低功耗的设计方案。
【关键词】：家用式 心电检测仪 便携式 Android Java
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP316;TH776
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-9
• 1 绪论9-17
• 1.1 研究背景及意义9-10
• 1.2 便携式心电检测仪国内外研究现状及相关技术的发展10-13
• 1.2.1 心电检测仪的发展现状10-12
• 1.2.2 Android的发展12-13
• 1.2.3 Bluetooth技术13
• 1.3 本文主要内容及结构13-15
• 1.3.1 文章主要内容13-14
• 1.3.2 文章结构14-15
• 1.4 本章小结15-17
• 2 系统设计的理论基础17-23
• 2.1 心电图17-20
• 2.1.1 心电信号的产生及其特点17-18
• 2.1.2 心电导联18-19
• 2.1.3 心率19-20
• 2.2 影响心电信号的干扰源以及滤波算法的设计思想20-21
• 2.3 本章小结21-23
• 3 家用型便携式心电检测仪的硬件设计23-35
• 3.1 家用型便携式心电检测仪的总体设计目标和思路23
• 3.2 主控制电路23-25
• 3.2.1 主控芯片的选择23-24
• 3.2.2 电路设计24-25
• 3.3 心电采集电路25-28
• 3.3.1 芯片的选择25-26
• 3.3.2 AD8232的工作原理26-27
• 3.3.3 电路的设计27-28
• 3.3.4 心跳指示电路28
• 3.4 蓝牙模块28-30
• 3.4.1 蓝牙模块的选择及电路设计29-30
• 3.5 电源管理模块30-33
• 3.5.1 锂电池充电电路30-31
• 3.5.2 锂电池稳压电路31-32
• 3.5.3 电池低电压判断设计32-33
• 3.6 其他电路设计33-34
• 3.7 PCB设计34
• 3.8 本章小结34-35
• 4 基于Android系统的家用心电检测仪的软件设计35-63
• 4.1 硬件系统程序设计35-39
• 4.1.1 IAR集成开发环境介绍35
• 4.1.2 硬件系统工作流程图及程序设计思想35-36
• 4.1.3 单片机主程序设计36-37
• 4.1.4 串口接收程序设计37-38
• 4.1.5 定时器程序设计38-39
• 4.1.6 数据发送程序设计39
• 4.2 Android应用软件开发39-43
• 4.2.1 Eclipse集成开发环境介绍及Java语言的介绍39-40
• 4.2.2 Android应用软件的开发流程、结构以及其生命周期40-43
• 4.3 家用型心电检测仪的软件设计43-59
• 4.3.1 软件界面设计43-51
• 4.3.2 数据处理设计51-52
• 4.3.3 心电信号滤波处理的算法设计52-56
• 4.3.4 心率算法的设计56-59
• 4.4 Android应用软件上滤波与心率显示的验证59-62
• 4.4.1 滤波算法的验证59-60
• 4.4.2 心率算法的验证60-62
• 4.5 本章小结62-63
• 5 系统硬件调试与系统测试63-85
• 5.1 系统各个模块调试63-67
• 5.1.1 心电模块测试63-64
• 5.1.2 电源管理模块调试64-65
• 5.1.3 主控电路测试65-66
• 5.1.4 蓝牙模块调试66-67
• 5.2 硬件系统调试67-68
• 5.3 系统整体调试68-71
• 5.4 系统测试71-83
• 5.4.1 心电采集前端性能测试71-74
• 5.4.2 系统定标74-75
• 5.4.3 QRS波检测75-77
• 5.4.4 功耗测试77
• 5.4.5 与标准仪器对比77-78
• 5.4.6 实验测试78-83
• 5.5 本章小结83-85
• 6 总结与展望85-87
• 6.1 总结85-86
• 6.2 展望86-87
• 致谢87-89
• 参考文献89-92

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 王方正;张澍;黄德嘉;华伟;孙宝贵;沈法荣;吴书林;王建安;方全;吴立群;王景峰;王冬梅;郭涛;陈新;中华医学会心电生理和起搏分会心脏再同步治疗专家工作组;;心脏再同步治疗慢性心力衰竭的建议[J];中华心律失常学杂志;2006年02期

2 余群,王群生;蓝牙协议体系和蓝牙协议的实现方法[J];陕西工学院学报;2004年01期

3 曹细武,邓亲恺;心电图各波的频率分析[J];中国医学物理学杂志;2001年01期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 郭维;穿戴式人体生理参数监测系统的研究与实现[D];吉林大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 黄海彬;基于小波变换的心电识别系统的研究及实现[D];广东工业大学;2015年

2 梅求军;基于FPGA的ECG信号采集与处理系统设计[D];广东工业大学;2014年

3 梅翠松;基于蓝牙通讯的便携式心电监测仪的设计与实现[D];西安工业大学;2014年

4 李传鹏;基于智能手机的心脏储备监测仪的研究[D];重庆大学;2014年

5 胡裕轩;便携式呼吸睡眠监测系统的研究与开发[D];浙江大学;2014年

6 于天予;基于WinpCap的网络流量统计分析系统设计与实现[D];河北科技大学;2013年

7 武永军;基于DSP的便携式心电监护系统研究[D];山东大学;2013年

8 罗广华;情境式英语移动学习系统的研究与设计[D];西南交通大学;2013年

9 崔骊;基于单片机的便携式家用心电监护系统的研制[D];第四军医大学;2011年

10 张凌志;基于MSP430单片机的便携式动态心电监护仪研制[D];中南大学;2009年

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本文编号：852627