基于GPRS的远程心电监护系统的研究与实现

发布时间：2016-11-02 08:32

  本文关键词：基于GPRS的远程心电监护系统研究，由笔耕文化传播整理发布。

《东华大学》 2011年

基于GPRS的远程心电监护系统的研究与实现

刘捷  

【摘要】：自从人类出现以来,人类就一直在与疾病进行着斗争。随着人类生活水平的提高、平均寿命的延长,各种疾病也不断出现,心血管病就是其中的一种。而心电图是常规检查心脏正常与否的最基本、最简便、最经济的检查方法。目前,心电图机主要用于医院,不仅不宜移动,而且成本较高,不能走进社区和家庭,使心电图常规检查无法普及,无法满足市场的需要。因此,远程心电监护仪器的研究对社会有非常现实的意义。 本文提出了一个低功耗的远程心电监护系统的设计方案。该系统以TI公司的超低功耗16位单片机MSP430F149为控制核心,将心电传感器实时采集到的心电信号通过串口和GPRS模块相连,经GSM网络建立的无线数据传输链路,远程传送至心电监护中心,监护中心软件再把心电数据还原成动态心电波形显示,以便于医生观察。系统克服了以往心电图机只能应用于特定场合、不便于移动的缺陷,具有小巧、便携、功耗低、成本低的优点,对心血管疾病的监护和突发救治有着有重要的现实意义。 基于GPRS的远程心电监护系统是物联网技术在医疗监护领域中的应用,是一种集成了计算机应用技术、现代传感器技术、数字处理技术、自动控制技术、无线传输技术于一体的自动化、智能化、网络化产品,它能够通过前端传感器实时采集心电数据,通过GPRS无线传输模块与互联网相连接,进行信息交换和通信,实现对人体心电信号的监测。本课题所研究的远程心电监护系统不仅可用于家庭医疗与社区医疗,而且也可用于养老院、干休所、运动训练场、偏远地区以及医疗条件较差的地区,它可以在患者移动的过程中实时采集人体心电信号并进行无线传输,而且便携、低廉,具有广阔的市场前景和潜在的销售市场。

【关键词】：
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TH772.2
【目录】：

摘要5-7

ABSTRACT7-12

第一章 绪论12-17

1.1 课题背景及研究意义12-13

1.1.1 课题背景12-13

1.1.2 远程心电监护的研究意义13

1.2 心电监护仪器的发展现状及发展趋势13-15

1.2.1 发展现状13-14

1.2.2 发展趋势14-15

1.3 课题主要研究内容及论文结构15-17

第二章 心电生理学基础17-24

2.1 心电波形的产生机理17-18

2.2 心电图18-21

2.2.1 心电图的概念及意义18-19

2.2.2 心电图波形19-21

2.3 记录心电图的常用导联法21-22

2.4 心电信号的特征及干扰22-23

2.5 本章小节23-24

第三章 系统总体方案设计24-28

3.1 总体方案设计及思路24

3.2 主控MCU的选择24-25

3.3 心电电极的原理及选取25-26

3.4 无线通讯技术的比较与选择26-27

3.5 本章小节27-28

第四章 系统硬件设计28-51

4.1 系统硬件结构与工作原理28-29

4.2 心电信号采集模块的设计29-41

4.2.1 输入电路与右腿驱动电路29-31

4.2.2 前置放大器的设计31-34

4.2.3 高通滤波器的设计34-36

4.2.4 低通滤波器的设计36-38

4.2.5 50Hz陷波器的设计38-39

4.2.6 主放大电路与电平提升电路39-40

4.2.7 导联脱落检测电路40-41

4.3 单片机外围电路设计41-50

4.3.1 电源电路设计41-43

4.3.2 复位电路设计43-44

4.3.3 外部存储器设计44-46

4.3.4 通信模块电路设计46-47

4.3.5 实时时钟模块电路设计47-49

4.3.6 A/D转换模块设计49-50

4.4 本章小节50-51

第五章 GPRS无线通信技术51-57

5.1 GPRS无线通信技术概述51

5.2 GPRS系统的优缺点51-53

5.3 传输方案的选择53-55

5.4 Benq M22 GPRS模块简介55-56

5.5 本章小节56-57

第六章 系统软件设计57-75

6.1 远程心电监护系统软件设计57-62

6.1.1 单片机主控制程序58

6.1.2 GPRS驱动程序58-60

6.1.3 心电数据采集程序60-62

6.2 监护中心应用软件的设计62-66

6.2.1 心电监护软件总体设计62-63

6.2.2 监护中心各子模块的设计63-66

6.3 心电信号的分析与滤波算法研究66-73

6.3.1 数字滤波算法66-71

6.3.2 QRS波检测算法71-73

6.4 本章小节73-75

第七章 系统调试和测试结果75-82

7.1 硬件调试75-76

7.1.1 直观观察75

7.1.2 通电观察75

7.1.3 静态调试75-76

7.1.4 动态调试76

7.2 软件调试76-77

7.3 具体调试77-81

7.3.1 GPRS无线模块的调试77-79

7.3.2 软件及滤波效果测试79-81

7.4 本章小节81-82

第八章 总结与展望82-84

参考文献84-88

附录一 电路原理图88-90

附录二 PCB图90-91

附录三 部分程序代码91-97

攻读硕士学位期间发表的学术论文目录97-98

致谢98

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本文编号：161735