基于嵌入式Linux的家庭心电监护系统设计

发布时间：2019-09-04 13:19

【摘要】：嵌入式技术和Linux技术是目前应用比较广泛的两种技术,近些年来,嵌入式技术与Linux技术的结合凭借其体积小、重量轻、方便携带、实时性和稳定性高等优点被广泛应用。本文使用嵌入式Linux技术设计家庭心电监护系统实现人体心电数据的采集、传输和存储。家庭心电监护系统包括便携式终端、中央控制台、远程服务器三个模块,其中,便携式终端模块由被监护人随身携带,中央控制台安置在被监护人家中,远程服务器放置在居民社区医疗中心。系统的三个模块物理上互相独立,中央控制台留有多个与便携式终端模块通信接口,能够保证系统便携式终端数目可动态增减以及提高系统各模块的可维护性,节约系统成本；中央控制台提供友好的用户交互界而,用户可通过触摸屏设置系统的部分参数,这能够保证系统的可配置性；中央控制台与Internet互联,系统维护人员可远程登录中央控制台更新用户软件,这使得系统软件升级更加简单。 本文设计的家庭心电监护系统具有以下特点：各模块独立工作,模块之间的通信方式为ZigBee网络和Internet;便携式终端模块负责实时采集人体心电信号,终端模块处理电路对采集到的原始模拟心电信号进行滤波、放大、AD转换后得到数字心电信号,对数字心电信号进行数字滤波得到相对稳定的心电数字信号后通过ZigBee网络发出；中央控制台通过ZigBee网络接收便携式终端发送的心电数据进行进一步处理后存储至本地文件,同时通过Internet上传到远程服务器；远程服务器接收到中央控制台上传的心电数据后,将其存储至该用户的数据库中,医生和监护人可通过Web浏览器查看被监护人一段时期内的心电图。 家庭心电监护系统能够实现病人实时病情监护和亚健康人病情及早发现,为解决医生少,患者多,排队就医难等问题提供了可能性,实现远程医疗,对于保障社区和家庭人员健康,提高人们的生活质量具有重要意义。
【图文】：

本文介绍的家庭心电监护系统山三个实体模块和一个虚拟网络组成，实体部分主要包括便携式终端、中央控制台和远程服务器，虚拟部分为zigBee无线网络。图2一1是整体系统框图。效握库力斑务春凸从飞b为民务备图2一1系统总体框图系统的三个实体模块分别完成数据的采集发送、接收__卜传、存储和查询，一二个模块协调工作实现以下主要功能:异常报警。实时分析心电数据，对比数据库中常见异常疾病数据，发现异常时立即向监护医生及监护人发送报警信息;系统参数设置。可根据家庭需要动态设置系统参数，如改变监护终端数目、修改用户数据定期存储时间以及用户数据的定时采集等;即时访问。系统支持3G手机、iPad以及笔记本电脑等通过互联网即时查看被监护人的心电数据;数据检索。用户及医生可登录服务器中的个人账户，查一询被监护人在近-个月内的心电数据;本文设计的家庭心电监护系统定位在社区和家庭使用，，主要考虑因素为低成本、低功耗、易于扩展升级以及获得稳定的心电信号，系统各模块的技术选择及整体设计必须满足以上因素。

第__令家庭心电监护系统方案设计的干扰。原始心电信号通过导联线提取，如图2一2。:蒸霎蒸蒙格爪一共办二七少二:理黔、‘火/夕了-一一扩图2一 210导联线图采集处理电路的MCU选用TI生产的MSP430F5527系列低功耗单片机。MSP43O系列微控制器以其低功耗特点被厂’一泛应用在各类应用中，它的体系架构使用功能强大的16位RISC结构的CPU，其内部的数控振荡器(DCO)能够在3.和s内将微控制器山低功耗模式激活为运行模式。由于体系架构中融合进低功率模式，此类微控制器能够在移动式测量仪器中达到优化延长电池寿命的效果，符合家庭心电监护系统设计‘一卜的对于低功耗要求。MSP43OF5527的主要性能参数如产]:低供电电J!、:1.8V一3·6V;超低功耗:心}匕信号处理板}卜常工一作时的功耗约为50如A，当信号处理板工作于待机模式时功耗为助A; 96KBRAM， 6KBSRAM，UARI，、SPI以及USB接口;4个16一Bit定时器
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：R318.6

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本文编号：2531782