生命体征监测系统的研究

发布时间：2017-03-25 12:06

  本文关键词：生命体征监测系统的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着生活水平的提高,人们越来越关注自身的健康状况,同时人口的迅速膨胀和社会老龄化问题的加重,使得现有的社会医疗资源无法满足人们看病求医的需求。人体基本体征脉搏、体温和血压,是维持机体正常活动的支柱。实时监测四大体征,为临床诊断和治疗提供重要依据,也减轻了医护人员的工作负担。本文应用最新的SOPC嵌入式技术,使用友晶公司的DE2开发板,板上灵活可靠的外设接口,为系统的设计提供了便利。同时板上FPGA内嵌Nios Ⅱ作为核心处理器,其丰富的IP核提高了设计速度和质量。 本课题设计的生命体征检测仪,不仅适用于老年人和成年人,也可以监测儿童的体征参数。使用该系统,用户可以在家选择需要监测的参数(如脉搏、体温、血压),系统会将测得的结果显示在上位机上并做简单的诊断,数据会存储在PC机上,建立简单的测量记录,以便有需求时,医生的查询。 生命体征监测系统主要由前端监测、嵌入式数据处理、上位机界面设计三大部分组成。其中前端监测是由三个生理传感器、独立的调理电路、12位AD转换器组成,用来拾取人体体征、模拟处理体征信号、采样量化体征模拟信号；嵌入式数据处理是基于SOPC技术来设计的数据处理中心,包括脉搏、体温数据处理IP核的设计、Nios Ⅱ软核处理器和外围设备的配置以及Nios Ⅱ IDE中血压应用程序的设计,负责完成与上位机通讯、接受监测命令、处理体征数字信号、传送结果到上位机等功能；上位机界面设计利用VisualC++6.0开发工具,主要负责对嵌入式数据处理中心发送控制命令、实时接收处理结果、初级诊断、数据存储以及删除历史数据等。 生命体征监测系统设计中采用SOPC技术,提高了系统的可靠性和稳定性,并克服了以往设计中微处理器固化的缺点,使得系统具有很强的移植性和升级性。所设计的监测仪是一款便捷式、低功耗、低成本的家用仪器,大大缓解了医疗资源紧缺的问题,也为用户在家监测体征提供了极大的便利,具有良好的社会价值和市场应用前景。
【关键词】：生命体征 监测 SOPC Nios Ⅱ IP核 Visual C++6.0
【学位授予单位】：西安工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R319
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-19
• 1.1 研究背景和意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-17
• 1.2.1 国外研究现状10-15
• 1.2.2 国内研究现状15-17
• 1.3 课题主要研究内容17
• 1.4 论文结构安排17-18
• 1.5 本章小结18-19
• 2 生命体征监测系统整体设计方案19-26
• 2.1 系统功能概述19
• 2.2 系统总体设计19-21
• 2.3 系统硬件环境21-23
• 2.4 系统软件环境23-24
• 2.5 系统特点24
• 2.6 本章小结24-26
• 3 SOPC技术与Nios Ⅱ软核处理器26-36
• 3.1 Altera的SOPC技术26
• 3.2 FPGA设计流程26-28
• 3.2.1 FPGA设计流程26-27
• 3.2.2 硬件描述语言27-28
• 3.3 Nios Ⅱ软核处理器28-33
• 3.3.1 Nios Ⅱ软核处理器的优点30-31
• 3.3.2 Nios Ⅱ软核处理器的硬件结构31
• 3.3.3 Nios Ⅱ软核处理器的软件开发31-33
• 3.4 SOPC开发流程33-35
• 3.5 本章小结35-36
• 4 系统前端监测电路的设计与实现36-52
• 4.1 生命体征信号的特点及处理方法36
• 4.2 系统前端监测电路供电设计36-37
• 4.3 脉搏信号采集调理电路设计37-39
• 4.4 体温信号采集调理电路设计39-41
• 4.5 血压信号采集调理电路设计41-46
• 4.5.1 血压信号采集调理电路41-45
• 4.5.2 气泵电磁阀控制电路45-46
• 4.6 AD转换器的选择46-49
• 4.7 RS232通信模块接口设计49-51
• 4.8 本章小结51-52
• 5 嵌入式处理部分的设计与实现52-66
• 5.1 Quartus Ⅱ环境下的软件设计52-57
• 5.1.1 AD转换IP核的设计52-53
• 5.1.2 脉搏数据处理模块IP核的设计53-54
• 5.1.3 体温数据处理模块IP核的设计54-57
• 5.1.4 系统时钟信号的提供57
• 5.2 SOPC Builderf环境下系统的生成57-59
• 5.3 系统功能原理框图59-60
• 5.4 Nios Ⅱ IDE环境下的血压应用程序的设计60-65
• 5.4.1 人体血压测量的原理60-62
• 5.4.2 血压测量程序设计62-65
• 5.5 本章小结65-66
• 6 上位机界面设计66-71
• 6.1 上位机软件开发平台的选择与功能需求分析66-68
• 6.1.1 上位机软件开发平台66-67
• 6.1.2 系统功能需求分析67-68
• 6.2 界面模块的设计与实现68-70
• 6.3 本章小结70-71
• 7 总结与展望71-73
• 7.1 文章总结71
• 7.2 不足与展望71-73
• 参考文献73-77
• 攻读硕士学位期间发表的论文77-78
• 致谢78-80

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 唐伟,黄晓庆,杨常清;多参数监护仪的发展与未来[J];北京生物医学工程;2003年01期

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3 罗小巧;廖小芳;;基于CPLD的PWM信号发生器设计[J];电子测量技术;2007年12期

4 ;在NIOS-Ⅱ系统中A/D数据采集接口的设计与实现[J];电子产品世界;2007年08期

5 杨钧友;袁慧梅;;基于NiosⅡ处理器的通用AD IP核的设计与实现[J];电子技术应用;2009年12期

6 毕文辉;严楠;崔德邦;张n

本文编号：267165