基于STM32的便携式心电监测系统设计
本文关键词：基于STM32的便携式心电监测系统设计 出处：《西安工业大学》2016年硕士论文 论文类型：学位论文
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【摘要】：进行常规心电检查的holter系统是目前较为常见的心电监测设备,多用于医院传统心电监测,这种系统可以有效监测病人的实时心电数据,其功能强大,但设备庞大、价格较高、操作繁杂的缺点也比较明显,患者只能在医院内进行心电检查,大大限制了患者的活动空间。相比之下,目前发展迅速的便携式心电监测设备,充分利用了嵌入式系统技术,使心血管疾病患者在家庭或社区中即可进行心电监测,无需到医院就可以实现对心血管疾病的早期预防和中期诊治,既方便了患者的日常生活,又可及时获取疾病监测数据,提高心血管疾病的治愈率为此,本文对基于ARM微处理器的便携式动态心电监测系统进行了深入分析和研究。针对心电信号的相关理论进行研究,根据信号的主要特性,设计了满足测量者个体差异适应性的心电信号调理模块,模块分为上肢传导电路、右腿驱动电路、前置差分电路、带通滤波电路、主放大电路、工频陷波电路和信号偏置调节电路,实现对心电信号的增益放大、电路滤波和电平抬升,为后级心电信号数字处理模块提供了可靠的心电模拟信号。实测ECG波形峰峰值个体化差异较大,不利于信号的数字处理与分析,为了改善固定增益采集电路对ECG波形峰峰值个体差异的适应性较差的现象,本文专门设计了增益控制电路,电路选用VGA芯片AD603,实现了信号调理模块整体增益的智能控制,增益的可调节范围为862.6到2730倍。选用高性能、低功耗、高性价比的ARM微处理器STM32F103ZET6作为主控芯片,结合便携式心电监测系统的功能需求,对心电信号数字处理模块进行了主体设计。软件设计部分为基于STM32开发板的嵌入式软件开发,设计采用模块化编程思想,移植了μC/OS-Ⅱ操作系统和FATFS文件系统,编写了各部分外设驱动程序和系统工程主程序,实现了心电信号调理与采集,数据分析与处理,ECG波形显示以及心电数据SD卡存储和USB传输等功能。论文对上述工作的完成过程进行了详细的论证和阐释,完成了信号调理电路电路板的制作,经测试,调理电路完全满足设计要求,嵌入式软件开发成功实现了系统各个设计的主要功能,系统界面操作简单,ECG波形显示清晰,数据保存与传输功能正常,论文为该类型产品的进一步设计、开发提供了良好的理论实践基础。
[Abstract]:Holter system routine ECG is a common ECG monitoring equipment used by hospitals of traditional ECG monitoring, this system can effectively monitor the real-time ECG data of patients, but its powerful, large equipment, high price, complex operation is also more obvious shortcomings, only patients with ECG examination in the hospital, greatly restricted the patient's activity space. In contrast, the current rapid development of portable ECG monitoring equipment, make full use of the technology of embedded system, the ECG monitoring in patients with cardiovascular disease to the family or community, no need to go to the hospital to realize the early diagnosis and treatment of cardiovascular disease prevention and the middle, both for the convenience of the patient's daily life it can timely obtain disease monitoring data, improve the cure rate of cardiovascular disease, therefore, this article on the ARM microprocessor based portable ECG The monitoring system is studied and analyzed deeply. Research on related theories of ECG signal, according to the main characteristics of the signal, designed to meet the individual differences of ECG measurement adaptive adjustment module, the module is divided into the upper conductive circuit, driven right leg circuit, front differential circuit, band-pass filter circuit, main amplifier circuit. The notch filter circuit and signal bias adjustment circuit for ECG signal amplifier, filter circuit and uplift the level, to provide a reliable ECG analog signal for ECG signal processing of digital module after class. The measured ECG wave peak value of individual differences, is not conducive to the digital signal processing and analysis, in order to improve the fixed gain the acquisition circuit adaptability on ECG waveform peak individual differences phenomenon, this paper designed a gain control circuit, circuit using VGA chip AD603, realized signal transfer Intelligent control module overall gain, gain adjustable range is 862.6 to 2730 times. With high performance, low power, high performance ARM microprocessor STM32F103ZET6 as the main control chip, combined with the functional requirements of the portable ECG monitoring system for ECG signal processing, digital module design. The main part of software design for embedded software development based on the STM32 development board, the design uses the modular programming ideas, the C/OS- II operating system and FATFS file system, written in each part of the peripheral driver and system main program, realizes the ECG signal processing and data acquisition, data analysis and processing, waveform display and ECG ECG data storage and transmission functions of USB SD card to complete the process. The above work has carried on the detailed argumentation and interpretation, is completed, the signal conditioning circuit of circuit board test, conditioning circuit Fully meet the design requirements of embedded software development, the successful implementation of the main function of various system design, system interface, simple operation, ECG waveform clear display, data storage and transmission function, paper for the further design of this type of products, provides a theoretical and practical foundation for good development.
【学位授予单位】：西安工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP274;R54;TH789
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，本文编号：1368101
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