基于蓝牙传输的Android手机心电、呼吸监护系统的设计

发布时间：2023-04-28 00:59

　　心血管疾病具有高发病率、高死亡率的特点,严重威胁着人类的健康。心电及呼吸信号是人体重要的生物电信号,尤其是心电信号,携带着丰富的生理信息且具有极强的规律性,是诊断和治疗心血管疾病的主要依据。医疗场所所用的常规心电图(ECG)机价格昂贵,而市场上大多数的便携式心电监护产品因体积大、功耗大、功能单一不可拓展等弊端阻碍了其进一步发展。针对以上问题,本文利用蓝牙技术及Android手机设计了一种便携式心电及呼吸监护系统,可实现全天性、实时心电及呼吸信号监测,其信号处理与显示部分是通过Android系统手机实现。由此设计的监护系统具有成本低、体积小和功耗低的优点,其系统功能还可以进一步扩展。MSP430F149主控芯片与ADS1292R信号采集前端芯片通过串行同步(SPI)通讯方式实现信号采集、模数转换和传输。其中ADS1292R可实现心电及呼吸信号的放大、共模干扰的抑制、24位高精度A/D转换。主控芯片与HC-06蓝牙模块通过串行异步通讯进行信号传输。Android手机客户端通过监听本地蓝牙来获取远端蓝牙(HC-06)设备发送的心电与呼吸数据。针对心电信号微弱和易受干扰的特点,通过采用对称布线...

【文章页数】：93 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 论文研究的目的和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 蓝牙技术的发展现状
        1.2.2 心电监护仪的发展现状
    1.3 本文研究的主要内容
        1.3.1 论文主要内容
        1.3.2 章节安排
    1.4 本章小结
第二章 心电信号基本理论及系统总体设计
    2.1 心电信号及心电图基本知识
        2.1.1 心电信号的形成及特性
        2.1.2 心电图基本知识
    2.2 ECG导联体系
    2.3 呼吸信号检测
    2.4 系统整体方案设计
    2.5 本章小结
第三章 系统硬件设计
    3.1 信号采集的硬件要求
    3.2 电极片的选择
    3.3 ADS1292R心电及呼吸信号采集模块设计
        3.3.1 ADS1292R简介
        3.3.2 信号输入电路和右腿驱动电路设计
    3.4 主控芯片模块设计
        3.4.1 主控芯片选型
        3.4.2 主控芯片外围模块设计
    3.5 稳压电路设计
    3.6 蓝牙模块的设计
    3.7 系统PCB设计
        3.7.1 电源电路布局
        3.7.2 ADS1292R布局
    3.8 信号采集硬件电路的检测验证
    3.9 本章小结
第四章 主控芯片软件设计
    4.1 单片机软件整体方案设计
    4.2 MSP430与ADS1292R通讯
        4.2.1 SPI通讯协议
        4.2.2 ADS1292R的SPI接口
        4.2.3 MSP430F149的SPI通讯软件设计
    4.3 MSP430对ADS1292R的读写控制设计
        4.3.1 芯片上电时序及时钟选择
        4.3.2 MSP430从ADS1292R读取数据模式
        4.3.3 数据转换完成标志
        4.3.4 数据转换开始信号
        4.3.5 ADS1292R的睡眠或复位方式
        4.3.6 ADS1292R的重要命令
        4.3.7 ADS1292R的重要寄存器设置
        4.3.8 ADS1292R初始化和相关设置流程
        4.3.9 ADS1292R的A/D转换计算
        4.3.10 电极脱落检测
    4.4 MSP430与蓝牙模块通讯
        4.4.1 UART串口传输协议
        4.4.2 MSP430的UART串口传输软件设计
    4.5 本章小结
第五章 信号数字滤波处理和手机客户端设计
    5.1 心电及呼吸信号降噪
        5.1.2 基线漂移滤除
        5.1.3 50Hz工频干扰的抑制
        5.1.4 呼吸信号中高频干扰的滤除
    5.2 心电及呼吸信号特征值提取
        5.2.1 R波检测和心率计算
        5.2.2 呼吸信号的检测
        5.2.3 心电及呼吸信号异常判断
    5.3 Android手机客户端设计
        5.3.1 开发环境简介
        5.3.2 客户端总体设计
        5.3.3 Android系统核心组件
        5.3.4 蓝牙通讯实现
        5.3.5 心电波形显示的实现
    5.4 本章小结
第六章 系统调试及结果分析
    6.1 系统硬件实物
    6.2 Android手机客户端调试
        6.2.1 蓝牙通讯
        6.2.3 数字滤波程序调试
    6.3 本章小结
第七章 总结和展望
    7.1 总结
    7.2 不足和展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的论文及其它科研成果
附录 程序代码



本文编号：3803420