基于手机的心电监护系统设计

发布时间：2017-10-09 10:00

  本文关键词：基于手机的心电监护系统设计

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【摘要】：针对心血管疾病发病率的持续攀升,随时随地监测心电尤为重要。普遍使用的检测心电设备体积庞大不易于家用,而且成本高,不适合普及到家庭和个人的移动应用中。随着智能手机的普及让心电采集设备更加轻巧,而新一代蓝牙协议大大降低了功耗,又是智能手机上的标配,因此,本文设计了一款基于智能手机的心电监护系统。本文设计的心电监护系统,为最大限度的减少信号失真,采用医用电极作为采集电极。采用AD8232实现对心电信号的调理;AD8232内置双极点高通滤波器可消除运动伪像;内置2极点低通滤波器可消除额外噪声;内置右腿驱动放大器可有效抑制共模干扰。心电预处理单元采用的是CC2540作为主控芯片,将心电信号进行AD转换,并将转换完的心电信号打包交由射频模块发送到智能终端上。智能终端是采用Java语言编写的心电监护软件,实现了客户端接收心电数据之后,对心电数据进行实时分析处理,最后实时显示心电波形和心率值,同时实现心电数据存储、历史数据回调和短信报警功能,实现对心电的远程监控。最后对系统进行整体测试和分析,通过设计实验测量无线传感网络的信号强度和丢包率,并分析影响因素。采用黑盒测试方法对客户端软件的稳定性进行测试。并借助MATLAB软件对心电信号离线处理,包括滤除基线漂移和小波去噪及特征波提取,并对心率异常进行分析辅助诊断心脏疾病。最终本系统实现了心电信号的采集、传输、存储、显示和实时分析处理的心电监护系统,操作简单,对防治心血管疾病有一定的现实意义。
【关键词】：心电 蓝牙4.0 AD8232 Android 小波变换
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R54;TN929.53
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 绪论11-16
• 1.1 课题背景及研究意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-14
• 1.3 论文的主要内容及安排14-16
• 第2章 心电监护系统的相关理论16-30
• 2.1 心电信号的电生理学基础理论16-22
• 2.1.1 心电信号的产生机理16-17
• 2.1.2 ECG导联体系介绍17-19
• 2.1.3 心电信号的时域和频域特点19-22
• 2.2 无线通讯技术对比22-24
• 2.3 蓝牙4.0介绍24-27
• 2.3.1 蓝牙的拓扑结构25-26
• 2.3.2 蓝牙协议栈介绍26-27
• 2.4 Android系统简介27-29
• 2.4.1 Android的系统框架27-28
• 2.4.2 Android的核心组件28-29
• 2.5 本章小结29-30
• 第3章 心电采集传输系统设计30-43
• 3.1 采集传输系统总体设计30-31
• 3.2 心电采集模块设计31-35
• 3.2.1 AD8232模块介绍31-32
• 3.2.2 滤波电路设计32-34
• 3.2.3 右腿驱动电路设计34-35
• 3.2.4 心电模块性能测试35
• 3.3 采集控制模块设计35-38
• 3.3.1 CC2540介绍与最小系统35-37
• 3.3.2 射频模块介绍37-38
• 3.3.3 AD转换模块设计38
• 3.4 心电采集传输系统软件设计38-42
• 3.4.1 OSAL系统介绍39
• 3.4.2 心电采集传输的实现39-42
• 3.5 本章小结42-43
• 第4章 客户端应用程序设计43-60
• 4.1 客户端界面总体设计43-46
• 4.1.1 开发环境搭建43-45
• 4.1.2 功能模块设计45-46
• 4.2 用户管理界面设计46-48
• 4.3 Android平台蓝牙通信的实现48-53
• 4.3.1 蓝牙连接配对流程49-53
• 4.3.2 蓝牙数据接收53
• 4.4 心电数据的波形绘制与存储53-56
• 4.5 异常报警与历史数据回调56-57
• 4.6 远程监护功能实现57-59
• 4.7 本章小结59-60
• 第5章 系统调试与信号分析60-77
• 5.1 系统性能测试60-63
• 5.1.1 蓝牙传输系统测试60-61
• 5.1.2 心电监护软件测试61-63
• 5.1.3 心电信号结果展示63
• 5.2 心电信号的预处理63-67
• 5.2.1 基线漂移的消除63-64
• 5.2.2 基于小波变换的心电去噪64-67
• 5.3 心电信号的特征提取67-74
• 5.3.1 信号奇异点检测原理67
• 5.3.2 R波波峰提取67-70
• 5.3.3 QRS波起止点的检测70-71
• 5.3.4 P、T波的检测71-72
• 5.3.5 检测结果分析72-74
• 5.4 心率异常的分析74-76
• 5.4.1 心室率异常特征74-75
• 5.4.2 自动诊断实现75-76
• 5.4.3 检测结果分析76
• 5.5 本章小结76-77
• 结论77-78
• 参考文献78-81
• 致谢81

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本文编号：999537