穿戴式生理参数检测模块设计及低功耗与微型化研究

发布时间：2017-11-12 07:20

  本文关键词：穿戴式生理参数检测模块设计及低功耗与微型化研究

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【摘要】： 穿戴式医疗检测技术早期用于航空和军事等特殊领域。随着科技的发展已经向临床监护、家庭保健和特殊人群等方面推广,克服了传统有线检测的局限,实现自然状态下的监测和远程监护,为个性化医疗提供一种手段,也为医疗健康面向社区和家庭提供了一种解决方案。本文设计了以CC2430为核心,集信号采集、无线通信以及数据处理等功能为一体的生理参数检测模块,并对低功耗与微型化设计进行了研究。 以TI公司推出的片上系统CC2430为基础,设计了穿戴式生理参数检测系统的结构,完成了ZigBee传感器节点的硬件设计。该芯片内置了RF射频、ADC、串口等模块,可以完成信号采集、通信和前段处理。重点解决了CC2430硬件资源分配及外围电路设计、单节锂电池供电系统的电源管理及充电技术、内嵌PCB天线、接口微型化和高速PCB布局及布线等问题,完成节点制版和调试。 设计了可穿戴的心电和血氧检测模块。在深入研究了生理参数产生机理及检测原理的前提下,通过对传统生理参数检测模块的分析、比较和总结,设计出模块检测电路,可以完成标准三导联连续心电信号检测与透射式血氧饱和度测量。 详细分析了医疗传感器节点功耗产生的主要因素,阐述了在进行低功耗设计时应注意的事项,并提出了一些解决措施,例如休眠机制、代码优化、选用低功耗与低电压芯片和功耗动态管理;同时介绍了微型化设计方面所用的方法,采用贴片式小封装器件、柔性扁平线及微型接口、内嵌PCB天线、硬件时分复用以及硬件软件化思想来裁剪电路,达到微型化的目的。各模块具有选择适应性强、使用方便、体积小、功耗小等优点,并且易于实现用户随身穿戴。 构建一套简单的测试系统,包括基于ZigBee精简版协议栈的星型网络和监护界面。利用各穿戴式检测模块进行了测试,完成信号采集、无线通信、波形实时显示和回放。同时各模块体积明显减小,应用灵活方便,基本达到穿戴式检测的要求。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：R82

【引证文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 赵锦萌;面向家庭的无线式多参数监护网络通信技术研究[D];华南理工大学;2012年

2 周勇邦;航空人为因素适航审定中生理参数检测技术的研究与实现[D];上海交通大学;2013年

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本文编号：1174897