基于Android平台的多生理参数监测系统研究
发布时间：2023-02-19 20:25
伴随全国人口老龄化趋势,每年全球有近百分之四十的人死于心血管疾病,心血管疾病已成为威胁人类健康的第一大疾病,对心血管疾病的预防和检测也就变得越来越重要。传统的医用监护设备体积庞大、操作繁杂,不适合家庭使用。心电、呼吸、血氧和脉搏是人体的几个重要生理参数,因此设计出适合家用的多生理参数监测系统,具有很高的应用价值及社会效益。本文所设计的多生理参数监测系统对心电、呼吸、血氧和脉搏这是个生理参数进行采集,系统主要分为两个部分,一个是多生理参数的采集与传输,另一个就是在智能Android手机上实现数据处理及显示。由于模拟前端芯片采集的数据比分立式元器件采集的数据更为可靠精确,本系统在数据采集部分采用模拟前端芯片ADS1292R和AFE4400,低功耗单片机对芯片进行控制并以蓝牙的方式进行数据传输。而数据的处理及显示则在手机上实现,目前的智能手机,蓝牙功能是标配,所以蓝牙技术是最便利的传输方式,这也使得系统设计更具有通用性。对于生理信号的噪声处理及特征值检测部分。在心电部分采用双正交二次B样条小波变换对心电信号进行4尺度小波分解,结合软硬阈值去噪实现心电信号的肌电和工频干扰滤除,采用全通减低通滤...
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 论文研究背景
1.1.1 心血管疾病的现状及发展趋势
1.1.2 心血管疾病的临床检测方法
1.2 多生理参数监测系统的研究意义和现状
1.3 论文研究内容和结构安排
第二章 生理参数的检测原理及监测系统总体设计
2.1 心电信号检测原理
2.1.1 心电信号与心电图
2.1.2 ECG导联体系
2.2 呼吸信号检测原理
2.3 血氧信号检测原理
2.3.1 血氧饱和度定义
2.3.2 光电容积脉搏波
2.3.3 朗伯-比尔定律
2.4 多生理参数监测系统的总体方案设计
2.5 本章小结
第三章 多生理参数监测系统的硬件设计
3.1 心电呼吸采集前端的硬件设计
3.1.1 ADS1292R简介
3.1.2 ADS1292R外围电路设计
3.2 血氧脉搏采集前端的硬件设计
3.2.1 AFE4400简介
3.2.2 AFE4400外围电路设计
3.3 本章小结
第四章 多生理参数监测系统的软件设计
4.1 心电呼吸模块软件实现
4.1.1 ADS1292R的SPI通信
4.1.2 ADS1292R的操作命令及寄存器配置
4.1.3 ADS1292R的程序设计
4.2 血氧脉搏模块软件实现
4.2.1 AFE4400的SPI通信
4.2.2 AFE4400的寄存器配置
4.2.3 AFE4400的程序设计
4.3 本章小结
第五章 心电与呼吸信号处理及算法研究
5.1 基于小波变换的心电信号快速分析算法
5.1.1 小波变换与Mallat快速算法
5.1.2 小波变换对信号突变特征的表征
5.1.3 双正交小波
5.2 心电信号预处理
5.2.1 肌电噪声与工频干扰滤除
5.2.2 基线漂移抑制
5.3 心电信号QRS波识别算法
5.4 呼吸信号预处理及呼吸率计算
5.4.1 呼吸信号预处理
5.4.2 呼吸率计算
5.5 本章小结
第六章 脉搏波信号处理及算法研究
6.1 血氧检测的理论模型及波长选择
6.1.1 血氧脉搏检测理论模型
6.1.2 测量波长的选择
6.2 脉搏波信号预处理
6.2.1 肌电噪声与工频干扰滤除
6.2.2 基线漂移抑制
6.3 脉搏波特征信号识别
6.4 血氧饱和度的定标及脉率计算
6.4.1 血氧饱和度的定标
6.4.2 脉率计算
6.5 本章小结
第七章 Android手机客户端及系统测试
7.1 Android手机客户端
7.1.1 Android系统核心组件
7.1.2 蓝牙通讯的实现
7.1.3 波形绘图的实现
7.2 多生理参数监测系统测试
7.2.1 多生理参数监测系统实物
7.2.2 心率及呼吸率测试
7.2.3 血氧及脉率测试
7.3 本章小结
第八章 总结和展望
8.1 总结
8.2 不足与展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的论文与科研情况
附录 程序代码
本文编号：3746901
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 论文研究背景
1.1.1 心血管疾病的现状及发展趋势
1.1.2 心血管疾病的临床检测方法
1.2 多生理参数监测系统的研究意义和现状
1.3 论文研究内容和结构安排
第二章 生理参数的检测原理及监测系统总体设计
2.1 心电信号检测原理
2.1.1 心电信号与心电图
2.1.2 ECG导联体系
2.2 呼吸信号检测原理
2.3 血氧信号检测原理
2.3.1 血氧饱和度定义
2.3.2 光电容积脉搏波
2.3.3 朗伯-比尔定律
2.4 多生理参数监测系统的总体方案设计
2.5 本章小结
第三章 多生理参数监测系统的硬件设计
3.1 心电呼吸采集前端的硬件设计
3.1.1 ADS1292R简介
3.1.2 ADS1292R外围电路设计
3.2 血氧脉搏采集前端的硬件设计
3.2.1 AFE4400简介
3.2.2 AFE4400外围电路设计
3.3 本章小结
第四章 多生理参数监测系统的软件设计
4.1 心电呼吸模块软件实现
4.1.1 ADS1292R的SPI通信
4.1.2 ADS1292R的操作命令及寄存器配置
4.1.3 ADS1292R的程序设计
4.2 血氧脉搏模块软件实现
4.2.1 AFE4400的SPI通信
4.2.2 AFE4400的寄存器配置
4.2.3 AFE4400的程序设计
4.3 本章小结
第五章 心电与呼吸信号处理及算法研究
5.1 基于小波变换的心电信号快速分析算法
5.1.1 小波变换与Mallat快速算法
5.1.2 小波变换对信号突变特征的表征
5.1.3 双正交小波
5.2 心电信号预处理
5.2.1 肌电噪声与工频干扰滤除
5.2.2 基线漂移抑制
5.3 心电信号QRS波识别算法
5.4 呼吸信号预处理及呼吸率计算
5.4.1 呼吸信号预处理
5.4.2 呼吸率计算
5.5 本章小结
第六章 脉搏波信号处理及算法研究
6.1 血氧检测的理论模型及波长选择
6.1.1 血氧脉搏检测理论模型
6.1.2 测量波长的选择
6.2 脉搏波信号预处理
6.2.1 肌电噪声与工频干扰滤除
6.2.2 基线漂移抑制
6.3 脉搏波特征信号识别
6.4 血氧饱和度的定标及脉率计算
6.4.1 血氧饱和度的定标
6.4.2 脉率计算
6.5 本章小结
第七章 Android手机客户端及系统测试
7.1 Android手机客户端
7.1.1 Android系统核心组件
7.1.2 蓝牙通讯的实现
7.1.3 波形绘图的实现
7.2 多生理参数监测系统测试
7.2.1 多生理参数监测系统实物
7.2.2 心率及呼吸率测试
7.2.3 血氧及脉率测试
7.3 本章小结
第八章 总结和展望
8.1 总结
8.2 不足与展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的论文与科研情况
附录 程序代码
本文编号：3746901
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