ecg等生命体征信号采集与传输设备研制(附件)【字数：10320】
摘 要随着国家经济水平的不断提高，人们有较多的经济资源可以用于自身的健康保养以及治疗，而目前社会医疗资源无法满足庞大的就医人群，人们主动将传统的被动治疗方式转变为主动预防，功能齐全、便于携带、安全有效的人体生命体征信号采集分析设备就显得尤为紧缺。在这样的社会现实背景下，我们对目前主要的人体生命体征信号的采集、显示进行研究与分析。人体生命体征综合检测与分析系统主要包含三个部分前段监测、信号传输、Matlab终端处理与显示。本文主要介绍前端检测及信号传输。前端检测是通过传感器（心率、心电、血氧浓度）采集人体生命体征信号；前段检测是从人体相关位置采集相关的人体生命体征信号，信号传输是通过有线或无线的方式将人体生命体征信号以数字信号的方式传给PC端；最后通过Malab进行信号处理及显示。本项目与传统检测仪器相比体积小、便携性高、检测多样化，它的设计与研究促进了各个交叉学科间的紧密合作，如信息学、工程学、医学等，其学科价值、应用价值都处于非常重要的范畴内，是目前世界相关行业研究的重点。
目 录
第一章 项目介绍 5
1.1项目背景与问题阐述 5
1.1.1项目背景 5
1.1.2问题阐述 5
1.2生命体征信号概述 6
1.2.1心电概述 6
1.2.2 心率概述 6
1.2.3 血氧饱和度概述 6
1.3本文研究的基本思路和方法 6
1.4 本课题理论创新程度和实际应用价值 8
第二章 系统总体方案设计 9
2.1主要技术指标 9
2.2总体方案设计 10
2.3方案选取 10
第三章 生命体征信号传感器模块 11
3.1心电传感器模块 11
3.1.1心电传感器模块概述 11
3.1.2心电传感器使用方法 11
3.1.3 心电传感器模块的测试 12
3.1.4 心电传感器模块的测试程序 12
3.1.5心电传感器模块的测试结果 13
3.2心率传感器模块 14
3.2.1心率传感器模块概述 14
3.1.2 心率传感器模 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
块的测试 14
3.2.3心率传感器模块的测试结果 16
3.3血氧浓度传感器模块 17
3.3.2血氧浓度传感器模块概述 17
第四章 生命体征信号采集器 19
4.1 MCU模块 19
4.2 AD转换模块 20
4.2.1 信号输入模块 20
4.2 ADS1299转化模块 20
4.2.1 ADS1299简介 21
4.3 电源模块 22
4.3.1供电设计 22
4.3.2 各电压值转换电路 23
第五章 数据传输 24
5.1 USRC322模块概述 24
5.2路由器概述 26
5.3 网络配置 26
参考文献 30
结束语 31
致 谢 32
参考文献 33
附录 34
附录A：PCB硬件原理图 34
1、心电模块PCB 34
2.心率模块PCB 36
附录B：心电传感器测试程序 38
第一章 项目介绍
1.1项目背景与问题阐述
1.1.1项目背景
当科学技术的迅猛发展的成果，已经被广泛应用于众多领域，同时各领域间的不断交叉也越发明显，生物医学领域也不例外。目前在生命体征的研究上，大多数是针对其中某一项或者某一类进行采集和处理，而对于多参数生命体征进行采集和处理方面的研究主要集中在国外的一些研究机构。如日本的欧姆龙健康医疗事业公司，是早期研究脉搏、心率测量公司之一，其设计原理主要通过测量手腕部位桡动脉脉搏或手指部位的血液容积的变化进行测量，之后众多知名企业对人体体位、血氧浓度、人体呼吸引起的打鼾、心电、脑电以及人体肢体抖动、肌肉局长、呼吸带来的干扰等方面进行了针对性的研究，推出许多新的实用性产品，如Fluke公司生产的电气安全分析ESA620、欧姆龙公司生产的欧姆龙脉搏计HR500U产品；本世纪，随着科学技术日新月异的飞速发展，人们的生活水平不对提高，对于身体健康的方面的需求也越来越高，已不再满足于单一人体特征参数的检测与分析，更倾向于多参数的综合检测与分析，近几年来由美国XPRIZE基金会主办、高通基金会赞助，总奖金高达1千万美元的人类史上最大的医学竞赛QualcommTricorderXPRIZE正如火如荼的开展，对此方面进行了针对性的研究与开发创新。在我国据第六次全国人口普查显示，仅江门市65岁及其以上认可的比重就已经比上次上涨了0.47%，达到399915人，人口老龄化的趋势日益明显，老年人的身体健康监测问题已成为国家面临的重大难题，而对人体特征多参数的实时监测与分析是缓解这一问题的有效途径。
1.1.2问题阐述
纵观国内外人体生命体征信号的监测民用化普及程度都不高，究其原因不外乎以下几个方面：人体生命体征监测设备昂贵、体积较大、功能单一、操作困难等。
本项目结合社会现状及人群需求，通过集成多种人体生命体征传感器，实时监测多种人体信号，同时高度集成化使设备体积减少，便于携带；在操作上将功能接口化，便于使用。生命体征是标志生命活动存在与质量的重要征象，是体检必查的项目之一，主要的内容包括体温、呼吸、心率、血压、脉搏等，而生命体征监测系统，就是对人体的一些基本生命体征进行长期的监测的设备，并且能够精准、连续、无扰地全面监测用户的心率、呼吸、睡眠、体动等生命体征信息。随着大数据产业的不断更新与发展，目前通过长期的监测数据，结合相关的健康模型进行大数据运算分析，给予用户及时有效的健康报告和健康建议，也是未来发展的趋势。从数据采集到数据整合分析，再到反馈给用户，形成生命体征监测系统的完整闭环。
1.2生命体征信号概述
1.2.1心电概述
心电是心脏在单个心动周期中，由心脏各个部位产生的生物电变化。心脏在每个心动周期中，由起搏点、心房、心室相继兴奋，伴随着生物电的变化，这些生物电的变化称为心电。心脏周围的组织和体液都能导电，将人体看做到点容器。心脏好比电源，无数心肌细胞动作电位变化的总和可以传导并反映到体表。在体表很多点之间存在着电位差，也有很多点彼此之间无电位差是等电的[11]典型的心电图型如错误!未找到引用源。 所示。
目 录
第一章 项目介绍 5
1.1项目背景与问题阐述 5
1.1.1项目背景 5
1.1.2问题阐述 5
1.2生命体征信号概述 6
1.2.1心电概述 6
1.2.2 心率概述 6
1.2.3 血氧饱和度概述 6
1.3本文研究的基本思路和方法 6
1.4 本课题理论创新程度和实际应用价值 8
第二章 系统总体方案设计 9
2.1主要技术指标 9
2.2总体方案设计 10
2.3方案选取 10
第三章 生命体征信号传感器模块 11
3.1心电传感器模块 11
3.1.1心电传感器模块概述 11
3.1.2心电传感器使用方法 11
3.1.3 心电传感器模块的测试 12
3.1.4 心电传感器模块的测试程序 12
3.1.5心电传感器模块的测试结果 13
3.2心率传感器模块 14
3.2.1心率传感器模块概述 14
3.1.2 心率传感器模 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
块的测试 14
3.2.3心率传感器模块的测试结果 16
3.3血氧浓度传感器模块 17
3.3.2血氧浓度传感器模块概述 17
第四章 生命体征信号采集器 19
4.1 MCU模块 19
4.2 AD转换模块 20
4.2.1 信号输入模块 20
4.2 ADS1299转化模块 20
4.2.1 ADS1299简介 21
4.3 电源模块 22
4.3.1供电设计 22
4.3.2 各电压值转换电路 23
第五章 数据传输 24
5.1 USRC322模块概述 24
5.2路由器概述 26
5.3 网络配置 26
参考文献 30
结束语 31
致 谢 32
参考文献 33
附录 34
附录A：PCB硬件原理图 34
1、心电模块PCB 34
2.心率模块PCB 36
附录B：心电传感器测试程序 38
第一章 项目介绍
1.1项目背景与问题阐述
1.1.1项目背景
当科学技术的迅猛发展的成果，已经被广泛应用于众多领域，同时各领域间的不断交叉也越发明显，生物医学领域也不例外。目前在生命体征的研究上，大多数是针对其中某一项或者某一类进行采集和处理，而对于多参数生命体征进行采集和处理方面的研究主要集中在国外的一些研究机构。如日本的欧姆龙健康医疗事业公司，是早期研究脉搏、心率测量公司之一，其设计原理主要通过测量手腕部位桡动脉脉搏或手指部位的血液容积的变化进行测量，之后众多知名企业对人体体位、血氧浓度、人体呼吸引起的打鼾、心电、脑电以及人体肢体抖动、肌肉局长、呼吸带来的干扰等方面进行了针对性的研究，推出许多新的实用性产品，如Fluke公司生产的电气安全分析ESA620、欧姆龙公司生产的欧姆龙脉搏计HR500U产品；本世纪，随着科学技术日新月异的飞速发展，人们的生活水平不对提高，对于身体健康的方面的需求也越来越高，已不再满足于单一人体特征参数的检测与分析，更倾向于多参数的综合检测与分析，近几年来由美国XPRIZE基金会主办、高通基金会赞助，总奖金高达1千万美元的人类史上最大的医学竞赛QualcommTricorderXPRIZE正如火如荼的开展，对此方面进行了针对性的研究与开发创新。在我国据第六次全国人口普查显示，仅江门市65岁及其以上认可的比重就已经比上次上涨了0.47%，达到399915人，人口老龄化的趋势日益明显，老年人的身体健康监测问题已成为国家面临的重大难题，而对人体特征多参数的实时监测与分析是缓解这一问题的有效途径。
1.1.2问题阐述
纵观国内外人体生命体征信号的监测民用化普及程度都不高，究其原因不外乎以下几个方面：人体生命体征监测设备昂贵、体积较大、功能单一、操作困难等。
本项目结合社会现状及人群需求，通过集成多种人体生命体征传感器，实时监测多种人体信号，同时高度集成化使设备体积减少，便于携带；在操作上将功能接口化，便于使用。生命体征是标志生命活动存在与质量的重要征象，是体检必查的项目之一，主要的内容包括体温、呼吸、心率、血压、脉搏等，而生命体征监测系统，就是对人体的一些基本生命体征进行长期的监测的设备，并且能够精准、连续、无扰地全面监测用户的心率、呼吸、睡眠、体动等生命体征信息。随着大数据产业的不断更新与发展，目前通过长期的监测数据，结合相关的健康模型进行大数据运算分析，给予用户及时有效的健康报告和健康建议，也是未来发展的趋势。从数据采集到数据整合分析，再到反馈给用户，形成生命体征监测系统的完整闭环。
1.2生命体征信号概述
1.2.1心电概述
心电是心脏在单个心动周期中，由心脏各个部位产生的生物电变化。心脏在每个心动周期中，由起搏点、心房、心室相继兴奋，伴随着生物电的变化，这些生物电的变化称为心电。心脏周围的组织和体液都能导电，将人体看做到点容器。心脏好比电源，无数心肌细胞动作电位变化的总和可以传导并反映到体表。在体表很多点之间存在着电位差，也有很多点彼此之间无电位差是等电的[11]典型的心电图型如错误!未找到引用源。 所示。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/dzxx/dzkxyjs/414.html
