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《心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計本科論文.doc》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、目錄一、心電信號的特征3二、系統(tǒng)硬件設(shè)計42.1右腿驅(qū)動電路52.2前置放大電路的設(shè)計62.3二級放大高通、低通濾波電路設(shè)計72．4雙T有源陷波器電路設(shè)計82．5電壓提升電路9三、系統(tǒng)軟件設(shè)計11四、嵌入式Web服務(wù)器的設(shè)計134.1嵌入式Web服務(wù)器概述134.2嵌入式Web服務(wù)器的移植144.3動態(tài)心電監(jiān)護(hù)網(wǎng)頁設(shè)計15五、總結(jié)17六、課程設(shè)計總結(jié)18七、主要參考文獻(xiàn)19遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計本文設(shè)計了一種遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)監(jiān)測儀。該設(shè)備主要由兩部分構(gòu)成，第一，以安有Linux操作系統(tǒng)且嵌有Web服務(wù)器的家庭PC機(jī)為本地服務(wù)器；第二，
2、以基于$3C2410硬件平臺和Linux操作系統(tǒng)構(gòu)成的的嵌入式系統(tǒng)為終端采集設(shè)備。在設(shè)計時為了方便病人，對于終端設(shè)備，一方面可以受家庭PC機(jī)服務(wù)器的控制，另一方面也可以獨(dú)立工作。獨(dú)立工作模式即終端本身提供了對心電信號的各種控制，諸如采集、停止、回放、查找、保存等功能。一、心電信號的特征一般電信號有三大特征：幅度、頻譜及信號源阻抗。作為生物電的心電信號也是如此，同時心電信號屬于強(qiáng)噪聲下的低頻微弱信號，它是由復(fù)雜的生命體發(fā)出的不穩(wěn)定的自然信號，由于受到人體諸多因素的影響，因而有著一般信號所不具有的特點(diǎn)。(1)信號弱：由于心電信號是從人體的
3、體表進(jìn)行提取的一種生物電信號，因此信號一般十分微弱，心電信號為mV(毫伏)級信號，幅值大約為0．03一--4mV，典型值為lmV。(2)不穩(wěn)定性：人體是一個與自然界有著密切關(guān)系的開放性系統(tǒng)，人體可能處在各種電磁、噪聲等環(huán)境中，這就使得心電信號存在了不穩(wěn)定性和隨機(jī)性。(3)低頻特性：人體心電信號頻率較低，頻譜范圍主要集中在為0．05，．--lOOHz。(4)高阻抗：人體作為心電的信號源，擁有可達(dá)幾kQ到幾十kQ的高阻抗，因此這個特性容易引起心電信號測量的失真。(5)噪聲強(qiáng)：人的周圍一般存在各種干擾，大概概括為以下幾種：●工頻干擾：50H
4、z的工頻干擾是最普遍的，此干擾也正是心電信號測量時的主要干擾。●高頻干擾：基于不同頻段的電視發(fā)射臺、無線電廣播、通訊設(shè)備、雷達(dá)等隨著無線電技術(shù)的發(fā)展而逐漸發(fā)展起來，其工作時可以使空中的電磁波大量增加。這些便產(chǎn)生了高頻干擾?！駵y量設(shè)備自身的干擾信號：由于心電信號處理電路部分的電子設(shè)備自身也會產(chǎn)生儀器噪聲。這種噪聲一般屬于具有較高的頻率特性的信號。14J二、系統(tǒng)硬件設(shè)計由于心電圖信號的檢測是屬于強(qiáng)噪聲、強(qiáng)干擾環(huán)境下，且頻率范圍一般在0．5～100Hz之間，幅度在0．1"--5mV范圍內(nèi)的超低頻，微弱信號。因此這種心電信號屬于具有微弱性、低
5、頻特性和隨機(jī)性和不穩(wěn)定性等特點(diǎn)。在進(jìn)行心電信號時測量時存在較強(qiáng)干擾，包括測量電極與人體之間構(gòu)成的化學(xué)電池所產(chǎn)生的直流極化電壓；50Hz且以共模電壓形式存在的工頻干擾；肌肉收縮引起的肌電干擾：人體運(yùn)動、呼吸引起的基線漂移等，這就要求設(shè)計一種滿足高輸入阻抗、高共模抑制比(CMRR)、低噪聲、低漂移和高安全性前置放大器。本設(shè)計中前置放大器采樣的是通用儀表放大器AD620，該芯片約有50倍的放大倍數(shù)，通過該芯片可以實(shí)現(xiàn)將微弱的心電信號受到來自人體內(nèi)外的多種干擾預(yù)處理掉。其次，后端電路采用了高通和低通濾波器，濾波器的作用是將0．05---,10
6、0Hz以外的信號進(jìn)一步進(jìn)行處理，這樣可以抑制基線漂移和高頻噪聲的影響。然后通過50Hz的陷波電路再次處理信號。為充分利用$3C2410的A／D轉(zhuǎn)換精度，在進(jìn)行對心電信號具體采集前還需要將信號放大到A／D轉(zhuǎn)換器電路參考電壓的70％左右，同時考慮到信號中有附加的直流成分，需在A／D轉(zhuǎn)換電路前增加電平調(diào)節(jié)電路。綜合上面的分析，最后設(shè)計的心電采集電路應(yīng)該有以下幾部分：AD620前端放大、0．05Hz的低通濾波和lOOHz的高通濾波、50Hz陷波器和電平升壓電路。下面將進(jìn)行具體電路的設(shè)計。2.1右腿驅(qū)動電路首先要進(jìn)行的是對50Hz共模電壓的調(diào)節(jié)
7、。這是由于人體本身從環(huán)境中可通過各種渠道拾取工頻50Hz交流電壓，這種電壓在心電信號的測量中形成幾伏以上的交流共模干擾，我們采用右腿驅(qū)動電路后可以使50Hz共模干擾電壓降到1％以下。采用了右腿驅(qū)動電路取代直接接地，它是心電信號提取中非常有用的方法，這種與右腿接地的方法比較，右腿驅(qū)動技術(shù)對抑制交流干擾的效果更好，但由于存在交流干擾電壓的反饋環(huán)路，對人體形成不安全因素，因此在使用時需外接限流電阻。平均交流共模電壓被送入驅(qū)動放大器的反相放大端子，其中的平均交流電壓是由電阻網(wǎng)絡(luò)取出來的，然后加到右腿電極，R1是限流電阻。這種電路結(jié)構(gòu)實(shí)際是電壓
8、并聯(lián)負(fù)反饋電路，只是以人體為相加點(diǎn)的。這里的輔助運(yùn)放采樣了0PA277芯片，為了使輸入能夠盡量對稱以達(dá)到最好的設(shè)計R性能，我們可以通過調(diào)節(jié)圖中一L設(shè)定放大器增益來可保證R4=R5；為了限制電流這里的Rl要達(dá)到M級；調(diào)節(jié)C
