基于ARM的无线心率计的研究与设计

来源 :长春工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jocelynsusan
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随着人们生活水平的提高以及医疗设备的日新月异,人们选择的医疗方式逐渐由诊断向预防转化。心率是人体健康的重要指标之一,目前市场上的心率检测系统主要由大型诊疗医院提供,虽然在数据的处理速度,计算精确度上优势明显,但是体积庞大不易便携。基于此类情况,本文设计了嵌入式心率检测系统,实现了实时测量和采集心率信息,结合蓝牙4.0技术,将采集到的有效数据传输至PC机或者移动终端对心率实时监测。本文以ARM-cortex m0 CPU为核心,设计了系统运行的最小单元、加速度检测电路、心率采集电路、电源LDO采样电路;程序设计方面,实现了加速度检测、心电采集、电源LDO采样等驱动程序的编写以及Android客户端与PC机客户端的设计;算法应用方面,对电极式ECG(Electrocardiogram)心电信号与光电式脉搏信号PPG(photoplethysmography)分别处理,并将心率算法应用于嵌入式平台。对于电极式心电信号中的QRS复合波检测问题,本文在小波变换的基础上,使用奇异点检测的方法,先通过模极大值与模极小值之间的过零点确定R波的位置,用可变阈值法提高R波检测准确度,再使用奇异点检测的方法,分别确定起点Q波与终点S波的位置,实验结果表明QRS复合波的检测效率得到了提高;对于PPG信号本文采用自适应滤波及分段平滑的方法,首先通过加速度检测电路判断当前的运动状态。在静息模式下,使用滑动平均滤波算法提高心电采集信号的平滑度,对此区间的心率信号求均值,计算均值与静态心率波形的交汇的临界值点,通过临界值点的个数换算出心率值;动态模式下,本文使用短时傅里叶变换、自适应滤波算法,提高心率的检测的抗干扰性,结合加速度信号确定当前模式下的心率值;通过仿真实验,验证所采集心率的准确性。
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