【正文】 和推廣的范圍。 歷史背景及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 在 上世紀(jì)三四十年代，美國的理學(xué)博士 Norman 。 因特網(wǎng)有 PSTN、以太網(wǎng)、 ISDN、 MODEM 撥號等不同的接入方式，也就有不同的設(shè)計方案。 大多是利用無線射頻收發(fā)芯片來進(jìn)行心電無線遙測的。 心電信號的傳輸 處理心電信號到相應(yīng)的狀態(tài)，掌握心電信號 A/D 轉(zhuǎn)換的條件。 第二章 心電信號的特點(diǎn)及設(shè)計系統(tǒng)的整體構(gòu)架 心電信號的特點(diǎn) 心電信號是心臟的周期性的電活動。只有將其放大 1000 倍以上才能很好的顯示出來。這些干擾信號都比心電信號強(qiáng)，采集時候容易遮蓋了想要的信號。 大概 90%的 ECG 頻譜選在 ~35Hz 之間。 采集信號通過前置放大電路，然后就是高通濾波器、低通濾波器和 50Hz 陷波電路濾除干擾信號。 框圖如下所示。 第三章 硬件和軟件部分設(shè)計 心電信號處理放大模塊設(shè)計 放大電路的要求 根據(jù)心電的特點(diǎn)，為了采集到理想的心電信號，放大電路必須具有以下基本要求。 20xx 屆 電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)畢業(yè)論文 4 （ 2） 因?yàn)樾碾娦盘栐淳哂泻軓?qiáng)的阻抗，一般在 100KΩ以上。 （ 3） 因?yàn)樾碾娦盘柖际遣钅Ｐ盘?，而大部分的干擾信號都是共模信號，為了抑制人體所帶的各種干擾，放大器必須選用高共模抑制比的。 （ 6） 低溫漂。 如果保證 白色電極（ RA）和紅色電極（ LL）對角 按 放 ，就可以 獲得最佳呼吸波 ，也就可以 減少心臟搏動和脈動產(chǎn)生的偽差 ，這需 避免 把 肝區(qū)和心室置于呼吸電極的連線上 。芯片的引腳如下圖所示。而共模信號部分卻依舊為 （可忽略）。放大器采用雙電源供電，才能保證雙極性的心電信號的負(fù)半周信號不被削波。既 電壓，即使在電源電壓的上限和下限，該放大器不飽和和倒裝。其作用有兩個： ，將被放大的交流信號部分保留下來； C1 和 R5 組成高通濾波網(wǎng)絡(luò)，其時間常數(shù)是 2s，使放大器的下限頻率為 。 R 取值為 2MΩ，由此可計算出特征角頻率為： ? ? 00 ??? RCfw ? 或 ? ? Hzwf 0 ?? ? 由此可知信號經(jīng)過這個電路后的帶寬為 ~ ∞ 。如下圖所示。又由于 心電信號的主要頻率成分為 ~40Hz，用于監(jiān)護(hù)的放大電路對帶寬的要求不太高，所以本設(shè)計選取 R 的值為 470KΩ， C 的值為 ，即其特征頻率為 34Hz 。然而 50Hz 的工頻干擾是一個很大的干擾，想要采集到理想的心電信號，則 50Hz 的干擾必須濾除。運(yùn)用這兩個式子計算各個電阻值分別為： ??56015R , ?? 和 ?? （ 16 和 17 的電阻都 包含電位器的那部分）。考慮到濾波網(wǎng)絡(luò)的衰減問題，放大器的放大倍數(shù)應(yīng)該更大些。 圖中 9 三個電阻 , 構(gòu)成電阻網(wǎng)絡(luò)是用來調(diào)節(jié)本級放大器的基線。這是因?yàn)檩敵龅男盘栯娏骱苄。瑹o法驅(qū)動下級電路。其電壓放大為 1，為正相放大器。把 A/D 芯片的參考電源和地腳接 5V電源和地。 unsigned int get_AD() { char i。 delay_us()。 delay_us()。 } _CS=1。 市場上的無線射頻傳輸模塊種類很多，功能各異。 射頻模塊的簡介 雖說 905 芯片有 32 個引腳，但是需要掌握的就幾個罷了。其中 MOSI 和MISO 為數(shù)據(jù)通道； CSN 是通信開啟和斷開的控制信號； SCK 是時鐘脈沖，一個脈沖就進(jìn)行一次數(shù)據(jù)交換，即完成一次通信。 模塊的運(yùn)用 發(fā)送部分 無線射頻的運(yùn)用很簡單。 RF 的配置寄存器一共分為 10 個字節(jié)的單元，分別對寄存器進(jìn)行不同的設(shè)置。 bit lcdbit。 （ 2） 在數(shù)據(jù)發(fā)送時，準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)，引腳 DR 置高。故在發(fā)送的期間要加一個延時程序。 接收部分 接收部分的主要實(shí)現(xiàn)功能是：用無線模 塊接收由發(fā)送部分發(fā)送的心電數(shù)據(jù)，再通過單片機(jī)的 SPI 接口接收數(shù)據(jù)，通過串口功能，把數(shù)據(jù)傳輸給電腦。 （ 2） 地址匹配。數(shù)據(jù)包被接收后，存入 RX_PLAYLOAD 寄存器中。 和發(fā)送部分相比。 第四章 心電信號的顯示 MATLAB 是一個高技術(shù)計算的開發(fā)環(huán)境，比如科學(xué)計算，可視化和 交互式程序設(shè)計。主要是串口初始化等相關(guān)程序部分、波特率和數(shù)據(jù)位和發(fā)送位等程序部分、數(shù)據(jù)接收程序部分、顯示通道程序部分。 [12]本設(shè)計主要運(yùn)用到的是串口事件回調(diào)函數(shù)來處理窗口收到的消息、以及畫圖函數(shù)來畫出收到的數(shù)據(jù)等。byte39。首先要對接收數(shù)據(jù)部分施控件，即類似于按鈕；接著把接收的數(shù)據(jù)存到緩存中，定義成一個變量，最后運(yùn)用畫圖功能把數(shù)據(jù)畫成圖表形式。,39。menubar39。 plot(1:1:length(M1),M1,39。,1:1:length(M3),M3,39。)。 legend(39。,39。 第 五 章 硬件測試 和軟件的調(diào)試 硬件測試 20xx 屆 電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)畢業(yè)論文 14 為了硬件調(diào)試，在設(shè)計硬件實(shí)物時，把信號采集、信號濾波、信號放大等分別接一個測試輸出端口。信號的頻率和心電信號一樣，放大的倍數(shù)和計算值差不多，且每個心電沖擊信號相隔 1s，其中沖擊的幅值不一樣是因?yàn)殡姌O片不穩(wěn)定等外界因素，依舊可以肯定是心電信號。故設(shè)計中還加有一個 50HZ 的陷波電路，濾除 50HZ 的工頻干擾。接著進(jìn)行的是 NRF905 通信調(diào)試，在 905 調(diào)試中重要的是其配置的數(shù)據(jù)要一樣，接著是數(shù)據(jù)位、 SPI 和寄存器的一些程序。串口助手界面及用電源接入 ADC 后接收到的數(shù)據(jù)如下圖所示。其最大幅值為（ 300/1024） *5 圖 15 示波器上顯示采集的心電圖 圖 16 串口接收無線信號測試 巫錫鴻：基于 PC 機(jī)的心電監(jiān)控設(shè)計 15 ≈ ，其中 5 為基準(zhǔn)電壓。所以可以肯定采集到的信號為心電信號。在 設(shè)計制作過程中，遇到一些問題，要得到比較標(biāo)準(zhǔn)的心電信號，對電阻和電容的精確值要求比較高，故作品采集的心電信號的準(zhǔn)確性還是有提高的空間；一種功能的電路可以有幾種不同的電路連接方式，在開始時，器電路的取舍花了很多時間；開始設(shè)計電路圖時，查找的資料中，有一處錯誤，由于對該電路了解不夠，導(dǎo)致走入了誤區(qū)，浪費(fèi)了很多材料與時間。感謝和我一起度過這段畢業(yè)設(shè)計期間的同學(xué)和好朋友，從論文的選題、方案設(shè)計、資料收集，直至論文的編寫，給了我很多的幫助和支持，給了很多的寶貴的意見，讓我少走了很多彎路，深刻認(rèn)識做每樣事情前要收集各方面的信息，加上自 己的努力才能做好，這期間讓我成長了不少，使我懂得，遇到問題如何去找根源、如何去解決，為以后的工作打下了一定的基礎(chǔ)。 我知道，抄襲別人的成果是剽竊行為，是可恥的，也是違反畢業(yè)論文（設(shè)計）規(guī)定的。我的畢業(yè)論文（設(shè)計）題目為： 學(xué)生簽名： 日期 : 畢業(yè)論文（設(shè)計）版權(quán)使用授權(quán)書 本論文（設(shè)計）作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文（設(shè)計）被查閱和借閱。（請在以上相應(yīng)方框內(nèi)打“√”） 作者簽名： 日期： 附錄 實(shí)物圖 Matlab 部分程序： function varargout = SerialPortCommunication(varargin) gui_Singleton = 1。gui_Singleton39。gui_OutputF39。gui_Callback39。 ischar(varargin{1}) = str2func(varargin{1})。 global o_SerialPort。 end number=[]。 guidata(hObject, handles)。 ((39。 function pb_OpenSerialPort_Callback(hObject, eventdata, handles) global o_SerialPort。,39。Position39。 set(,39。)。 string_COM=get(,39。 o_SerialPort=serial(string_Select_COM)。 string_Baud=get(,39。 double_Baud=str2double(string_Select_Baud)。 %%%設(shè)置數(shù)據(jù)長度 int_Index_DataBit=get(,39。String39。 set(o_SerialPort,39。Value39。)。StopBits39。,1024000)。 ={EveBytesAvailableF,handles}。,39。Visible39。 guidata(hObject, handles)。 global ga number1。]。 set(,39。Value39。 end if flag==3 number=[]。39。\n39。39。\n39。 20xx 屆 電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)畢業(yè)論文 24 end if ga==1 ga=0。 flag=2。,number,39。,39。 flag=3。 dlmwrite(39。,39。,3) plot(,1:length(number),number)。)。Max39。 end function pb_CloseSerialPort_Callback(hObject, eventdata, handles) %按鈕顯示切換設(shè)置 global o_SerialPort。off39。,39。open39。 isequal(get(hObject,39。)) set(hObject,39。)。BackgroundColor39。BackgroundColor39。 end function edit1_Callback(hObject, eventdata, handles) function edit1_CreateF(hObject, eventdata, handles) if ispc amp。), get(0,39。,39。amp。defaultUicontrolBackgroundColor39。white39。 isequal(get get(0,39。,39。amp。defaultUicontrolBackgroundColor39。white39。 isequal(get(hObject,39。)) set(hObject,39。)。BackgroundColor39。BackgroundColor39。 end function edit5_Callback(hObject, eventdata, handles) function edit5_CreateF(hObject, eventdata, handles) if ispc amp。), get(0,39。,39。amp。defaultUicontrolBackgroundColor39。white39。 global ly。 global ki ms。 ms=get(,39。Enable39。 a7=str2num(get(,39。String39。,a8a7)。 R2=load(39。39。 end if (length(R3)100)5 M3(ki)=R3(ij)。ShowHiddenHandles39。 set(gcf,39。)。39。 時間 39。)。信道二 39。 end if ms==2 20xx 屆 電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)畢業(yè)論文 30 figure(2)。信道一 39。)。 figure(3)。信道二 39。)。 figure(4)。信道三 39。)。 end grid on。BackgroundColor39。BackgroundColor39。 end function e8_Callback(hObject, eventdata, handles) function e8_CreateF(hObject, eventdata, handles) if ispc amp。), get(0,39。,39