基于zigbee的無線ecg采集診斷系統(tǒng)-資料下載頁
2025-07-14 19:43本頁面
【正文】 分，縱軸0~23的范圍處畫框顯示標(biāo)題，縱軸29~239的范圍處畫框顯示ECG波形。在顯示波形的過程中，按照每接收一個(gè)數(shù)據(jù)畫一列的思路，逐漸畫完一屏波形，然后重新刷新，覆蓋前一屏的波形。在顯示波形的區(qū)域，將其分為小塊的方格，方便觀察，并將5x5的方格畫一個(gè)邊界。在畫每一列的過程中，先著背景色，再畫出方格線，最后畫出數(shù)值點(diǎn)。方格線和數(shù)值點(diǎn)通過不同的顏色表示，小格的方格線用淺藍(lán)色表示，大格的方格線用藍(lán)色表示，一路數(shù)值線用紅色表示。當(dāng)輸入三路信號(hào)時(shí)，分別用紅綠紫表示。通過列數(shù)計(jì)數(shù)器j累加，來判斷是否畫完一屏數(shù)據(jù)。當(dāng)畫完一屏?xí)r，列數(shù)計(jì)數(shù)器j清零，重新從第一列畫起，逐漸覆蓋前一屏的波形。 算法流程圖圖10 CortexM3程序流程圖 程序的后期設(shè)計(jì)在程序的后期設(shè)計(jì)中，將移植RTOS操作系統(tǒng)和GUI，以便執(zhí)行更多的操作和功能：l 加入計(jì)算心率算法，增加心率，體溫參數(shù)的顯示l 心電圖的存儲(chǔ)與回放l 通過觸屏控制波形的放大l 對(duì)接受的生理參數(shù)進(jìn)行初步診斷l(xiāng) 接收多個(gè)用戶的數(shù)據(jù)，通過觸屏選擇任何一個(gè)人的心電圖并顯示l 通過上位機(jī)與電腦連接，將所有的數(shù)據(jù)傳給電腦，以便進(jìn)一步的處理5. 系統(tǒng)創(chuàng)新醫(yī)院或社區(qū)老齡人或特殊人群的監(jiān)護(hù)周期長(zhǎng)，而且監(jiān)護(hù)這項(xiàng)工作的特點(diǎn)就是“預(yù)防萬一”，有特殊情況的時(shí)間在整個(gè)監(jiān)護(hù)時(shí)間段內(nèi)只是一瞬間，但為了這一瞬間我們需要每時(shí)每刻的監(jiān)護(hù)，這就涉及到成本功耗問題，而ZigBee正好就具有低功耗的特點(diǎn)，兩節(jié)普通5號(hào)電池就可以驅(qū)動(dòng)。所以采用低功耗的ZigBee方案檢測(cè)人體的生命信號(hào)是檢測(cè)的生命力所在。在者，一般醫(yī)院現(xiàn)有的監(jiān)護(hù)方案有的是受護(hù)理人員躺在床上，然后通過有線的方式將數(shù)據(jù)傳輸至醫(yī)務(wù)人員辦公室，這樣受護(hù)理者的活動(dòng)范圍明顯受限制。還有的方案是病人自身要攜帶笨重的檢測(cè)分析儀器，而病人本身是很少有分析能力，所以這種方式效率也不高。我們提出的無線ECG方案，綜合了上述兩中類型方案的優(yōu)點(diǎn)，將采集放置在受護(hù)理端，然后將數(shù)據(jù)通過無線的方式傳遞至另一邊的分析端。這樣既給了受護(hù)理者充分的自主性，又有專業(yè)醫(yī)務(wù)人員的實(shí)時(shí)監(jiān)控，是未來系統(tǒng)發(fā)展的主流。另外一個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)是數(shù)據(jù)的整理，我們知道因?yàn)閆igBee內(nèi)嵌操作系統(tǒng)，所以兩次發(fā)送信息事件的間隔不能太小，否則會(huì)造成連接的中斷，鑒于此，我們創(chuàng)造性的在一個(gè)發(fā)送包中加大了數(shù)據(jù)的容量，即在一個(gè)數(shù)據(jù)包中放入多次A/D采樣值，經(jīng)過一定延遲后再進(jìn)行采樣。我們?cè)瓉砻績(jī)纱螖?shù)據(jù)發(fā)送之間的定時(shí)周期為12ms,每次發(fā)送兩個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，可以說數(shù)據(jù)率很低下，后來我們采用多次采樣，打包發(fā)送的方法后，每次發(fā)送15個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，提高了數(shù)據(jù)率。這可以說是對(duì)ZigBee數(shù)據(jù)傳輸極限的一種挖掘。最后，可實(shí)現(xiàn)電源一致有效性，另外，放大電路的AD62MCP6004與子節(jié)點(diǎn)的CC2530都是低功耗產(chǎn)品。這樣，兩節(jié)電池就可支持子節(jié)點(diǎn)的工作。6. 評(píng)測(cè)與結(jié)論我們對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試后，發(fā)現(xiàn)模電采集部分效果很明顯，將1mV至4mV的微弱心電信號(hào)放大到了2V左右的可觀測(cè)信號(hào)，先用示波器觀察前級(jí)心電圖（ECG），可看到心電信號(hào)的波形是一個(gè)先急速上跳，然后又稍微下跳的波形。接著我們將子節(jié)點(diǎn)采集到的信號(hào)用無線方式發(fā)送給了協(xié)調(diào)器，這里，每120ms發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)包，每個(gè)數(shù)據(jù)包含14個(gè)有效采樣值，它們是每隔6ms采樣一次，由此發(fā)現(xiàn)發(fā)送速率實(shí)際為800bit/s左右。協(xié)調(diào)器的LCD顯示屏可以看到實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)快速閃動(dòng)，但這里顯然不是信號(hào)的最佳觀測(cè)點(diǎn)。我們將數(shù)據(jù)傳送給了ARM處理器，接著我們?cè)贏RM處理器的顯示屏上看到了剛才在示波器中顯示的波形。后續(xù)的測(cè)試我們將實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搬移到了室外，發(fā)現(xiàn)在視力所以范圍內(nèi)，ZigBee傳輸仍保持了高質(zhì)量，我們?yōu)槭褂弥欣^，若使用中繼，并設(shè)置好跳數(shù)。理論上ZigBee將傳至無窮遠(yuǎn)處。我們整個(gè)系統(tǒng)的測(cè)試參數(shù)如下表：表1 系統(tǒng)測(cè)試參數(shù)表參數(shù)測(cè)量值心電A/D轉(zhuǎn)換速率4 MHz主頻，每次8bit,所以總速率32Mbit/s心電數(shù)據(jù)發(fā)送速率約800bit/s心電放大信號(hào)電壓值1V至2V之間戶外最遠(yuǎn)傳輸距離(無中繼)約90米自動(dòng)搜索重新建立網(wǎng)絡(luò)時(shí)間約10sARM處理器掃頻時(shí)間4s/屏我們的系統(tǒng)初步實(shí)現(xiàn)了ECG心電圖的遠(yuǎn)程無線傳輸。在接收端可以觀測(cè)到清楚的心電圖實(shí)時(shí)波形。在改進(jìn)方案中，我們的模擬電路部分將使用TI公司性能更加強(qiáng)勁的ADS1298芯片，我們現(xiàn)已申請(qǐng)到樣片，并用它開展實(shí)驗(yàn)。我們還將使用更多中繼路由，加大傳輸距離，繼續(xù)優(yōu)化算法，減小延遲，增大心電信號(hào)的采集速率。并且將ARM處理器的數(shù)據(jù)上傳至以太網(wǎng)，夠成更加綜合的系統(tǒng)。參考文獻(xiàn)[1] 李文仲 段朝玉，ZigBee2007/PRO協(xié)議棧實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐，北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2009年3月。[2] 北京銳鑫同創(chuàng)科技有限公司，HelloM39B9X開發(fā)板用戶手冊(cè)。[3] 湘潭斯凱電子科技有限公司，SKCC2530ZDK實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。附錄系統(tǒng)實(shí)拍照片：圖附1 系統(tǒng)整體照片圖附2 電極開始工作照片圖附32
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