便携式无线心电监护仪的设计与实现开题报告

1. 研究目的与意义

随着社会的发展，心脏病的发病率也在不断攀升，由于一些心脏疾病具有隐蔽性和突发性，使得心脏的长期监控具有很重要的医学预防意义。但是长期的医院监控给患者带来了沉重的经济、心理等负担。为了观测预防为主的方针，为了实现人人能享受基本医疗保健的目标，把过去的以医院为轴心的医疗服务体系过度到以家庭为基础的社区卫生服务体系已成为必然趋势。所以便携式医疗仪器已相继问世。便携式心率测试仪属于一种集轻型化、一体化、可视化等优点的测试仪；同时它适合在家庭和社区条件下使用。心电诊断仪、心率计的应用在心血管疾病的研究和诊断方面发挥出显著的作用，它们所记录的心脏活动时的生物电信号，已成为临床诊断的重要依据。

2. 课题关键问题和重难点

本课题设计任务要求利用单片机设计一个简易心电监测系统，并将监测数据通过无线通信模块传输到上位机（PC）端，在LABVIEW环境下进行动态显示，并可多种方式显示分析，以及可对监测数据保存。难点:1心率传感器的设计:人的心跳微弱，难以收集信号。需要选择合适的传感器并将信号经一系列处理，才能得到有用准确的心率信号；2无线模块与PC的通信:无线模块种类很多，如蓝牙、ZigBee等，要选择合适的模块。此前只做过单片机串口和PC的通信，需要学习如何利用无线模块和PC通信；3LabVIEW软件使用:LabVIEW软件功能很多，使用复杂。此课题要进行LabVIEW编程，还要和外部模块通信，对于没有LabVIEW软件编程基础的人来说非常困难。要在短时间内熟悉此软件的使用方法并针对课题需要编程。

3. 国内外研究现状（文献综述）

关于心率传感器的资料：

红外线在光谱中波长自760nm至400μm的电磁波称为红外线，红外线是不可见光线。所有高于绝对零度（-273.15℃）的物质都可以产生红外线。现代物理学称之为热射线。红外心率原理：红外发光二极管产生的红外线照射到人体的血管位置,通过红外光对血管的透射或反射，血液的流动信号返回到接收管，经过模块电路调试，由接收管传感器采集脉搏信号,经过前置放大、滤波、单片机进行处理后可以得出人体的实时心率值。硬件设计：件主要有以下组成：采集电路 运算放大 滤波处理 电源部分；信号滤波后提交单片机算法处理。算法:过各种加权平均算法获得人体的实时心率。算法是程序的灵魂，同样是能检测心率的硬件设备，但是算法在各个层次上都关系着产品的声誉，用户在咨询该类产品时询问最多的便是精准度的问题。行业内大多企业的算法都只能是临时的做简单运算处理，在运动状态或存在些许干扰的时候，误差就极大了。光电传感器受的干扰源比较多，如环境光、暗电流、气流的变化、人体的运动、人体的移动、呼吸的变化、人体的紧张程度、环境的变化情况、人体的血液流动情况、人体皮肤的厚度、血管的流畅情况、天气的状况等等，几乎针对每种干扰都有一个对应的算法来处理。精准的算法是建立在大量的数据分析之下，唯一的方法是对社会各种人群进行各种环境下的数据采集和分析，从而得出稳定可靠的算法。

关于无线模块的资料：

4. 研究方案

使用红外对管作为心率检测传感器，并设计滤波放大电路，将心率信号（模拟量）转换成高低电平输出给单片机，编程进行处理，单片机将处理好的心率结果通过无线模块（暂定使用蓝牙模块，成本低）传输给PC机，在LabVIEW环境下设计心率分析显示，将结果呈现。

5. 工作计划

第1周：确定毕业设计题目，查阅相关资料，掌握单片机、测心率、无线通信的工作原理，写出开题报告初稿；

第2周：继续查阅相关资料，并翻译不少于3000字的外文文献，论证设计的可行性，研究设计方案和设计思路；完成开题定稿；

第3周：确定设计方案和关键技术，确定需要的元器件；