基于蓝牙及Android的便携式心电仪的设计与实现

【摘要】随着生活节奏的逐步加快，人们的生活压力越来越大，生活压力的增加，极易引起心血管类疾病的发生。而对心血管类疾病的诊断，测量并观察心电图是最为有效和直观的方法。准确地提取心电信号并进行精确的分析和研究，能有效地辅助医生对心血管类疾病的分析和诊断。传统的心电信号监测仪器的体积比较大且价格昂贵，不利于病人随身携带和进行长时间的监测，成本的高昂也加重了病人的负担。为此，需要设计一款低功耗、小体积、低成本的便携式心电仪。传统的心电仪之所以存在这些缺点，主要是因为它是一体化的专用设备。考虑到这些因素并结合目前智能终端设备迅猛的发展的趋势，可把传统的心电仪的系统结构一分为二，一部分为信号采集单元，另一部分为信号处理及显示单元。信号采集单元和信号处理及显示单元通过蓝牙技术来进行通信，实现数据的传输；信号处理及显示单元采用人们平时都会随身携带的智能终端（智能手机或平板电脑）来实现。用智能终端来进行信号的处理及显示有两个好处，一来可以极大地降低心电仪的成本、减少体积和降低功耗，二来智能终端对数据的处理能力很强、可扩展性非常好。这样一来，一台低功耗、小体积、低成本的心电仪应运而生。本文设计的心电仪，为了最大限度的减少信号的失真，采用了医用电极作为采集电极。采用美国德州仪器公司（TI）的ADS1292来实现对心电信号的调理；ADS1292内置了可编程放大器（PGA），可灵活地调整放大倍数；内置的右腿驱动放大器可以有效的抑制工频干扰；内置的高分辨率的24位模数转换器（ADC）可非常精确的对信号进行采集，从而把模拟的心电信号数字化。心电信号预处理单元采用宏晶科技（STC）的STC15系列51内核单片机作为主控芯片。主控芯片根据需求对ADS1292进行初始化，把ADS1292采集到的数据进行简单处理之后，再通过蓝牙模块把数据发到到智能终端。智能终端接收到心电数据之后，用数字滤波器把心电数据中的基线漂移、工频干扰及肌电干扰等各种干扰滤除，然后对心电信号的R波进行检测，得到心率值。最后把完整的心电图和心率值等信息显示到智能终端上；同时可以把心电波形以图片或数据的格式进行保存，以便日后的分析和诊断。最后对心电仪分别从功耗、传输距离、误码率、兼容性、准确性等方面进行了详细的测试，测试结果均能达到设计要求。本系统操作简单，可扩展性好，如果能得到更好的完善和推广，对防治和诊断心血管疾病有一定的现实意义。
【作者】彭保基；
【导师】司玉娟；
【作者基本信息】吉林大学，电子与通信工程，2014，硕士
【关键词】心电信号；蓝牙；Android；

【参考文献】
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