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摘要: 本文针对传统心电监测设备的缺点,提出了一套基于Android的低功耗移动心电信息采集监控系统的设计方案。该方案中所设计的系统通过嵌入内衣穿戴的智能电极对心电信号进行采集处理,并通过目前已成为移动设备标配的蓝牙无线数据网络将心电数据发送至Android监控终端进行存储、管理和分析。并在最后通过链路实现验证了基于Android设备和蓝牙无线数据网络的心电监控系统的可行性和实用性,从而验证了本方案的实用
本文针对传统心电监测设备的缺点,提出了一套基于Android的低功耗移动心电信息采集监控系统的设计方案。该方案中所设计的系统通过嵌入内衣穿戴的智能电极对心电信号进行采集处理,并通过目前已成为移动设备标配的蓝牙无线数据网络将心电数据发送至Android监控终端进行存储、管理和分析。并在最后通过链路实现验证了基于Android设备和蓝牙无线数据网络的心电监控系统的可行性和实用性,从而验证了本方案的实用性。
1.引言
随着当前信息技术和医疗水平的不断发展以及人们生活水平的不断提高,越来越多的人们对个人及家庭的健康护理提出了更高的要求,希望能够随时了解自己的身体健康状况,并尽早发现病症、解决问题。目前传统的Holter系统体积大,使用不便的缺点也给人们的日常使用带来了很大不便。因此,利用最新的无线传感网与微处理器技术,设计实现一个可长期在线且具有无线移动监控能力的移动心电信息采集监控系统具有很高的实用价值和市场潜力。
本文通过研究人体心电信号的各项主要特征和实际监测应用需求,设计开发了一套无线传感心电信息监测系统,该系统通过嵌入内衣穿戴的智能电极对心电信号进行采集处理,并通过目前已成为移动设备标配的蓝牙无线数据网络将心电数据发送至Android智能监控终端进行接收数据的存储、管理和分析。
2.系统设计的总体结构
系统总体结构框图如图1所示,包括嵌入内衣的心电图导联、智能电极信号处理电路模块、以及配置有蓝牙的智能Android终端应用,其中智能电极信号处理模块包括模拟信号调理电路、微处理器电路和无线蓝牙网络模块以及可在模块上扩展体温传感器和血氧探头等,进而扩展生命健康监测参数。
主要过程为在信号调理电路预处理心电模拟信号之后,超低功耗微处理器通过内置的10位AD转换模块(采样精度为3mV)对模拟数据进行采集和转换,采样周期为5ms,并将转换后的数据取高8位后通过与异步串口(UART)交由蓝牙模块通过无线蓝牙网络发出。 4.Android终端应用程序设计
4.1 蓝牙数据接收模块设计
现代社会智能移动终端已经成为人们生活中不可或缺的一部分,而目前大部分以手机为代表智能移动终端都是以Android系统为操作平台并配置有蓝牙装置,因此为了满足人们日常生活使用的需求以配置有蓝牙的智能Android移动终端为数据处理和诊断平台来开发应用程。该应用程序以Java语言为主来进行开发。如图3所示为Android设备蓝牙数据接收模块设计。
4.3 终端心电图显示
接收数据之后还有要在Android终端上描绘出心电图,供使用者查看。在Android应用开发中,通常会使用View这样的控件来描绘图案。本系统图形是一个心跳幅度关于时间的二维坐标图,纵坐标以毫伏为单位,横坐标以秒为单位。需要注意的是横坐标的标识间隔,蓝牙通信速率设置为9600位每秒,即1200字节每秒,所以每秒会收发1200个数据点的信息,横坐标的设置应该以1200个点为1秒进行设置。
波形的描绘是一个坐标描点的过程。
将接收到的心电信号数据转换成坐标点的表示形式,存入到缓存区当中。应用程序在进行波形描绘时会从该缓存区中依次提取数据点,在坐标图上描绘出一个连续的波形图。5.系统功能链路实现
按照如图5所示链路对移动心电监控系统进行搭建,并以一正常无心电类疾病史人员为测试对象对整个系统链路功能进行实现。
当用户点击“realTime”按钮时,就可以在在屏幕上观测到实时更新的心电图。
6.结束语
本文介绍了移动心电信息监控系统方案的设计与实现过程,包括系统的总体设计以
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型号 | 厂商 | 价格 |
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EPCOS | 爱普科斯 | / |
STM32F103RCT6 | ST | ¥461.23 |
STM32F103C8T6 | ST | ¥84 |
STM32F103VET6 | ST | ¥426.57 |
STM32F103RET6 | ST | ¥780.82 |
STM8S003F3P6 | ST | ¥10.62 |
STM32F103VCT6 | ST | ¥275.84 |
STM32F103CBT6 | ST | ¥130.66 |
STM32F030C8T6 | ST | ¥18.11 |
N76E003AT20 | NUVOTON | ¥9.67 |