基于FPGA的脉搏波速度测量系统设计

动脉脉搏波速度能够很好地反映动脉弹性,准确测量动脉脉搏波速度对预防和治疗心血管疾病有很大的帮助.设计了一种基于FPGA的脉搏波速度测量系统,系统由调理模块、AD采集模块、触摸屏控制显示模块组成.采用SOPC Builder配置FPGA内核,同步采集2路脉搏信号,计算脉搏波速并显示波形.实验结果表明:系统具有良好的人机交互界面,由该系统测得实验室一成员的脉搏波波速平均值为10.344 m/s,而且标准差小于0.5,稳定性很高.     

数字心率计的FPGA设计与实现

数字心率计的测量准确度和性价比是衡量其性能的重要指标,为提高其性能指标,首先设计了高精度的模拟电路,抑制了心率信号采集处理过程中的干扰,得到了明显突出的脉冲心率信号。然后重点设计了基于先进FPGA技术的数字系统,设计中采用了有效方法,解决了瞬时心率计算如何节省FPGA资源的难题,实现了FPGA优化设计。通过对心率计的综合仿真,验证了系统设计的有效性和可行性,成功地用到了FPGA芯片中。心率计的设计实现了瞬时心率、平均心率的测量。经仿真证明,各种心率状态显示和报警等。为数字心率计FPGA的设计提供了技术依据,降低了成本和功耗,具有高性价比,符合功能要求。     

基于振动相位信号分解的非接触式心率检测

心率是反映人体心血管系统状态的重要依据.基于视频的非接触式心率检测凭借其场景适应能力强、成本低等优势,得到了广泛应用.然而,这种检测方法容易受到光照变化、目标运动等噪声干扰.针对该问题,本文提出了一种基于振动相位信号分解的腕部表皮视频心率提取方法,其核心思想是设计方向选择的复可控金字塔搜索出脉搏信号的带通范围,使用信噪比进行脉搏信号的感兴趣选择,使用鲁棒主成分分析从混合信号中分离出脉搏信号,从而最终实现脉搏信号抗噪的心率检测.本文自行采集了心率检测数据集,并使用脉搏检测仪作为真值进行方法验证.在干扰场景下准确率为97.80％,与3种主流方法对比准确率提升均大于5％.     

基于FPGA的脉搏信号采集系统设计

介绍了一种人体脉搏信号的采集系统,通过专用的脉搏传感器采集信号,将得到的信号经过预处理后送到FPGA,暂存到RAM中,同时用FPGA驱动VGA接口实时显示脉搏波形。利用FPGA的片内资源RAM实现了脉搏波形图像的动态显示,实时性好、画面清晰,为后续的生理病理信息提取提供了有效支持。     

年龄对利用脉搏波估计心率和心率变异性的准确性的影响

由于测量简便,脉搏波被广泛用于替代心电计算心率和心率变异性,但其准确性颇受争议。该文探讨了年龄对利用脉搏波估计心率和心率变异性准确性的影响,实验招募了 100 名年龄广泛分布在 20～71 岁的健康者,同步采集静息脉搏波和心电图,利用脉搏波相邻峰值点的时间间隔序列,计算受试者的瞬时心率和心率变异性,并将其与利用心电相邻两个 R 波峰值点计算的心率/心率变异性(金标准)进行对比,计算利用脉搏波估计心率和心率变异性的误差。实验结果表明,心率估计误差在 40 岁以下的年轻人中较小(标准差在 0.3 搏/min 左右),在 40 岁以上的中老年人中较大(标准差在 0.7 搏/min 左右),时域的心率变异性参数的规律类似。因此,即使在静息条件下,利用脉搏波峰值点计算老年人的心率/心率变异性也要谨慎对待。     

基于FPGA的数字式心率计

介绍了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的数字式心率计。该仪器采用FPGA和VHDL语言实现时钟分频、波形变换、心率测量、告警控制及数码转换等功能,能够实时测量瞬时心率和平均心率,并能提供心率异常告警信息。该仪器使用元器件数量少、工作稳定可靠、显示直观,测量范围为20～200跳/分钟,测量误差小于1%。     

基于Arduino和LabVIEW的脉搏心率检测仪

针对目前心血管疾病严重威胁人类健康,且在我国的发病率与死亡率居高不下的现状,设计了基于Arduino和Lab VIEW的脉搏心率检测仪。下位机选用Arduino为主控芯片,将脉搏心率检测模块检测到的脉搏信息通过串口发送给Lab VIEW上位机,上位机对接收到的数据进行处理并显示动态脉搏曲线,同时将脉搏测量结果显示在上位机前面板。该检测仪可实现对脉搏和心率信号的采集、显示、波形回放和存储,与物联网技术结合可以实现远程监测。测试结果表明,该检测仪测量误差不超过1%,利用该仪器可及时了解被测者的身体状况。     

脉搏血氧饱和度检测仪的研制

在受害者救治过程中,实时提取生命体征数据能大大提高救治效率.脉搏血氧饱和度是生命体征中最重要标志之一.本文探究应用血氧饱和检测技术采集脉搏血氧饱和度信号的方法.描述以FPGA为核心的无创式脉搏血氧饱和度检测装置的设计框架,同时给出该仪器系统的硬件结构,应用Matlab构建虚拟仪器完成实时监测.检测结果表明这些方法可应用于实时检测脉搏血氧饱和度信号.     

基于FPGA的脉搏信号采集系统

基于中医诊脉客观化的需求,本文介绍了基于FPGA的脉搏信号采集系统,脉搏信号经过脉搏传感器转换为微弱的电信号,再经过信号调理电路,之后把调理电路输出的模拟信号送往A／D转换器进行模数转换,然后再送入FPGA进行相应的处理后籽数据显示在显示屏上,同时也将信号送入计算机进行进一步的分析和处理。经过现场测试,可较好的实现脉搏信号采集系统的功能,具有广阔的应用前景。     

基于压缩采样脉搏信号的抗运动干扰心率提取算法

针对使用脉搏信号进行长时间心率监测时存在高功耗和易受运动伪迹影响的问题,提出一种从压缩采样脉搏信号中提取心率的算法。利用Lomb-Scargle周期图法从压缩采样的脉搏信号和未压缩的加速度信号中提取频谱,采用最小二乘谱减法获得差分谱。在此基础上,通过谱峰追踪得到心率估计值。实验结果表明,在25倍压缩率下,与TROIKA算法相比,该算法能够降低功耗,且具有较强的抗干扰性和较好的心率估计性能。     

基于欧拉影像放大的非接触式心率测量方法

针对目前非接触式心率测量存在操作不便、心率同频段噪声干扰大和受环境温度影响较大等问题,提出一种基于欧拉影像放大技术的非接触式心率测量方法。首先,运用欧拉影像放大技术实现手腕处桡动脉微小跳动的动作放大;然后,对脉搏跳动视频帧的像素点亮度值在时域上进行亮度方差统计,同时在YCrCb颜色空间中分割出皮肤区域;其次,根据亮度方差统计和皮肤分割结果,结合图像形态学处理方法提取视频中桡动脉跳动区域;最后,对所提取桡动脉部位时域上亮度信号采用傅里叶变换进行时频分析,实现心率非接触式测量。实验结果表明该方法与独立成分分析法（ICA）和脉搏交流信号分析法相比,均方根误差（RMSE）分别下降50.5%和32.6%;与小波滤波法相比,平均绝对误差下降12%。非接触式心率测量方法测量结果与脉搏血氧仪测量法具有很好一致性,满足中国医药行业标准,可用于日常保健和远程医疗的心率监测。     

数字高精度脉冲信号参数测量仪的设计

本文针对高速脉冲信号的测量要求,采用FPGA为主处理器,MSP430单片机为人机交互控制器。FPGA用于对被测脉冲信号进行实时采样,并转换为相应的有效值,经由MSP430单片机的片内AD转换成数字脉冲信号。此脉冲信号进一步输入双路高速比较器电路,与作为比较器参考电压的AD转换器输出进行比较,之后两路信号送FPGA处理得到脉冲信号的上升时间。     

基于SoPC的视频监视器千兆网显示接口设计

应用SoPC和千兆以太网技术设计实现了视频监视器的千兆网显示接口。通过该接口视频监视器可以完成数字视频信号的远程接收和显示。该设计利用Altera SoPC解决方案,将主要模块集成在一片FPGA上,可以快速构建千兆以太网系统,提高系统的集成度与稳定性。在数字远程视频传输上,该设计充分利用了千兆网的特性,对比其他数字视频传输方法,具有高速率、低成本以及分组数据的优势。     

雷达数字脉压在FPGA上的研究与实现

采用FPGA技术实现雷达数字脉压,克服了DSP处理速度有限、实时性差的问题。本文以自行研制的雷达信号处理PCI卡为平台,详细介绍了数字脉压在FPGA芯片上实现的原理和过程,对脉压中的匹配滤波器进行了优化设计,解决了FP-GA资源相对有限的问题。最后说明了利用FPGA进行数字脉压的优势,为雷达数字脉压的工程实现提出了一条新思路。     

超声导波任意波形脉冲激励源的设计与实现

根据适用于激励超声导波的信号的特征,在改进直接数字频率合成器(DDS)结构的基础上,运用DSP+ FPGA等工具设计出适合导波检测用的任意波形脉冲激励源.该激励源可根据实际检测条件调整激励波形的类型且激励信号中心频率、周期数、幅值、重复频率等参数均可设置.经实验验证,此激励源能生成导波检测所需要的各种波形信号,且能扩展...     

一种线性调频信号产生器的设计

宽脉冲线性调频技术在现代雷达中应用广泛,它可以产生较大的时宽和频宽,使雷达具有良好的距离分辨率和径向速度分辨率.文章利用FPGA实现线性调频信号和单频信号的产生,它的优点是设计灵活,在外部电路不改变的条件下就可以改变输出信号的工作频段,而且容易实现.     

基于FPGA的随机脉冲快速捕捉系统的设计与实现

介绍一种基于FPGA的随机脉冲信号快速捕捉系统的系统结构、工作原理和实现方法;该系统完全摆脱了传统数据采集系统在采集深度和采样效率方面的制约因素,能够在整个时域范围内对外部信号进行连续的高速采样;系统工作过程中不需要外部控制器的干涉,完全由FPGA内部的硬件逻辑电路实现对随机脉冲信号的快速、精确捕捉,可靠性高;抗干扰能力强,同时具有很高的采样效率.     

自适应脉搏波信号主峰定位方法

脉搏波信号主峰对于人体生理参数的分析与诊断起到关键的作用.针对脉搏波信号主峰定位问题,提出自适应脉搏波主峰定位方法.预先去除脉搏波信号中的工频干扰和基线漂移,结合快速傅里叶变换与被测试者心率计算出脉搏波信号的单周期步长.在单周期步长内,仅采用幅度差值法即可定位脉搏波信号主峰.实验结果表明,所提出方法的查全率和查准率有显著提高,当潮波值和主峰值近似时,所提出方法能够避免单周期多主峰定位,减少主峰错误定位的数量,具有一定实用价值.