基于LabVIEW的HRV分析系统设计

通过以MIT-BIH数据库中的心电信号为研究对象,基于LabVIEW软件平台,实现了对心电信号的读取、预处理、特征提取、峰值检测以及利用数字信号处理对RR间期信号进行统计来分析心率变异性,该设计分析方法是通过人工调节各种参数来对心电信号进行适当处理,达到比较理想的效果,从而实现基本的心率变异分析功能,具有一定的临床应用价值。     

基于DDS算法的12导联心电信号发生器设计

心电信号发生器是研发智能心电仪器的关键设备,心率连续可变是心电信号发生器研究的难点。提出了一种用DDS(direct digital frequently synthesis)算法合成心率连续可变的多导联心电信号的方法,并在基于ARM的嵌入式实时操作系统uC/OS-II上用软件实现了该方法。首先证明了用软件实现DDS算法产生心电信号的可行性;针对心电信号的频率特点给出了算法的基本参数;并根据DDS算法思想给出了一种查找表(LUT)长度调整的方法;最后分析了本方法误差的主要来源,通过理论推导得出系统误差为26×10-6。实验结果证明本方法行之有效,具有理论和实际意义。     

基于EPIC穿戴式便携心电监护设备的设计

采用EPIC非接触式心电检测电极实现单板集成的心电监护采集传输系统的设计。在前期分析了传统心电信号采集方式主要问题的前提下,系统改用非接触式心电检测电极;基于EPIC传感器的特性,改进双导心电信号的采集驱动电路,重新设计和优化电路结构,取得较好的综合效果;系统采用基于无线通信的分布式节点监护,为后续穿戴式医疗监护终端的发展提供了基础。     

基于双极性采样技术的心率信号采集系统设计

监控人体健康的穿戴式设备中一般都会配备心率检测装置,用于检测用户的心率信号。目前心率信号检测方法有很多种,其中心电信号法在测试心率信号时具有高精度的特性,使得它广泛应用于医疗设备中,但是它容易受到电磁信号的干扰,影响测试精度,同时受到体积的限制,在穿戴式设备中应用较少。心率信号采集系统采用心电信号法检测心率信号,为了降低噪声的影响,在硬件及软件两方面进行降噪处理。硬件设计方面,采用双极性采样技术进行降噪处理,将原信号进行相位翻转生产反信号,利用原信号与反信号在传输过程中会同时受到噪声的影响,最终在STM32中将反信号与原信号进行叠加,降低共模噪声对心率信号采集系统的影响。同时由于输入信号非常小,为了进行信号放大,采用低噪声运放进行信号放大,为了提高信噪比,采用独立电源给运放进行单独供电。软件设计方面,采用32位STM32单片机作为控制器,由于双极性信号处理过程中,反信号会有一定的相位延迟,导致反信号与原信号存在一定的相位差,在叠加过程中引入结果偏差。通过零点检测技术进行相位校准,降低相位误差导致的结果偏差。     

一种便捷式心律失常性猝死预测仪的设计

本文基于AT89C52单片机设计了一种便携式心律失常性猝死预测仪。该预测仪根据患者突然发生"心律失常性猝死"时的心电信号特征,设计一种集心电信号采集系统、处理分析系统及报警系统于一体的设备。选用低功耗的8位单片机AT89C52与大容量的Flash存储器,对传感器采集到的心电信号进行实时准确的记录、分析和处理,并配有显示器,以对监测的心电信号进行实时显示。此外,用户可配合按键实现与设备的人机交互,操作简便。因该设备具有体积小、容量大、功耗低等特点,所以能够进行长期、连续、可靠、稳定的工作,适用于心脏病患者中易发生猝死的高危人群长期携带使用。     

心电信号实验研究系统设计

本文设计了一个心电信号实验研究系统,系统可以采集、模拟任意导联心电信号,并将结果存储到心电数据库供研究分析使用.采集模拟仪采集或模拟可以采集任意导联、正常、异常心电信号,并保存结果;心电数据库以采集模拟仪为工具,在完成一些心电处理实验的基础上,采集并存储各种参数的心电信号,提供第三方研究使用.采集模拟仪和心电数据库组成一个实用系统,为心电信号的研究分析和相关仪器的开发提供了一个优秀的实验研究平台.     

心电监测系统的设计

心电监测系统是用来采集、分析及显示心电信号的医疗设备。心电监测系统的硬件电路设计包括高频干扰滤除电路、导联选择电路、差动输入电路、50Hz工频干扰滤除电路、前置放大电路等模拟预处理电路的设计和基于单片机的数据采集、存储和传送系统的设计。心电监测系统的软件设计,主要是指在Visual C++6.0的开发环境下心电分析、显示软件的设计,包括患者信息输入模块、串口通讯模块、分析显示心电波形模块、保存心电数据模块和读取心电数据模块的设计。     

经母体腹部提取胎儿心率信号的系统设计

通过电极直接从孕妇腹部检测胎儿心率信号是一种理想的无创检测方法,本文采用TI公司的TMS320C6713和专用心电检测的SOC芯片ADS1298为核心完成孕妇腹部混合心电信号检测系统的设计,使用独立分量分析方法从孕妇腹部提取的三路心电信号中分离出胎儿心率信号。实验结果表明,该系统能可靠地检测孕妇混合心电信号,并能准确提取胎儿心率。该系统具有便携、低功耗特性,适合长程动态对胎儿进行监护,为围产期孕妇子宫内胎儿的健康状况提供可靠依据,提高围产期母婴保健水平。     

表面肌电信号采集及动作识别系统

搭建了一个表面肌电信号采集及动作识别系统,系统由硬件和软件两部分组成。硬件部分前端采用一次性表面贴片式电极作为输入传感器,肌电信号采集后经信号放大器的滤波放大、经数据采集卡的模数转换后将信号输入到电脑;软件部分在LabVIEW平台下开发完成,利用小波变换方法进行特征提取,采用BP神经网络进行人体上肢特定动作的识别。特征提取和动作识别均在LabVIEW平台下实现。通过该系统,实现了对于肌电信号的实时采集、处理和对所设定上肢动作的准确识别。     

便携式远程心电监护系统的设计

针对便携式远程心电监护系统低功耗、实时性的要求,以MSP430为核心处理器,将经过心电采集电路采集到的心电信号进行实时显示与监测,利用GPRS无线传输技术进行数据传输,并通过GPS对患者进行定位.该系统可对心电信号准确有效的提取并进行实时监护,且具有功耗低、体积小、价格低廉等优势,可广泛应用于家庭医疗的使用中.     

基于无线传感网的远程心电监护终端

为使监护对象能够实时接受远程心电服务而不受时间、地点等因素影响,提出了一种基于无线传感网的移动监护终端系统,该系统通过支持ZigBee无线通信协议CC2420接收心电数据,移植嵌入式Linux及Qt/Embedded到S3C2440处理器作为人机交互界面,实现心电的实时显示,使用阈值法和自适应差分阈值法分别计算心率及实现QRS波的检测,供医护人员或专业医生进行分析和诊断。测试结果表明,算法简单可行,软、硬件都表现出良好的性能。     

基于加速度计的振动形态监测系统的设计

以振动筛为对象,设计了一种振动设备智能监测系统。该系统采集加速度传感器获得的微弱振动信号并进行分析和处理,实现了对设备振动状态的实时监测。软件开发采用NI的LabWindows/CVI平台。测试结果表明,系统可以满足JB 4042-2008-T的技术要求,具有较大的工程应用价值。     

A three-lead, programmable, and microcontroller-based electrocardiogram generator with frequency domain characteristics of heart rate variability

The objective of this study is to design and develop a programmable electrocardiogram (ECG) generator with frequency domain characteristics of heart rate variability (HRV) which can be used to test the efficiency of ECG algorithms and to calibrate and maintain ECG equipment. We simplified and modified the three coupled ordinary differential equations in McSharry's model to a single differential equation to obtain the ECG signal. This system not only allows the signal amplitude, heart rate, QRS-complex slopes, and P- and T-wave position parameters to be adjusted, but can also be used to adjust the very low frequency, low frequency, and high frequency components of HRV frequency domain characteristics. The system can be tuned to function with HRV or not. When the HRV function is on, the average heart rate can be set to a value ranging from 20 to 122 beats per minute (BPM) with an adjustable variation of 1 BPM. When the HRV function is off, the heart rate can be set to a value ranging from 20 to 139 BPM with an adjustable variation of 1 BPM. The amplitude of the ECG signal can be set from 0.0 to 330 mV at a resolution of 0.005 mV. These parameters can be adjusted either via input through a keyboard or through a graphical user interface (GUI) control panel that was developed using LABVIEW. The GUI control panel depicts a preview of the ECG signal such that the user can adjust the parameters to establish a desired ECG morphology. A complete set of parameters can be stored in the flash memory of the system via a USB 2.0 interface. Our system can generate three different types of synthetic ECG signals for testing the efficiency of an ECG algorithm or calibrating and maintaining ECG equipment.     

基于Cortex-M3与FPGA的无线生理参数监测仪的设计

设计了以Cortex-M3与FPGA为核心的无线生理参数监测仪,可以实时监测人体运动状态下的重要生理参数。文中介绍了监测仪的测量原理,和以心电信号提取为主的系统采集模块、无线电信号传输和中继器等硬件电路的设计;在该硬件系统中,采用NRF24L01无线芯片完成自定义协议数据通信,中继器则采用Cyclone III的FPGA实现对信号预处理及显示功能,同时控制Cy68013经USB与上位机通信;最后进行了对血氧饱和度的实时监测和系统性能的测试,验证了监测仪的可行性。     

基于物联网的电子汽车衡计量检测设备管理系统设计

随着电子汽车衡检测技术向自动化、智能化方向发展,计量标准设备管理的信息化,能够实现对计量设备的有效控制。本文基于物联网技术,结合数据库技术和计算机软硬件技术,设计并实现了计量设备运行管理系统。在本文中,系统分为三个模块:感知层、传输层和应用层。通过无线电和互联网实现了实验数据的传输,并完成了网络层的设计。利用组态软件构建监控管理软件系统,实现对实验数据的管理,完成应用层设计。该系统还可以扩展到计量检测其他相关领域。     

Distributed monitoring and diagnosis system for hydraulic system of construction machinery

This paper mainly presents a distributed monitoring and diagnosis system for the hydraulic system of construction machinery based on the controller area net (CAN) field bus. The hardware of the distributed condition monitoring and fault diagnosis system is designed. Its structure including the sensors, distributed data acquisition units, central signal processing unit, and CAN field bus is introduced. The software is also programmed. The general software design and its realization are studied in detail. The experiments and applications indicate that the distributed condition monitoring and fault diagnosis system can effectively realize its function of real-time online condition monitoring and fault diagnosis for the hydraulic system of construction machinery.     

基于虚拟仪器的电子设备自动测试系统

给出了一种先进的基于虚拟仪器的电子设备自动测试系统，论述了系统硬件和软件的设计原理。所述系统充分利用虚拟仪器的先进技术，具有状态实时监测，在线／离线故障诊断功能，可以实现几十个点的模拟、数字混合电路的电子设备自动测试。实现起来简单方便，开发周期短，成本低，是新一代的自动测试系统。     

Distributed monitoring and diagnosis system for hydraulic system of construction machinery

This paper mainly presents a distributed monitoring and diagnosis system for the hydraulic system of construction machinery based on the controller area net (CAN) field bus. The hardware of the distributed condition monitoring and fault diagnosis system is designed. Its structure including the sensors, distributed data acquisition units, central signal processing unit, and CAN field bus is introduced. The software is also programmed. The general software design and its realization are studied in detail. The experiments and applications indicate that the distributed condition monitoring and fault diagnosis system can effectively realize its function of real-time online condition monitoring and fault diagnosis for the hydraulic system of construction machinery.     

基于ARM单片机的无线涡轮流量计的设计

传统涡轮流量计需要铺设电源线和信号传输电缆,使用起来极不方便。而现有的无线通信方式繁多,特点不一,为了实现计量点分散情况下流量计的远程实时报警、监测流量等功能,对主要无线通信方式进行了简要分析。给出了以ARM单片机为核心处理器,集成无线通信模块的流量计设计方案,并对涡轮流量计的软硬件进行了具体设计。该方案能够实现流量测量、数据存储、流量显示、远程实时报警、远程监控等功能。     

基于ARM9的输油管道无线监控与定位系统设计

针对输油管道运输过程中分段加热、泄漏点检测和定位的数据信息采集方法的缺陷,根据ARM9内核处理器的特点,开发了以S3C2440为核心的嵌入式的工业监控软硬件系统平台.研究了运用GSM网络模块的输油管道无线监控与定位系统,详细介绍了其硬件和软件设计.系统能够解决原油在管道运输过程中的远程实时温度和加热设备的数据采集,采用无线的数据通信方式,可实现偏远地区甚至是无人区的管道泄漏点的检测与精确定位.