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1、I摘 要现代社会，心脏疾病已严重威胁到人们的健康和生命。医学、工程领域面临的主要问题是如何检测、诊断心电信号并进行心脏疾病的预防。而心率监测系统可以实时检测出心率，当检测到心率异常时，采取相应的急救和治疗措施，从而减少心脏病患者发病时因得不到及时医治而死亡的情况，有效地降低死亡率。因此设计一款稳定可靠的心电监测系统对心脏疾病患者来说具有重要意义。多功能心率信号采集监测系统针对心电信号的特点，进行心电信号采集、调理的设计与开发。本系统主要采用三导联心电信号采集方法采集信号，从心电信号处理入手，设计稳定可靠的心电信号调理电路，心电信号输入 MSP430单片机进行 A/D 转换和数据处理，实现下位机
2、心率数据显示、远程传输、越限报警及上位机管理平台 LabVIEW 在线监测、保存信息等功能。本文设计的下位机硬件电路能够实现稳定的心电信号采集、数据处理及远程传输的功能，上位机软件可以实现心电数据的显示和处理，达到心率信号采集监测的目的，适用于室内和户外两种情景，便于家庭使用。关键词： 心电信号调理 远程传输 GSM LabVIEWIIAbstractIn modern society, heart disease has been a serious threat to peoples health and lives. The main problem in medicine, engin
3、eering is how to detect, diagnose, ECG and heart disease prevention. The heart rate monitoring system can detect the heart rate in real time, when detecting abnormal heart rhythms, take the appropriate first aid and therapeutic measures to reduce the incidence of heart disease occurs due to lack of
4、timely treatment and death effectively reduced mortality. Therefore, the design of a reliable ECG monitoring system is important for patients with heart disease is.Multifunctional heart rate signal acquisition system for monitoring ECG characteristics for ECG signal acquisition, conditioning design
5、and development. The system mainly uses three lead ECG signal acquisition acquisition method, starting from the ECG signal processing design reliable ECG conditioning circuit, ECG input MSP430 microcontroller A / D conversion and data processing, the next crew Heart rate data display, remote transmi
6、ssion, more alarm and PC management platform LabVIEW online monitoring, and other functions to save the information.Lower computer hardware circuit can be designed to achieve stable ECG data acquisition, data processing and remote transmission function, PC software enables ECG data display and proce
7、ssing, to achieve the purpose of monitoring the heart rate signal acquisition, suitable for indoor and outdoor two scenarios for easy home use.Key word： ECG signal conditioning remote transmission GSM LabVIEWIII目 录摘 要 .IAbstract.II1 绪论 .11.1 课题研究背景及意义 .11.2 国内外研究现状 .11.3 课题研究的主要内容 .22 硬件方案论证 .32.1 心
8、电信号采集方案论证 .32.1.1 心电信号的特点 .32.1.2 心电信号采集方案论证 .32.2 单片机型号选择方案论证 .42.3 无线通信模块方案论证 .42.4 显示模块方案论证 .53 硬件设计 .73.1 系统硬件结构总体设计 .73.2 心电信号采集调理电路设计 .73.2.1 心电信号波形分析 .73.2.2 心电信号调理电路设计 .83.3 单片机及外围电路设计 .133.4 显示模块电路设计 .143.5 键盘模块电路设计 .153.6 报警模块电路设计 .163.7 无线通信模块电路设计 .163.8 串行通信模块电路设计 .184 软件设计 .19IV4.1 心率介绍
9、 .194.2 下位机程序设计 .194.3 上位机 LabVIEW 程序设计 .214.3.1 前面板设计 .214.3.3 报警模块程序设计 .224.3.4 数据存储模块程序设计 .225 仿真测试 .246 总结 .26附录 .28致 谢 .31参考文献 .32江苏师范大学本科生毕业设计 多功能心率信号采集监测系统设计11 绪论1.1 课题研究背景及意义如今, 心脏疾病已严重威胁到人们的健康和生命。随着我国社会老龄化的到来，很多中老年人的健康监护问题越来越突出。在老年人疾病中，心血管疾病是比例较高的病症，许多病人初期病情较轻，但由于未进行检查，不能得到及时的治疗，错过了宝贵的诊治机会，
10、从而导致病情加重，严重者甚至可能引起中风，危及个人生命。因此，预防此类疾病的发生对保障老年人的生命健康具有重要意义。医学、工程领域面临的主要问题是如何监测、诊断心电信号并进行心脏疾病的预防。心率监测系统可以实时检测出心率，当检测到心率异常时，采取相应的急救和治疗措施，从而减少心脏病患者发病时因得不到及时医治而死亡的情况，有效地降低死亡率。1.2 国内外研究现状随着科技的不断创新，心率测试方法从传统的听诊器测试法，发展到现在利用电子仪器，已经能测量出更加精确的数据。现代电子测量仪器快速的向数字化、自动化的方向发展，制成的心率测量仪器不仅性能良好，而且结构简单，因此对心电信号的采集和处理具有很高的
11、价值和前景。在先进科学技术的推动下，医疗设备的相关技术得到了快速发展，多功能心率计将会越来越受到人们的青睐。现在的心率计有便携式的，有远程遥控式的，运用在不同场合。在诊断心脏疾病时，通常通过检测出心率值和心率变异值这两个重要的生理参数来诊断身体状况。一直以来，对心率相关参数的研究不仅设计到医学，是医学领域涉足的焦点，而且电子学领域和工程技术领域的研究者们都对此非常关注。在欧美发达国家，心率测量技术已经非常成熟，不仅如此，可佩戴式的心率计已经有了很大的发展，近期苹果公司发布的 Apple Watch，其中的心率测量功能深受消费者的青睐。国内的心率计由于技术的快速的发展，也已经有了很多产品，消费市场广阔。心率测量仪的发展趋势主要有：自动化。可以自动测量心电，并且自动处理所得到的信号。目前，许多心脏检测仪都具有其他功能，比如检测血氧，但是这些信号需要经过一些有资江苏师范大学本科生毕业设计 多功能心率信号采集监测系统设计2格的医生观察，确认结果之前必须经过严格分析，这就浪费了大量的人力，而且测量误差也比较大。因此，未来心率自动监测所采集的信息将更加详细，自动分析和诊断功能将更加强大。 数字化。随着数字科学技术的快速
