毕业设计开题报告-格式

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1、长春大学电子信息学院毕业论文开题报告题目名称：血糖检测系统的设计学生姓名：王进宝 专业班级：测控07412班学号：020741212指导教师： 李丽开题时间： 2011-3-30本课题研究的意义：（填写课题在理论上和应用上的价值）控制血糖的平稳运行，防止和降低糖尿病并发症与合并症的发生几率，是目前 糖尿病人治疗的最主要目的。但是血糖的波动，做为患者自己是感觉不到的，因 此我们必须借助医学检验和家用血糖仪、动态血糖仪等等才能了解患者的血糖情 况。近年来，糖尿病的发病人数呈逐年上升的趋势，糖尿病患者需长期应用降糖 药物，其疗效和病情的观察主要依靠血糖监测。便携式快速血糖测试仪（简称血 糖仪）作为一

2、种新型的血糖浓度检测仪器，由于其操作简单、方便快捷等优点己 很快进入了许多患者的家庭，从而做到及时测量和及时有针对性地治疗，解决了 原来需专业人员测试，费时费钱的缺点。便携式智能血糖检测仪将生物传感器技 术、数据采集与处理技术、微机控制技术以及电源管理技术相结合，可完成血糖 浓度快速简便的检测，而且，用血量极少，有利于病人进行自我病情监控，提高 病人的生活质量。调研（社会调査）情况：（填写所设计题目的研究现状，包括目前所采用的方法 手段等）便携式动态血糖监测仪能够完成对动态血糖采集信号的处理、显示，供病人根 据经验依据显示数据分析病情变化。将仪器采集到的数据上传到监测系统的专家 分析分系统通过

3、数据分析软件，将数据转化成直观的葡萄糖浓度图像，给医护人 员提供直观图像信息，还可以直观观察各种因素对体内葡萄糖的影响。目前对糖尿病（DM）的治疗方式主要是通过监测系统对病人体内的葡萄糖代谢 进行追踪、评估。常见监测系统中的便携式装置是微创血糖监测仪，以单次间歇 方式工作。这种工作方式不能24小时连续监测血糖，无法获得血糖动态变化信息； 难以对药物和胰岛素疗效进行精确动态评估。同时反复多次指尖取血、测试时间 及要求的复杂性给病人带来不便。近红外光谱技术具有分析速度快、精度高、操作方便、不消耗试剂、无创（无 损）、成本低等特点，目前广泛应用于生物医学领域。人体内多组分的无创检测是 近红外光谱技术

4、在生物医学领域的主要研究方向之一。根据近红外光谱的基础理 论，采用漫反射的检测方式，以人体前臂手腕为检测部位，在13001850nm波长范 围内进行无创血糖检测基础性问题研究。建立了无创血糖检测校正模型和方法流 程。利用模块化的设计思想，建立了近红外无创血糖检测系统框架。其次，建立 了光在生物组织中传播的Monte Carlo模型，对三层平行皮肤组织进行建模，得到 了光子总能量的分布规律,径向分辨的漫反射率R(r)随半径r、角向分辨的漫反 射率R(a )随光出射角a的变化规律曲线,光通量F(rz)随组织厚度z和半径r的 变化规律曲面。其分析结果0.05cmWdW0.1cm和0 $18用于指导光

5、纤探头的 设计。最后，以HP-2000-LL卤钨灯为光源，用石英光纤导光，选择NIR256微型光 栅光谱仪采集光谱,并根据Monte Carlo的模拟结果设计了光纤探头，设计了无创 血糖检测的硬件系统结构。基于反离子电渗方法的非侵入式血糖监测系统。该系统通过集成恒电流源和双 恒电势仪电路,配合高灵敏度介体酶传感器，实现了反离子电渗抽取和抽取至体 表葡萄糖的检测。并且通过良好的降噪和提升采样精度的设计,有效提高了测量 的准确性。根据所检测的葡萄糖浓度与组织液葡萄糖浓度以及血糖浓度间相对稳 定的对应关系，本系统可以自动计算出血糖浓度。经过动物实验验证:该无创血糖 监测系统经过一次有创校准后能够实现

6、血糖监测。对比常规的有创测量方法，在 动物血糖自然变化状态下,该系统的监测结果能够很好地反映出血糖的平均浓度 值;在人为干预动物血糖浓度的情况下，该系统的监测结果能够较好地反映出血 糖的变化趋势。还有利用NMR( Magnet Resonance )磁共振技术发展出一种新的无创血糖检测 方法，先取得手指尖的磁共振信号，再通过分析处理信号计算血糖浓度。目前血糖检测系统的种类繁多，市场上销售的血糖仪也是各种各样，它们对病 人来说各有利弊，总之对检测是否是糖尿病患者带来了方便。拟采用研究方法：（具体写本课题的研究方法和实施方案）动态血糖监测装置采用葡萄糖酶生物传感器和嵌入式单片机作为技术核心，能 够

7、对佩戴者的血糖信息进行采集、存储并实时显示,可以让患者详细地了解自己 的血糖变化情况。同时取下该装置后，可以将存储的血糖数据上传至医生PC机上, 在分析系统中显示患者血糖数据，供医生进一步分析处理并为治疗方案提供依 据。该装置包括信息采集模块，信息处理模块（包括信息存储、信息显示和信息 传输），软件处理部分。采用的方法是软件和硬件相结合的方法，以NXP的ARM嵌 入式处理器LPC2103芯片作为控制核心，集成了信号放大电路,数据存储电路，液 晶显示电路,键盘控制电路、串口通信电路、实时时钟电路以及电源管理电路。装 置设计完成后，对其功能和性能进行了测试。 研究计划：（填写课题的研究内容和时间节

8、点）（院里安排的毕业设计时间节点如下，可参考使用：2011.3.13.15调查研究、文献检索和搜集资料2011.3.163.28反复论证方案，确定设计方案，完成译文 2011.3.294.30具体设计（理论设计，硬件设计，软件设计） 2011.5.15.20软硬件实验、撰写论文2011.5.105.20院、校两级中期教学检查 2011.5.216.10毕业设计论文及图纸、译文检查、审阅）文献综述（不少于1000字正文+15篇参考文献，其中应包含英文参考文献） 生物传感器是由固定化并具有化学分子识别功能的生物材料、换能器件及信 号放大装置构成的分析工具或系统。生物传感器的组成见图1。生物传感器选

9、择性的好坏完全取决于它的分子识别 元件，而其他性能则和它的整体组成有关。生物反应过程产生的信息是多元化的, 选择不同的转换器对信息进行转换对生物传感器的设计十分重要，常见的生物传 感器的基础转换器有电化学式、光学式等。雒测物别元件 换能舉 电子仪器信号放大和 数据处理识别部位电信号或光信号图1 生物传感器的组成生物传感器的工作原理检测仪器网2010-07-27模数转换电路的组成及工作原理模数转换电路如图1所示。电路硬件系统由电桥式电阻应变传感器、模拟量放大 电路、积分电路、比较电路、4051模拟电子开关、8751单片机系统组成。系统以 8751单片机为核心，程序存储器采用E2PR0M，数据存储

10、器采用8751内部的RAM, 信号放大器采用OP07集成运算放大器。OP一07是一种具有低失调电压、低失调 电流、低漂移、高增益和高共模抑制比的运算放大器，广泛的应用于稳定积分， 精密加法，比较，阈值电压检测，微弱信号精确放大等场合。电压比较器、电压 跟随器、积分器选用四运放集成电路LM324中的运算放大器组成，它具 有输入阻抗高、输出阻抗低、失调电压和零漂小、线性好、增益稳定等优点。模 拟开关的输入端分别连接模拟信号电压Vx和高电平固定电压V。. 4051模拟开关 由单片机通过P1. 0、P1. 1、P1. 2、P1. 3控制。当4051的INH端为低电平时4051 有效，控制A、B、C三端

11、电平控制将不同输入端接至Ux端，当INH为高电平时，X端 被阻隔，处于高阻状态。在信号的有效测量范围内，信号电压总是小于V：因此 4051将信号接到积分器后，积分器输出电压提高，信号电压越大（越接近V：）, 积分电流越小；信号电压越小，积分电流越大。当积分器的输出电压大于等于V。 时，电压比较器输出低电平，产生INT O中断。运算放大器U2A接成电压跟随器的 形式，可以使输出电压保持稳定，其输出电压为一方面给比较器提供稳定比较电 压，另一方面该电压通过多路模拟开关4051接到积分器，由于V。大于V：，积分 器被反向充电，使积分器输出电压降低，控制积分器反充电的时间为固定时间， 使积分器输出电压

12、降低到一个固定值，实现积分器输出电压的复位。李京翠刘立山王光姜旭升一种低成本、高精度模数 转换电路的设计。青岛农业大学学报（自然科学版）24（2）： 136139，2007 参考文献：1 靳伟，阮双琛.光纤传感技术新进展M.北京：科学出版 杜。2005： 7.2 Huang Zhengyu， Peng Wei， Xu Juncheng， et a1. Fiber temperature nsor for hJ曲一pressure envirorunentJ. Optical Engineering， 2005，44(10): 401404.3 Wang Chuji. Fiber ringdow

13、n temperaturenmJ. Optical En. gineering， 2005， 44(3): 503一505.4 Wohhuis R A， MitchellG L， Saaski E. et a1. Development of me. dieal pressure and temperature Bensors employing optical spectrum modubationJ. Biomedicine Engineering， 1991(38): 974975.5 Greywall D S. Lucent Technologies， micro一mechanical

14、 light ltlodu- 一lators， pressure gauges and thermometers attached to optical fi一 betsJ. Micmmech， 1997(7): 343352.6 毕卫红，朗利营.光纤FabryPerot干涉式温度测量J.光电 子激光，2002(12)： 1316-1317.7 赵小强.基于光纤FabryPemt腔结构的双膜温度传感技术研 究D.西安：西安理工大学。2005.8 阮驰，高应俊光纤法布里一珀罗(Fabry-Peret)腔液位传感 器J光子学报，2003，32(10)： l一4.9 黄伟荣，高应俊温度对光纤法一珀液

15、位传感器腔深度的影响 与补偿J光子学报，2005，34(12)： 1810-1813.10 许春向生物传感器及其应用M.北京：科学出版社，1993： 2 12.11 于兆林.生物传感器M.上海：上簿远东出版社.1992： 2-4.12 STC89C51RC / RD+系列单片机用户手册EB / OL. 200605-01.13 郭凌新型XFET基准电压源ADR290 / 291 / 292 / 293J. 国外电子元器件，2000(3)： 42-46.14 分辨率可编程设置的单线式数字温度计DSl8820EB / OL.2001-07-27. hup： m. Ina菇nrl. ic. com / quick一view2. cfm / qu_pk / 2812.15 可涡流充电的串行时钟芯片DSl302EB / OL. 2005-II一09.16 金篆芷，王明时.现代传感技术J.北京：电子工业出版社。