基于Wi-Fi技术的心音无线传输系统设计

摘要

心血管疾病因其高发病率等特性已经成为全球性卫生安全问题，给人类生存生活带来巨大压力，是导致人类死亡的“无声杀手”。心音是一种复杂的混合信号，并且与心脏、血管、瓣膜等有很大的联系，包含大量心血管方面的生理病理信息。心音检测分析是无创检测评估心功能的重要手段，也为临床心血管疾病的辅助诊断提供了一种重要的方法。传统的心音采集手段中很多都需要固定的心音检测仪以及复杂的连接设备才能将人体的心音信号采集出来。显然，连接设备以及布线的复杂性会给病人带来额外的心理压力和紧张情绪，造成采集到的数据与真实情况有一定的偏差。本文在对心音检测电路和网络传输协议分析的基础上，提出了一种基于Wi-Fi技术的心音无线传输系统设计方案。
　　按照系统化、模块化的思想，心音无线传输系统可以分为以下四个部分的内容：心音采集模块、数据转换模块、数据传输模块和电源供给模块。心音采集模块即模拟电路部分主要包括：心音信号放大电路、带通滤波电路、50Hz陷波电路、增益调整电路和电平调理电路。采集到的心音信号进入MSP430F149单片机中进行A/D转换，MSP430单片机具有12位转换精度，可以满足的A/D转换要求。在本文设计中，需要±5V和+3.3V，因此需要设计合适的电源模块对整个硬件电路提供电量供应。数据传输模块由Wi-Fi模块和用户控制中心软件部分构成，A/D之后的数字信号进行存储显示的同时，经由Wi-Fi模块建立无线网络传输到远程的服务器端，服务器端实现对数据的接收、显示、滤波和存储操作。
　　文中通过Wi-Fi模块将客户端与服务器端连接，通过设置相应参数和验证码之后就可以实现心音数据的无线传输。服务器端软件主要实现对心音数据的准确接收、波形显示和存储等功能。为了消除心音信号中的干扰，通过比较之后，文中选用‘coif3’五层分解的小波函数对心音信号进行去噪，对去噪前后的波形进行比较得知，小波去噪算法取得了较好去噪效果。经过小波处理后的信号对其进行存储，后期可以对其进行参数提取和病理性分析，从而达到心脏无创检测的目的。功能测试中，通过Wi-Fi模块传输的过程中混入了干扰使得毛刺变多，基线变粗。经过小波去噪之后，信号达到比较好的效果。为后期心音信号各项参数提取、心音识别和病理性分析打下良好的基础。最后，在心音采集电路、MCU控制的Wi-Fi模块和软件平台共同作用下实现了心音数据的无线传输，并且能够达到稳定工作的状态。

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1 绪 论

1.1 研究背景和意义

1.2 心音概述及研究意义

1.3 国内外研究现状

1.4 研究内容

2 心音无线传输系统整体架构设计

2.1系统需求

2.2系统设计原理

2.3 本章小结

3 系统硬件设计

3.1 心音采集电路模拟部分

3.2 心音采集电路数字部分

3.3 本章小结

4 系统软件设计

4.1软件开发环境及开发流程介绍

4.2软件系统各个模块设计

4.4 本章小结

5 实验结果与分析

5.1 实验结果

5.2 实验结果分析

6 总结和展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献