基于蓝牙技术的嵌入式远程多生理参数检测仪的研究与设计

摘要

随着现代通信技术，特别是因特网技术的发展，远程医疗正步入快速发展的阶段。在远程医疗中，生理信号的检测是一个相当重要的内容。该文设计了一种基于蓝牙技术的嵌入式远程多生理参数检测仪，重点研究了仪器的结构、网络通信接口以及生理信号分析和处理等问题。该检测仪能实时检测人体的一些生理信号，如体表心电图、心音、血压和颈动脉波等，并实时显示其波形图，可以与PC机通信，而且能及时把检测到的生理数据通过Internet传输到医院的监护中心。该检测仪人机界面友好，操作简单，具有自动报警和自动诊断功能，具有较高的智能。 嵌入式系统是电脑软件和硬件的综合体，它软、硬件可裁剪。该文的多生理参数检测仪引入了嵌入式实时操作系统，为实现医学仪器智能化和网络化提供了理想的基础。 蓝牙技术则可以使不同厂家生产的各种移动计算与便携的设备，在近距离内不用电缆很方便地连接起来，实现相互操作与数据共享。蓝牙技术最大的好处是消除了千头万绪、令人头痛的电缆线。 该文给出了检测仪的硬件和软件结构的总体设计方案。主处理器选用32位的RISC微处理器，实现对仪器的控制、显示、网络传输等任务。选用TMS320C5402的DSP芯片，执行对生理信号快速处理的任务。蓝牙芯片则采用CRS(CambridgeSiliconRadio)公司提供的单芯片方案BlueCore，其中第二代芯片称BlueCore2，其芯片中集中了射频单元和基带控制器。以微处理器为核心，通过对外围器件的合适选型，完成了包括多路模拟信号输入通道、波形显示LCD以及网络通信接口等在内的整机系统的设计。 该设计以嵌入式实时操作系统uClinux作为应用软件的开发和运行平台，介绍了uClinux的小型化、开发环境的建立和uClinux移植。uClinux具有良好的实时性，大大提高了嵌入式系统开发的效率，给系统的软件维护和功能扩展带来了方便。 该文还对生理信号的分析和处理作了一些研究。重点研究了心电等生理信号的特征点提取和数据压缩等，完成了对生理信号的采集和处理，提取所需生理信息，为医学诊断提供依据。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1研究背景和意义

1.2生物医学仪器与嵌入式系统

1.3蓝牙技术在医疗系统中的应用

1.4远程医疗技术的发展和应用

1.5研究内容

1.6本章小结

第二章嵌入式系统应用与设计

2.1嵌入式系统概述

2.2嵌入式系统硬件的组成

2.2.1嵌入式处理器

2.2.2存储设备

2.2.3外围设备

2.3嵌入式操作系统

2.4蓝牙技术

2.4.1蓝牙技术的定义及特点

2.4.2蓝牙中的关键技术

2.4.3蓝牙系统的功能模块

2.5医学仪器的设计要求与设计步骤

2.6本章小结

第三章基于蓝牙技术的嵌入式多生理参数检测仪

3.1嵌入式系统设计中处理器和操作系统的选择因素

3.2本仪器的设计要求

3.3系统整体结构

3.4系统硬件设计

3.4.1数字信号处理电路

3.4.2主机系统

3.4.3液晶显示和键盘

3.4.4蓝牙模块电路

3.5嵌入式操作系统软件设计

3.5.1uCLinux的特点

3.5.2uCLinux的小型化

3.5.3uClinux开发环境的建立和移植

3.6生理信号的网络传输

3.7蓝牙的安全技术

3.8基于uClinux的系统软件设计

3.9本章小结

第四章生理信号的分析与处理

4.1生理参数的特征及生物信号分析的应用

4.2生物医学传感器

4.3几种生理信号的意义与采集

4.3.1心电信号

4.3.2心音

4.3.3颈动脉波

4.4心电信号的小波变换消噪方法

4.5心电信号的分析与检测

4.6心电数据压缩

4.6.1心电数据压缩的必要性和评价指标

4.6.2心电信号数据压缩方法概述

4.6.3基于小波变换的ECG数据压缩

4.6.4神经网络压缩算法基本原理

4.7本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的论文

致谢