多传感器信息融合的便携式智能监护终端研究

摘要

随着社会生活节奏加快、人口逐渐老龄化，心血管疾病已经成为严重威胁人类健康和生命的主要疾病，而且此类疾病往往具有突发性，如果不能及时发现并进行治疗将会产生非常严重的后果。因此为了方便人们监护心脏健康情况，开发一种便携、经济、实用的家用监护仪器，实现心脏病患者的自我发现、自我诊断以及自我护理势在必行。近年来，嵌入式系统技术的飞速发展也为展开这类研究提供了良好的技术条件。 本文设计的是一种基于多传感器信息融合的便携式智能监护终端，通过心音传感器、脉搏传感器等采集与心血管疾病相关的心音、脉搏等信号，经过微处理器的数据处理与分析，利用多源信息融合方法诊断人体的心血管功能是否正常。它可实现对病人的24小时不间断监护，能实时诊断心血管病人的病情，并在液晶上显示，在病情突变时自动报警，以实现迅速救治。论文给出了智能监护终端的硬件结构和软件体系的总体设计方案。 智能监护终端的硬件平台，以SamSung公司的ARM920T内核的S3C2410A嵌入式微处理器为控制核心，外围扩展存储模块（包括程序存储器NOR Flash、SDRAM、数据存储器SD卡等）、电源模块、信号采集及调理模块、液晶显示模块、报警模块等实现。硬件系统设计还包括键盘电路、时钟电路、复位电路、JTAG调试电路等。文中对各部分的设计实现做了详尽的论述。 在硬件平台的基础上，移植嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ，按照操作系统、中间件程序和应用程序的分层软件体系结构，设计了监护终端的软件，使得软件更易维护和升级。论文对智能监护终端的软件实现进行了详细的论述。设计实现了各硬件模块的驱动程序、通信协议和应用程序。整个应用程序按功能划分为6个任务，由操作系统内核进行调度，提高了系统的可靠性和实时性。应用程序实现了友好的人机界面和生理信号的自动分析功能。重点研究了多源信息融合的D-S证据理论的软件实现、心音和脉搏波的识别算法、自动诊断算法等。 本文所研究的便携式智能监护终端系统，具有操作简单，界面友好，可扩展性和灵活性高等特点，能够实现低成本实时监护。论文对以上各项工作进行了详细的阐述，基本达到设计要求，为进一步的研究开发奠定了良好的基础。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1本课题的研究意义

1.2国内外现状和发展趋势

1.3本课题的主要研究内容及特点

2多传感器信息融合的便携式智能监护终端的整体设计

2.1硬件整体方案设计

2.2系统软件体系设计

3多传感器信息融合的便携式智能监护终端硬件设计

3.1主控制器选择

3.2存储器模块设计

3.3电源模块设计

3.4信号采集及调理电路设计

3.5人机接口模块设计

3.6时钟复位电路等

4多传感器信息融合的便携式智能监护终端软件设计

4.1软件开发环境ADS1.2介绍

4.2智能监护终端软件整体设计

4.3嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ

4.4中间件层软件设计

4.5应用程序层软件设计

4.6信号处理软件设计

5系统测试及分析

5.1智能监护终端硬件测试

5.2智能监护终端软件测试

5.3监护智能终端调试心得

6总结与展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

作者在读期间科研成果简介

致谢

附录