基于ANDROID平台的多参数心脏远程监测系统设计

摘要

心脏疾病是造成病残和死亡的常见疾病，全世界死亡人数中，约有1/3的人死于此类疾病。使用心电图诊断心脏疾病是目前最常用的方法，医院的传统监护设备和市场上的便携式监测设备通常都是通过监测单一心电信号来监护心脏类疾病，但是使用心电信号来监测心脏存在一些问题，依靠心电图仅能诊断心脏已经发生器质性病变的心脏类疾病，而把心电、心音、脉搏结合起来能够更全面地对心脏及血管健康情况进行判断。
　　针对单一心电信号监测心脏存在的不足，本文设计了一种多参数心脏远程监测系统，以实现对心脏更为全面的健康监护。在分析了系统的功能要求，对比了国内外移动心电监护系统研究现状的基础上，提出了系统的总体方案设计，将系统分为多生理参数采集单元、Android客户端和云服务器三个部分;采用CC2540微控制器设计了多生理参数采集单元的电路部分;在OSAL操作系统上编写了多生理参数采集单元任务，包括信号采集任务和低功耗蓝牙(Bluetooth Low Energy BLE)通信任务等;在Android平台上采用Java语言和MVC框架编写了应用程序，实现了Android客户端与多生理参数采集单元的BLE通信，完成了心电、心音和脉搏三种生理信号的波形显示、存储、删除及上传功能;在新浪云服务器上创建了数据仓储，实现了三种生理信号的云端存储。搭建了基于Android平台的多参数心脏远程监测系统实验平台，并进行了实验和测试。结果表明Android客户端能够通过BLE与多生理参数采集单元进行通信;客户端根据接收的数据绘制的波形图与采集单元采集的数据绘制的波形图相一致;通过客户端应用程序能将数据上传到云服务器。最终实现了对心电、心音和脉搏信号的采集与远程传输功能。
　　本文设计的基于Android平台的多参数心脏远程监测系统，具有功耗低、携带方便、操作简单等优点。系统将心电、心音和脉搏信号相结合用于心脏信息的监测，弥补了使用单一心电信号监测心脏的不足，可以实现对心脏及血管健康状况更为全面的监护，有助于三种信号与心脏、血管、血压间内在联系的医学研究，有利于移动医疗技术的发展。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题的研究背景

1．2 课题国内外研究现状

1．3 课题研究的目的及意义

1．4 课题主要研究内容

第二章 总体设计

2．1 总体方案设计

2．2 多生理参数采集单元设计方案

2．3 Android客户端应用程序设计方案

2．4 采集单元与应用程序之间的通信协议

2．4．1 BLE简介

2．4．2 BLE协议栈架构

2．5 本章小结

第三章 多生理参数采集单元设计

3．1 多生理参数采集单元设硬件设计

3．1．1 硬件总体设计

3．1．2 心电采集电路设计

3．1．3 心音采集电路设计

3．1．4 脉搏采集电路设计

3．1．5 主控器CC2540

3．2 软件设计

3．2．1 软件总体设计

3．2．2 CC2540蓝牙通信

3．3 本章小结

第四章 Android客户端应用程序设计

4．1 Android开发基础

4．1．1 Android系统架构和核心组件

4．1．2 Android开发环境

4．2 Android客户端应用总体设计

4．3 登录模块

4．3．1 SQLite数据库

4．3．2 用户注册登录程序设计

4．3．3 登录验证

4．4 蓝牙通信模块

4．4．1 蓝牙通信程序设计

4．4．2 蓝牙通信程序实现

4．4．3 蓝牙通信验证

4．5 波形显示模块

4．5．1 线程通信程序设计

4．5．2 波形显示程序设计

4．5．3 波形显示验证

4．6 数据管理模块

4．6．1 数据存储程序设计

4．6．2 数据查找与删除程序设计

4．6．3 数据上传云端程序设计

4．6．4 数据管理验证

4．7 本章小结

第五章 系统测试及结果

5．1 实验平台搭建

5．2 Android客户端与多生理参数采集单元的蓝牙通信实验

5．3 波形显示实验

5．4 数据上传实验

5．5 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

硕士期间发表论文及参与科研情况

致谢