基于Cortex-M3的多功能便攜式心電監(jiān)護(hù)儀設(shè)計(jì)的中期報(bào)告

基于Cortex-M3的多功能便攜式心電監(jiān)護(hù)儀設(shè)計(jì)的中期報(bào)告一、選題背景隨著社會(huì)的發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，人們對(duì)健康的關(guān)注度越來(lái)越高。心電監(jiān)護(hù)儀是一種用于檢測(cè)心臟電活動(dòng)的醫(yī)療設(shè)備，廣泛應(yīng)用于心電圖檢查、病人監(jiān)護(hù)和臨床診斷等方面。近年來(lái)，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，心電監(jiān)護(hù)儀不再是由傳統(tǒng)的紙質(zhì)心電圖儀器發(fā)展而來(lái)，而是采用先進(jìn)的微電子技術(shù)和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的心電信號(hào)處理，不僅能夠提高檢測(cè)精度和診斷準(zhǔn)確性，而且可以實(shí)現(xiàn)更高效的信息交互和處理。因此，本設(shè)計(jì)選取基于Cortex-M3的多功能便攜式心電監(jiān)護(hù)儀作為設(shè)計(jì)對(duì)象，通過(guò)采用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)和WiFi無(wú)線傳輸技術(shù)，實(shí)現(xiàn)心電信號(hào)的采集、應(yīng)用和傳輸，同時(shí)加入睡眠監(jiān)測(cè)、血氧測(cè)量等功能，達(dá)到更加全面的健康監(jiān)護(hù)目的。二、設(shè)計(jì)方案1.系統(tǒng)總體框架本設(shè)計(jì)方案采用基于Cortex-M3的主控芯片作為主要控制核心，具備高性能、低功耗的特性。心電信號(hào)采集模塊、血氧測(cè)量模塊、睡眠監(jiān)測(cè)模塊、WiFi模塊等外圍模塊通過(guò)SPI、IIC等總線接口與主控芯片相連，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、處理和傳輸。同時(shí)，系統(tǒng)具備人機(jī)交互界面，通過(guò)OLED顯示屏和按鍵、觸摸按鍵等實(shí)現(xiàn)用戶的操作和監(jiān)測(cè)。2.各模塊設(shè)計(jì)（1）心電信號(hào)采集模塊利用心電傳感器采集人體心電信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，通過(guò)可變?cè)鲆娣糯笃?、濾波器等模擬電路將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。然后，將數(shù)字信號(hào)通過(guò)SPI接口傳輸給主控芯片，最終實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)的處理和分析。（2）血氧測(cè)量模塊利用血氧傳感器對(duì)血氧飽和度和脈率等參數(shù)進(jìn)行測(cè)量。血氧傳感器通過(guò)IIC接口與主控芯片相連，將測(cè)量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸給主控芯片進(jìn)行處理和分析。（3）睡眠監(jiān)測(cè)模塊利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，搭載車載物聯(lián)網(wǎng)通信模塊，通過(guò)與云端服務(wù)器的連接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳。并加入睡眠監(jiān)測(cè)算法，對(duì)用戶的睡眠情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析，并將分析結(jié)果上傳至云端服務(wù)器進(jìn)行存儲(chǔ)和分析。（4）WiFi模塊搭載WiFi模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳和云端服務(wù)。用戶可以通過(guò)連接WiFi網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)上傳監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)至云端服務(wù)器，同時(shí)可以查詢?cè)贫舜鎯?chǔ)的歷史監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。3.軟件設(shè)計(jì)（1）驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)根據(jù)各模塊硬件接口設(shè)計(jì)各模塊驅(qū)動(dòng)程序，包括SPI、IIC、OLED顯示屏等驅(qū)動(dòng)程序。（2）系統(tǒng)初始化進(jìn)行系統(tǒng)各模塊的初始化操作，包括時(shí)鐘、GPIO、AD轉(zhuǎn)換等方面的設(shè)置。（3）數(shù)據(jù)處理與分析通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，對(duì)心電信號(hào)和血氧信號(hào)進(jìn)行處理和分析，實(shí)現(xiàn)心電波形的顯示與保存，同時(shí)可以對(duì)異常指標(biāo)進(jìn)行提醒。（4）數(shù)據(jù)傳輸與接收利用WiFi模塊將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)上傳至云端服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)云端存儲(chǔ)和遠(yuǎn)程診斷。4.測(cè)試方案（1）硬件測(cè)試對(duì)心電信號(hào)采集模塊、血氧測(cè)量模塊、睡眠監(jiān)測(cè)模塊、WiFi模塊等進(jìn)行硬件測(cè)試和驗(yàn)證，確保模塊一起工作的穩(wěn)定性和性能。（2）軟件測(cè)試對(duì)驅(qū)動(dòng)程序、系統(tǒng)初始化、數(shù)據(jù)處理與分析、數(shù)據(jù)傳輸與接收等進(jìn)行軟件測(cè)試，確保系統(tǒng)在各方面的正常運(yùn)行。三、預(yù)期成果本設(shè)計(jì)方案旨在設(shè)計(jì)基于Cortex-M3的多功能便攜式心電監(jiān)護(hù)儀，具備全面的健康監(jiān)護(hù)功能。通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)