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人体心血管系统BAN采集网络的研究
作 者: 傅伟伟
导 师: 张珣
学 校: 杭州电子科技大学
专 业: 电子与通信工程
关键词: 血压测量 人体局域网 心血管病 健康监护
分类号: TP274
类 型: 硕士论文
年 份: 2014年
下 载: 4次
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内容摘要
随着中国人口的快速老龄化,心血管疾病正严重威胁着居民的健康。心血管病作为常见病、多发病,其科学诊治需要更多的临床数据。国内外的研究表明,实时的动态监测对于心血管病的诊断有着极其重要的作用。本文提出了一种基于人体局域网(BAN)的心血管生理信号采集方案,通过设计可穿戴式的采集传感器和构建家庭中的无线传感网络,实时监测人体心血管生理参数,提供了一种有效的心血管病的实时分析和指导手段,实现了家庭中的日常健康监护,并提供了健康指导、突发病自动报警等功能。论文首先以无线传感网络和生理信号采集为基础,分析其国内外的研究现状,提出了系统设计的总体框架。其次,针对生理信号监测系统的需求,重点研究了两大关键技术:前端生理参数采集和家庭无线传感网络的构建,同时分析了各技术方案的发展和优缺点。其中,前端生理参数采集主要采集血压、心率、体温等生理信号,给出了相应的软硬件设计。所设计的可穿戴式脉搏传感器,采用了基于波速测量的新方法,实现了便捷的动态血压测量。然后,针对家庭传感网络的需求,对常用的几种无线网络通信技术进行了分析和比较,综合评估网络的功耗、成本、兼容性、可靠性等因素,选取了适合本系统的无线通信方案,通过建立一种家庭中的传感网络,实现生理数据的传输。最后,设计了一种基于ARM开发平台的嵌入式终端服务器,可以将通过无线传感网络传输过来的生理数据,进行分析和处理,实时显示曲线变化,为将来实现远程健康监护和手持式医疗终端设备的设计提供了参考。本系统基本实现了前端生理参数采集、家庭无线网络通信,嵌入式终端设备界面的各项功能,系统部分模块采用自主设计,设计了可穿戴式生理传感器,建立了基于Zigbee的人体局域网络,具有灵活、易操作、低功耗、低成本等特点,能够满足用户在家庭中的实时健康监护。对于家庭健康监护和疾病预防,降低医疗成本,缓解紧张的社会医疗资源,具有十分重要的意义。
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全文目录
摘要 5-6 ABSTRACT 6-10 第1章 绪论 10-14 1.1 背景与意义 10 1.2 国内外研究现状 10-12 1.3 论文主要内容 12-13 1.4 论文章节安排 13-14 第2章 系统方案设计 14-24 2.1 生理参数采集设计 14-20 2.1.1 血压测量技术概述 14-17 2.1.2 基于脉搏波速法的测量原理 17-18 2.1.3 本文生理参数采集方案 18-20 2.2 人体局域网的设计 20-23 2.2.1 常见无线网络技术概述 20-22 2.2.2 人体局域网的系统方案 22-23 2.3 本章小结 23-24 第3章 生理信号采集的设计与实现 24-40 3.1 生理信号采集系统方案 24 3.2 动态血压计的硬件设计 24-32 3.2.1 脉搏传感器的设计 24-25 3.2.2 相关元器件的选择 25-27 3.2.3 传感器硬件设计 27-29 3.2.4 微处理器电路设计 29-32 3.3 系统软件的设计与实现 32-39 3.3.1 软件开发平台简介 32-33 3.3.2 软件流程图及各模块介绍 33-38 3.3.3 软硬件联调 38-39 3.4 本章小结 39-40 第4章 人体局域网的设计与实现 40-51 4.1 传感网络系统方案 40-41 4.2 Zigbee 技术介绍 41-43 4.2.1 Zigbee 技术简介 41 4.2.2 Zigbee 协议栈结构 41-42 4.2.3 Zigbee 组网介绍 42-43 4.3 Zigbee 硬件电路 43-46 4.3.1 无线收发芯片 43-44 4.3.2 网络节点硬件电路 44-46 4.4 软件的设计与实现 46-50 4.4.1 软件开发平台简介 46 4.4.2 组网设计及软件流程图 46-48 4.4.3 基于 Z-Stack 的软件设计 48-49 4.4.4 与生理传感器的通信 49-50 4.5 本章小结 50-51 第5章 服务器端界面的设计 51-60 5.1 基于 ARM 的服务器设计 51-55 5.1.1 ARM 处理平台简介 52-55 5.2 服务器端软件界面设计 55-56 5.2.1 嵌入式 Linux 系统简介 55 5.2.2 基于 QT 的界面设计 55-56 5.3 服务器端界面及系统测试 56-59 5.3.1 嵌入式 GUI 界面 56-57 5.3.2 系统测试 57-59 5.4 本章小结 59-60 第6章 总结与展望 60-61 参考文献 61-64 致谢 64-65 附录 65
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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 数据处理、数据处理系统
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