近年来，心脏病的发病率不断上升，便携式的移动心电监护设备成为心脏状况不杰出的人们的迫切需求。既要考虑设备便利带着和运用，一起要确保心电信号得到高质量的剖析和处理，这就需求选用尽量优化的硬件、软件资源来完结相应的功用。硬件选用AT91SAM9261S芯片，并参加液晶屏，SD卡等外围部件组成规划所需的硬件测验渠道，相应地，挑选软件开发环境为IAR Embedded Workbench IDE 5．4。
1 体系的作业原理
该测验渠道以AT91SAM9261s为中心，该款ARM9芯片作业于190 MHz时功能高达210 MIPS，别离具有16 KB数据缓存和16 KB指令缓存，32 KB片内ROM和16 KB片内SRAM，这些特征确保了整个心电体系作业的可靠性和实时性。
体系的总体规划规划如图1所示，从SD卡内读取心电信号，进行前置处理和特征剖析，经过RR间期及QRS波的宽度等进行心电疾病的确诊，假如正常则不进行信息反应，假如有某种心电疾病，则给出反应信息，监护人员能够结合心电疾病状况给出相应的处理。
2 体系的软件规划
2．1 软件测验环境的树立
详细需求完结的作业包含底层驱动开发、μC／GUI和FAT文件体系的移植。
在IAR Embedded Workhench IDE 5．4开发环境下，树立工程，将μC／OS操作体系和μC／GUI移植进来，经过Jlink进行调试，确保硬件的正常作业，为了顺畅读取SD卡中存储的心电信号(dat格局)，还需求将FAT文件体系移植到工程中。移植过程中，参照AT91SAM9261S的数据手册进行各项参数装备，首先是体系CPU主频装备和液晶屏有关的硬件接口装备(包含数据传输端口和SPI口的装备等)，与液晶屏的最高作业频率相对应，这儿装备体系作业频率为174 MHz，其他还有各项寄存器的设置，而μC／GUI和FAT文件体系的移植只需求修正相关参数，如LCD屏的各项参数，读取数据的寄存器地址等。这样就能够编写体系所需的界面，便利心电信号各项波形和成果的显现。
2．2 心电信号处理与剖析
这儿选用MIT-BIH心电数据库的心电信号，在读取dat文件后，按照其存储格局进行解析和降采样，能够得到原始的心电信号，接下来对其进行处理和剖析。
2．2．1 前置处理
心电信号的频率在O．05～100 Hz之间，其间含的常见噪声有：60 Hz工频搅扰及其各次谐波，因为呼吸运动和电极运动等所发生的频率小于5 Hz的搅扰和肌肉缩短所发生的肌电噪声。为了得到正常的心电波形，有必要要把这些搅扰滤除，考虑到QRS波群的中心频率在17Hz邻近且带宽约为10 Hz，这儿选用了低通滤波、高通滤涉及梳状滤波器。
考虑到AT91SAM9261S的数字运算才能和体系的实时性要求，低通滤波和高通滤波选用了简化的FIR滤波，滤波系数在Matlab环境下经过firl函数取得，完结了0．05 Hz的线性相位高通滤波器和100 Hz的线性相位低通滤波器。这儿高通滤波器的系数为：b=[O．000 0，O．000 2，O．999 2，-O．000 2，O．000 O]；a=[1．000]，低通滤波器的系数为：b=[O．011 1，0．488 9，O．488 9，0．011 1]；a=[1．000]。这儿规划的陷波器用到了减法技能，选用一个全通网络减去一个具有相同传输推迟和增益的窄带带通滤波器的输出，得到一个具有尖利陷波特性的陷波器(NOTCH)，其原理如图2所示。
该陷波滤波器实践上是一个梳状滤波器，其传递函数为：
式中：Q=R／P。
实践应用时，采样率Fs为360 Hz，工频搅扰Fc为60 Hz，则P=Fs／Fc=6，n和R决议了滤波器的阻带带宽，经过参数调整，该体系选取n=2，R=162，则有Q=27。上述滤波器对60 Hz工频及其谐波和基频搅扰有较好的滤除作用。
2．2．2 波形检测与剖析
波形剖析包含QRS波群和P，T波的检测符号。关于QRS波群检测部分，核算差分信号y(n+1)-y(n-1)，结合原心电信号和差分信号的阈值设定及差分信号符号的改变来检测R波的存在，并核算RR间期一起进行过错R波的去除，之后按照Q，S波的特性在R波前后确认QRS波群的方位，P，T波也是参照QRS波群的方位结合差分值改变来进行检测。
3 体系的成果显现与剖析
该规划能够完结心电信号主动确诊，作出心电状况的判别并反应，给出了各项波形和特征值的直观显现和符号。在μC／GUI下编写自己需求的界面，便利对心电信号的各项检测剖析成果进行显现，如图3所示，能够画出心电波形和差分信号并进行R波符号。
这儿对该体系进行了严厉的时刻测验，在心电数据宽度为3min，即数据点数为64 800(即360×180)的状况下，整个处理剖析所花时刻小于2s，整套处理剖析算法很好地达到了实时性要求。下面给出体系所用算法对MIT-BIH标准心电数据库中的心电信号(取前12 000个点)的R波检测成果，如表1所示，总的R波检测正确率为96．93％，精确的R波检测对后续进一步检测确诊作业供给了有力的保证。
阐明：测验文件有100，101，102，103，105，106，107，111，112，113，114，115，116，117和118。
4 结语
本文描绘了心电疾病主动确诊体系的规划，完结了硬件端的驱动和软件端的信号处理与剖析显现。选用的算法简略有用，契合小型疾病确诊体系的实时性要求。一起，该体系还有许多缺乏的当地，如硬件渠道的扩展、心电算法的完善等，需求后续的进一步改善。
