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根据ZigBee无线传感心电图监督仪规划

本文设计了基于ZigBee 无线传感网络的家庭远程医疗监护器,通过基于ARM7核的LPC2478提供的集成LCD支持将图像显示出来 ,同时将信号存储在SD卡上,并通过10/100以太网。

本文规划了依据ZigBee 无线传感网络的家庭长途医疗监护器,经过依据ARM7核的LPC2478供给的集成LCD支撑将图画显现出来 ,一起将信号存储在SD卡上,并经过10/100以太网传输给医院,医院反应信息并将其显现在LCD上,一起社区诊所的和谐器网关把确诊成果无线回来给相应的家庭并在家庭LCD上显现出来,用户可以将成果传输到家庭核算机上进行存储。该规划可以便利地构建健康检测网络,不必杂乱的操作便可以得到医师的确诊,十分合适家庭用户的运用。

  体系完成

  该体系中的传感器用来检测心电图的弱小信号,再经过扩大滤波等调度之后进行编码,然后经过ZigBee无线模块发送到依据ARM和ZigBee和谐器模块的网关,经过外围接口发送到上位机进行显现处理,然后经过以太网传送给社区诊所,诊所再将每个人的信息经过ZigBee无线模块回来给各自的家庭,并在LCD上显现医院反应的处理信息。经过合理挑选芯片可以完成低功耗、低成本,检测弱小的心电图波形改变。

  技能特色

  1. 使用LPC2478可以完成多种高带宽外设同步操作进行信息处理并实时显现。

  2. 选用依据CC2430的ZigBee无线传输,低成本、低功耗、自组网能力强、传输牢靠、体积小、易带着。

  3. 社区诊所可以存储整个社区业主的确诊成果,可以针对各业主的确诊成果进行必要的提示、防备,有用下降发病率。

  4. 用户可以将确诊成果存储在家庭核算机上,便利备用。

  硬件渠道

  嵌入式无线传感心电图监督仪硬件部分首要包括主控、电源及复位、LCD显现屏、ZigBee和谐器、ZigBee路由器、ZigBee端点、传感器及扩大滤波调度电路、SD卡存储、10/100以太网等9个功用模块。硬件规划框图如图1所示。

  

主控模块

  该模块选用了依据ARM7TDMI-S内核的LPC2478微控制器,其功用强壮、性价比高,含有一个LCD控制器,支撑10/100以太网、全速(12Mbps)USB2.0、USB OTG和2个CAN2.0B通道,4个UART,1个SPI接口,2个同步串行接口(SSP),3个I2C和1个I2S接口,带有片上高速512KB的 Flash、98kB的RAM、一个外部存储器接口、10位A/D和D/A转换器、一个内部RC振荡器和一个SD 存储卡接口,然后消除了通讯带宽瓶颈,便利扩展USB接口、JTAG调试接口、触摸屏,外扩芯片少,而且选用超小的LQFP208封装,使得仪器的微型化得到了确保,其强壮的功用可以满意嵌入式体系mC/OS—II及人性化的人机界面的要求。LPC2478十分合适便携式电子产品应用。

  ZigBee模块

  在CC2430芯片上整合了ZigBee射频(RF)前端、内存和微控制器,其增强的8051MCU核的功用是工业规范8051微控制器内核功用的8倍;具有32/64/128 kB可编程闪存和8 kB的RAM;还含有8输入通道8~14 bit可选的模/数转换器(ADC)、4个定时器;带有2个强壮的支撑几组协议的USART;较宽的电压规模(2.0~3.6 V);硬件支撑CSMA/CA功用;在休眠形式下仅0.9mA的电流损耗,外部中止或RTC能唤醒体系,在待机形式下电流损耗低于0.6mA,外部中止能唤醒体系;集成契合IEEE802.15.4规范的2.4GHz的RF无线电收发机;具有优异的无线电接纳灵敏度和强壮抗搅扰性;集成度高,所需外围器材少;扩展板包括有串口和LCD显现器等,用于数据串行传输和数据显现。信号收集与调度

  选用低功耗、高精度的外表扩大器AD620作为前置扩大器的中心器材。AD620具有高精度、高输入阻抗、低输入偏置电流、低输入失调电流、低噪声、低功耗、体积小等特色,十分合适应用于医疗仪器体系。低通滤波器电路选用巴特沃斯四阶滤波器TLC04,该器材成本低、易运用,供给精细的四阶低通滤波器功用。缓冲器为一个同相电压跟从器,其效果是为了进步体系输入阻抗和共模抑制比。限波器选用双T带阻滤波器,用来滤除50Hz的工频搅扰。主级扩大器选用满电源输出起伏四运算扩大器TLC2274,它供给优异的AC功用,且供给比一般CMOS运放更低的噪声、低输入失调电压和低功耗功用。

  ZigBee路由节点的程序流程图如图2所示。

  

数据处理及显现描绘

  本规划选用差分阈值法检测QRS波,其基本思想是:对滤波后的 ECG 信号进行差分运算,求出差分的阈值以确认 QRS 波形的下降沿,再依据必定的时刻窗和起伏阈值来确认QRS 波的特征点。

  选用扫描式心电描记法,其首要原理是:从左到右画点,顺次显现出相应的方位,一起新的点又将本来的点覆盖掉,中心有一段缓冲区刷掉旧点。画到最右端时,又从最左端画下一幅图,而且一向重复下去。上位机显现波形图如图3。

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