脏手术和药物的使用上提供重要的参考。常规心电监护设备体积笨重价格昂贵和不便于携带，但是随着社会生活水平的提高，医疗器械家庭化开始逐渐进入我们的日常生活，家庭化的心电图仪器功能没有专业的大型的医疗设备齐全，但是它具有具有体积小操作简单的优点，同时可以在定程度上满足了人们的基本应用。我们可以用它在家庭或则其他地方很方便的进行心电图信号的测量，并根据进步的处理，做基本的诊断，也可以把这些数据提交到专业机构做进步的详尽的诊断。这样也可以避免那些行动不便的病人，利用互联网技术，把数据通过远程传送的方式，提交到专业机构或指定的医院惊醒专业诊断和分析。为了能够在更多场合更方便的诊断，各种各样的便携式心电图设备应运而生，常规心电图仪由于笨重只能在病人静卧的情况下记录的心电活动，历时时间短，获取的信息量很少，所以在有限时间内有些非正常的情况被发现的概率也是很低的。而便携式监护装置可以在随时随地的进行实时监护，并把数据存储起来。这样不仅可以节省时间，还可以得到实时的监护，所以研发便携式心电监护产品具有重要意义。设计主要研究的便携式心电图仪，即将普通心电图设备小型化家庭化，具有低价位体积二〇五年五月十三日星期三小便于携带和使用方便等特点。国内外研究现状和发展趋势年英国生理学通过对毛细管的静电计记录了心动的电流图。年他开始了对心脏动作电流的进步研究，并通过对德•阿森瓦尔氏的镜影电流计的设计改进，提高了心电图的质量。年他成功的设计了弦线式电流计，通过反射镜记录心动电流，解决了以前测量设备的惰性大，记录误差大以及需要繁琐的数学计算等缺点。同时，他又制定心电图的影线在纵坐标上波动，代表的电位差，在横坐标上移动为秒的标准。这种方法简单直观，并采用等字母标出心电图上的各波，这种标记方法致沿用至今。年在他深入研究了正常心电图的波动范围后，提出了著名的爱因托芬三角理论。年教授获得了诺贝尔生理学和医学奖。总之这位被尊称为心电图之父的生理学家对心电图的创立及发展有着巨大的的贡献。心电图从此开始逐步走进协助诊断疾病，并通过发展被广泛应用于临床。随着社会的发展，心电图检测理论越来越成熟与完善，另外机械电子计算机等技术的迅猛发展，带动了医疗器械发生了革命性变化，极大的增强了心电图机的功能。随着现代科学技术的发展，特别是计算机微电子机械电子在医疗领域的广泛应用，极大的促进了心电设备的发展。目前各大医疗器械厂商都投入巨资开发性能更强功能更加完善的心电设备，比如欧姆龙北京超思亚新均在该领域的研究与生产上有所突破。综观当前心电检测仪器发展趋势，主要向以下几个方向发展系统化随着医院计算机管理网络化信息存储介质和卡等的应用及的全球化而产生的。电子病历是信息技术和网络技术在医疗领域的必然产物，我国卫生部先后在，发布了关于电子病历系统的规范和通知文件。而实时心电数据将在该系统中有着重要的作用。数字化随着计算机科学机械电子的迅猛发展，医疗器械的数字化程度越来越高，比如数字滤波器的使用，极大的降低了心电干扰，提高了心电判断的准确率。无线化无线传感技术的发展能够促使心电检测无线化，从而摆脱传统心脏检测的繁琐程序。同时，能减轻病人的心里紧张程度，实现心电检测的方便性。自动化自动测量和分析是医疗仪器的发展方向，使医疗器械智能化是目前医疗器械设计二〇五年五月十三日星期三的目标之。远程化计算机技术网络通信技术的快速发展，为远程医疗的实现提供了可能，将心电数据通过远程传输，在远端对心电数据加以分析处理并提出诊断结果，从而实现远程医疗。如目前出现的基于网络的远程心电监护系统就是这个发展趋势的体现。总之，科技不断进步，人们的需求也在变化，心电图是记录心脏电活动状态的记录，包括心脏节律和频率以及电压的高低等信息，可用于诊断各种心律失常心肌病变心肌梗塞及心肌缺血等心血管疾病。同时对心脏病的诊断和治疗也提供了确切的理论依据。设计符合市场需求的产品是企业生存的根本，利用高科技带来的技术革命去更新医疗器械更是个巨大的市场机会，我们相信，在未来几年里，家庭化的监护设备必将越来越普及。论文组织结构安排论文围绕基于嵌入式技术的便携式心电图仪试工具是通过串行通信接口与主控芯片的进行信息交互，其输出波特率与数据帧的格式都可以进行设置，具有使用灵活操作简便的特点。是调试嵌入式系统的常用工具。在每部分程序调试通过后，对所有子程序进行整合编写出完的主程序。在开发环境中完成程序编译之后，通过工具把程序代码下载到处理器中，然后通过程序的调试功能来进行程序的调试。使用工具的优点是入门简单可以全面的观察程序中的参数和微处理器中各个寄存器的值和状态，特别适合软硬件联调阶段。心电波形的调试及结果分析调试过程中需要对该电路的每模块逐步进行调试，使其完成各自的目标指数后方可整体联立进行综合调试采集电路的调试采集电路主要是完成对心电信号的正确提取，主要调试陷波电路测试。测量方法实际测量中，输入定电压幅度的正弦波，调节其频率使输出频率为，调节滑动变阻器，观察输出电压幅度的变化，当输出波形幅值最小最佳。调节波形如图和图所示。图陷波电路前效果图陷波电路后效果滤波算法的调试由前述可知，通过前置放大，高通低通滤波以及陷波电路和放大电路后，用示波器观察出来的波形如图所示。虽然波明显出来但是很显然干扰比较大，经处理器经行数据滤波后产生波形如图所示，该波形明显优越于未经处理的波形，由此可见数字滤波有效。二〇五年五月十三日星期三图未经滤波的波形图经滤波后的波形结果分析陷波电路调试结果如表所示，工频干扰信号与心电信号的比为基本完成了最初的设计。表陷波调试结果工频干扰信号处理后工频干扰信号心电信号整个采集电路的放大倍数调试结果如表所示，结果电路的放大倍数为倍，完成了最初倍的设计。表采集电路放大倍数调试结果放大前波最大值放大后波最大值放大倍数二〇五年五月十三日星期三波形播放器的展示波形播放器是便携式心电图仪嵌入式技术的关键，功能具有人性化设计具体如下所示波形振幅因子可调整，图图图。波形时间常数可调整，图图图。波形可随时播放暂停图振幅因子时间因子图振幅因子时间因子图振幅因子时间因子本章小结从效果可以看出心电波形显示正常，波形稳定，基本没有工频干扰说明硬件与软件滤波起到了作用。但波形也显而易见的与标准的心电图有些差距，这与传感器的二〇五年五月十三日星期三精度位置及硬件电路的设计有关，也与数字滤波器的算法有定的关系，还需进步加以改善，异常情况报警系统也需要继续完善。但从整体测试结果看，该系统较好的完成了预期的设想，能够较正确的从人体上采集信号并加以处理与显示，基本完成了最初的设计要求。二〇五年五月十三日星期三结束语本系统实现的是基于嵌入式技术的便携式心电图仪的设计。首先调查了市场上的心电图仪产品，并分析了它们存在的优点与不足，并借鉴了它们的优势部分应用到该系统中，研究了他们整体的设计方法，查阅了心电图仪器的相关电路设计，初步设计出本系统的方案，并探讨其实现的可行性。其次是对于芯片的选择也是非常重要的，系统选用了性价比高的基于的芯片作为微处理器，该能够很好的完成系统所需的功能。在熟悉了软硬件开发环境后，采用模块化设计，把整个系统化分为多个小模块并逐步去实现。针对目前市场上的便携式心电图仪器价格昂贵功能复杂，携带不方便的局限性，设计了种基于芯片能够实时监控并且价格低廉的便携式心电信号采集仪。易携带的特性存储数据，能够完成长时间的心电监测，并选用彩色液晶进行实时心电波形显示，通过按键使该系统具有良好的人机交互界面。由于时间和精力等方面的限制，本系统还有需要进步完善提高前端采集电路的精度。要想对心电信号做更进步的分析，必须把更多的心电信息采集出来，而本设计的前端电路丢失了些细节信息。对于信号的滤波和检测，本系统功能还不够强大，还不能很精确的识别出信号的多种特征。可以考虑采用小波变换来处理，而关于波形检测的理论和实践在本领域还是有很多难度，目前就有很多的专家学者在研究此类问题。对于数据的传输和处理，是可以考虑用互联网传输，这样更加方便快捷。二是利用计算机强大的数据处理能力结合神经网络等处理方法，这样系统就有了自主诊断功能。目前这个领域非常活跃，也是个充满挑战的课题，有待进步深入研究。科技的高速发展，为医疗器械的发展带来了极大的机遇，利用高科技带来的技术革命去更新医疗器械更是个巨大的市场机会。便携式心电图仪嵌入式发展必将为人类的医疗事业带来巨大的帮助。使电子医疗事业能够更好的为人类服务。在未来几十年里，智能化家庭化便携式的医疗监护设备必将普及至每个家庭，为每个家庭服务。二〇五年五月十三日星期三参考文献刘泽霖血栓性疾病的诊断与治疗人民卫生出版社，陈国伟，伍贵富世纪心血管疾病研究展望新医学，许克诚临床心电图学教程北京人民卫生出版社，万勇，张建萍种抑制零漂和工频干扰的方法西南示范大学学报自然科学版张开滋，刘海样，吴杰心电信息学北京科学技术文献出版社，李刚，林凌，虞启琏滤除工频干扰的自适应相干模板法中国生物医学工程学报第卷第期，年月周立功嵌入式系统基础教程北京北京航空航天大学出版社，周静心电信号中工频干扰的消除生物工程医学研究高有堂电子电路设计制板与仿真郑州郑州大学出版社,胡广书数字信号处理理论算法与实现清华大学出版社,曾宇高噪声背景下的信号检测盒估计方法研究浙江大学硕士学位论文，徐冰俏基于的家庭心电监护系统研究浙江大学硕士学位论文，于娇，曲波心电信号处理中的数字滤波器的设计年第期二〇五年五月十三日星期三附录心电采集原理图实物图二〇五年五月十三日星期三致谢经过半年时间的学习和实践，完成了本次毕业设计，在各个方面得到了锻炼。在此由衷的感谢南阳理工学院电子与电气工程学院的高有堂教授和徐源讲师。此次毕业设计的完成，自始至终都得到了高有堂教授的悉心指导，没有高有堂教授从总体上的把握，和徐源老师的耐心指导，毕业设计工作也不可能顺利完成。高有堂教授渊博的学识执着的敬业精神以及徐源老师严谨的治学态度和丰富的实践经验，使我受益匪浅。谨向尊敬的高有堂教授和徐源老师致以最诚挚的谢意。在这大学生活即将完成之际，谨此向电子与电气工程学院曾指导过我和帮助过我的朱清慧老师，翟天嵩老师，殷华文老师，盖晓华老师，牛军老师，李壮辉老师，张凤蕊老师等致以最崇高的敬意和衷心的谢意。衷心地祝愿各位老师全家幸福，工作顺利。衷心感谢实验室里姜晓博李继松狄艳华焦朋雪以及同个宿舍的赵龙攀同学，无论是平时的学习过程中，还是此次的毕业设计中，他们都给予我很多的帮助与支持，在里表示最衷心的感谢，也祝你们在以后的工作中帆风顺，心想事成。感谢父母，由于他们的支持，我我才能在求学的道路上走到今天，以后的日子里，我将尽自己最大的努力，做好个儿子应尽的义务，愿你们幸福，安康。二〇五年五月十三日星期三南阳理工学院本科生毕业设计论文学院电子与电气工程学院专业自动化学生指导教师完成日期年月二〇五年五月十三日星期三南阳理工学院本科生毕业设计论文基于嵌入式系统的