低功耗心率檢測(cè)儀設(shè)計(jì)

作者：楊越時(shí)間：2014-11-27 來源：電子產(chǎn)品世界

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編者按：　　摘要：根據(jù)人體真實(shí)信號(hào)I導(dǎo)聯(lián)，以MSP430F5529?Launchpad系統(tǒng)板為核心，設(shè)計(jì)了一種便攜無線心電監(jiān)視儀。硬件上采用TI公司的高性能模擬器件，以提取微弱的QRS波形的同時(shí)，使功耗降到最低;軟件上實(shí)現(xiàn)了信號(hào)調(diào)制、信號(hào)處理，準(zhǔn)確計(jì)算心率;顯示上以安卓手機(jī)作為終端，靠藍(lán)牙進(jìn)行通訊。實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的初步測(cè)量結(jié)果表明，在安靜狀態(tài)下，心電信號(hào)無失真、心率測(cè)量誤差在3%內(nèi)?！　??引言　　心血管疾病是現(xiàn)代工業(yè)社會(huì)中對(duì)人類生命威脅最大的疾病，因此日常的心臟監(jiān)護(hù)就成為保證病人生命安全的重要手段

　　3.3 右腿驅(qū)動(dòng)模塊

本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/266044.htm

　　心電測(cè)量儀周圍被電力線所包圍，不管有無電流通過，它與電極線之間總存在靜電耦合電容，由電容耦合所引起的位移電流將通過皮膚-電極接觸阻抗接地并形成共模電壓干擾。通常，采用右腿驅(qū)動(dòng)電路是減小位移電流干擾所普遍采用的有效方法。設(shè)計(jì)如圖3所示。

　　3.4 濾波模塊

　　心電信號(hào)的有效頻率范圍在0-100Hz，但是環(huán)境中含有大量的噪聲，為了得到準(zhǔn)確的心電波形，濾波則非常重要。首先為了去除肌電噪音和電極極化電壓帶來的直流分量，要通過一個(gè)0.5Hz的2階有源高通濾波器;為了濾掉環(huán)境中的大量高頻干擾，我們使用了100Hz的2階低通Butterworth低通濾波器;對(duì)心電信號(hào)帶來最大干擾的就是50Hz的工作頻率，本設(shè)計(jì)中的心電采集系統(tǒng)采用電池供電，從電路上減少了工頻干擾。但工頻噪聲仍會(huì)以電磁波輻射的形式對(duì)電路造成影響，在電極前端耦合進(jìn)電路系統(tǒng)，嚴(yán)重影響采集到的心電信號(hào)質(zhì)量，所以我們選用了可調(diào)Q值的雙T帶阻濾波器，濾除50Hz的工頻干擾。綜上，我們選用OPA2333來設(shè)計(jì)濾波電路。OPA2333的優(yōu)良性能(特別是低功耗和低溫漂)符合設(shè)計(jì)需求。通過濾波和放大我們得到較好的心電波形，如圖4。

　　4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)軟件在結(jié)構(gòu)上分為主控程序、AD采集模塊、信號(hào)處理模塊、無線通信模塊。系統(tǒng)上電后，主控程序讀取啟動(dòng)參數(shù)，完成各個(gè)模塊的初始化。當(dāng)掃描到有手機(jī)發(fā)來的開始信號(hào)，開始AD采樣，當(dāng)采樣達(dá)到預(yù)定數(shù)量后，對(duì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波處理，再計(jì)算得到心率。系統(tǒng)軟件的流程圖如圖5所示。