便攜式多參數(shù)生物信號測量系統(tǒng)設計與實現(xiàn).pdf

1、生物電阻抗(Bio-Electrical Impedance，BEI)、腦電(Electroencephalogram，EEG)信號以及心電（Electrocardiogram，ECG）信號是生物重要的三種電信號，能夠為監(jiān)測受試者的健康狀況提供參考。目前生物健康參數(shù)傳統(tǒng)的測量方式大多是利用醫(yī)院大型儀器測得，雖然精度較高，但操作復雜、專業(yè)性強、測量成本高的缺點阻礙了這些儀器的進一步推廣和普及，因此有必要設計便攜式生物信號測量系統(tǒng)。

2、　　本文在前人成果的基礎上，對便攜式多參數(shù)生物信號測量系統(tǒng)進行了設計、制作和測試，主要完成以下工作:
　　1、對關于生物電阻抗、腦電信號及心電信號的系統(tǒng)設計和應用的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀做出了較為詳細的介紹和分析，在此基礎上提出了便攜式多參數(shù)生物信號測量系統(tǒng)的硬件框架。
　　2、分析了相關元器件的優(yōu)缺點，確定了便攜式多參數(shù)生物信號測量系統(tǒng)中的核心芯片（模塊）和平臺，其中電阻抗測量模塊、心電信號測量模塊、腦電信號測量模塊分別采用的核心

3、芯片為AD5933、BMD101、TGAM模塊，無線藍牙收發(fā)模塊采用芯片BLK-MD-BC04-B，總控平臺采用嵌入式數(shù)據(jù)處理平臺STM32。
　　3、設計了主要功能模塊的硬件電路并分析工作原理，設計了電路圖并制作了PCB印刷板，最后進行了系統(tǒng)集成。
　　4、設計了測量系統(tǒng)的軟件。分析了主要功能模塊的軟件流程及核心代碼。
　　5、在實現(xiàn)了測量系統(tǒng)的軟硬件集成基礎上，對系統(tǒng)進行了測試。包括阻抗測量模塊的激勵信號、阻抗測量

4、模塊、心電信號測量模塊輸出結(jié)果及比較分析、腦電信號測量模塊輸出等。實驗結(jié)果表明，激勵信號由50KHz步進到100KHz的各掃描頻點上，實際輸出頻率與目標頻率的誤差最大不超過2.9％，最小可達1.8％;在對2R-1C模型的復阻抗測量中，阻抗測得的幅度最大相對誤差不超過1.20％，相位相對誤差最大不超過2.00％;心率信號測得的平均心率最大差值不超過2次;腦電信號能正常采集到專注度、放松度、原始腦波等信號參數(shù)，并有較穩(wěn)定輸出。測試結(jié)果表明，