基于BSN的人體多生理參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)研究.pdf

1、全球人口老齡化加劇給緊張的社會醫(yī)療資源帶來了挑戰(zhàn)，為了緩解人們的健康監(jiān)護需求，尤其是康復患者和老齡人群，本文設(shè)計了一多生理參數(shù)監(jiān)護系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對患者連續(xù)實時的健康監(jiān)護和自然直觀的人機交互，減輕醫(yī)生的工作。
　　本文結(jié)合電子和計算機技術(shù)、無線通信技術(shù)和信號處理技術(shù)，以人體傳感器網(wǎng)絡(luò)為依托，進行監(jiān)護系統(tǒng)的設(shè)計。采用心電電極、血氧飽和度探頭和溫度傳感器等采集人體多個生理參數(shù)，通過低功耗藍牙(Bluetooth Low Energy,

2、BLE)技術(shù)將多個生理參數(shù)檢測節(jié)點同Android智能終端相連，形成一主多從的星形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，實時的傳輸生理參數(shù)數(shù)據(jù)到Android終端，然后進行數(shù)據(jù)的處理、顯示與儲存。
　　文章詳細闡述了心電信號和血氧飽和度的檢測原理和方法，為了滿足便攜式監(jiān)護的需求，采用單導聯(lián)系統(tǒng)檢測心電信號；為了減少血氧飽和度檢測過程中對人的日常活動的影響，采用反射式設(shè)計，它區(qū)別于傳統(tǒng)的透射式測量方法，可以在人體的多個部位進行測量，靈活性更好。針對反射式血氧檢

3、測得到的光電容積脈搏波信號個體差異大且不穩(wěn)定的特點，本文設(shè)計了適用性更強的血氧飽和度計算算法，其閾值通過自適應學習得到，測試結(jié)果表明了該算法的可行性。針對傳統(tǒng)傅里葉變換對時變信號處理的不足，研究了小波變換在脈搏波信號和心電信號去噪中的應用。本文研究了BLE協(xié)議棧結(jié)構(gòu)，重點分析了與開發(fā)聯(lián)系緊密的GAP層和 GATT層的功能，并研究了與功耗相關(guān)的重要參數(shù)的設(shè)定。由此設(shè)計了基于CC2540的藍牙4.0通信模塊，包括體溫監(jiān)測模塊，血氧飽和度監(jiān)測

4、模塊和心電監(jiān)測模塊。完成了各個模塊與Android移動終端的低功耗藍牙通信連接和數(shù)據(jù)交互的程序設(shè)計。Android移動終端是人體傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點，介紹了低功耗藍牙Android上編程實現(xiàn)的主要函數(shù)和具體步驟，設(shè)計了低功耗藍牙通信程序、生理參數(shù)信號去噪處理程序、心電圖繪制程序等程序模塊，以構(gòu)成Android客戶端應用程序。最后，對系統(tǒng)的通信距離和傳輸速率、功耗和準確性等方面做了測試，結(jié)果表明系統(tǒng)運行良好，能夠滿足檢測需求。