低功耗心率檢測儀設計
編者按: 摘要:根據人體真實信號I導聯,以MSP430F5529?Launchpad系統板為核心,設計了一種便攜無線心電監視儀。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,使功耗降到最低;軟件上實現了信號調制、信號處理,準確計算心率;顯示上以安卓手機作為終端,靠藍牙進行通訊。實驗樣機的初步測量結果表明,在安靜狀態下,心電信號無失真、心率測量誤差在3%內。 1?引言 心血管疾病是現代工業社會中對人類生命威脅最大的疾病,因此日常的心臟監護就成為保證病人生命安全的重要手段
3.3 右腿驅動模塊
本文引用地址:http://cqxgywz.com/article/266044.htm 心電測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,采用右腿驅動電路是減小位移電流干擾所普遍采用的有效方法。設計如圖3所示。

3.4 濾波模塊
心電信號的有效頻率范圍在0-100Hz,但是環境中含有大量的噪聲,為了得到準確的心電波形,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0.5Hz的2階有源高通濾波器;為了濾掉環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;對心電信號帶來最大干擾的就是50Hz的工作頻率,本設計中的心電采集系統采用電池供電,從電路上減少了工頻干擾。但工頻噪聲仍會以電磁波輻射的形式對電路造成影響,在電極前端耦合進電路系統,嚴重影響采集到的心電信號質量,所以我們選用了可調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來設計濾波電路。OPA2333的優良性能(特別是低功耗和低溫漂)符合設計需求。通過濾波和放大我們得到較好的心電波形,如圖4。

4 系統軟件設計
系統軟件在結構上分為主控程序、AD采集模塊、信號處理模塊、無線通信模塊。系統上電后,主控程序讀取啟動參數,完成各個模塊的初始化。當掃描到有手機發來的開始信號,開始AD采樣,當采樣達到預定數量后,對信號進行數字濾波處理,再計算得到心率。系統軟件的流程圖如圖5所示。

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