基于GPRS的远程心电监护系统研究

论文摘要

随着社会的进步和科技的发展,人们对健康观念、健康方式和途径都发生着深刻的变化。我国是心脑血管疾病的高发区,然而多数医院的心电监护设备数量少、不宜移动、且成本高,无法满足市场的需求。为了满足对心电监护设备的需求,本论文研究并设计了一套基于通用分组无线业务(General Packet Radio Service,简称:GPRS)的远程心电监护系统。文中在阐述了人体心电产生机理及对其进行远程检测的现实意义基础上,深入分析了心电信号的特点及其主要干扰源,并对心电信号检测要求进行了分析,确立基于GPRS的远程心电监护系统方案。针对心电信号及其干扰信号的特点,设计了心电信号检测硬件电路。通过合理设计带通滤波器参数,并在对检测电路的仿真的基础上,实现了心电信号的有效检测。本文通过对SIM300 GPRS模块控制方法的探讨和分析,设计了其相应的硬件控制电路。通过SPCE061A单片机底层程序的设计,完成了对心电数据的采集和GPRS模块的AT指令控制,实现了对心电数据无线传输;并采用VB6.0和SQL Server2000开发工具,基于Winsock网络编程技术,设计并开发了远程心电监护软件,实现了对心电信号的远程监护。本文还针对心电数据量大的特点,对心电信号压缩方法进行了探讨,采用小波变换结合自适应编码方法对心电信号进行了压缩,取得了较好的压缩比,并具有重构信号失真小的特点。所设计的远程心电监护系统实现了心脏病人在自由活动条件下的远程监护,具有技术先进性和广泛的实际应用价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及研究意义
• 1.2 国内外研究现状及分析
• 1.3 本文主要研究内容
• 第2章 心电检测原理及系统方案设计
• 2.1 心电信号检测基础
• 2.1.1 心电生理学基础
• 2.1.2 心电信号特征及干扰
• 2.1.3 心电信号检测要求
• 2.2 心电信号检测原理
• 2.3 系统整体结构设计
• 2.4 本章小结
• 第3章 系统硬件设计与实现
• 3.1 系统硬件组成
• 3.2 信号检测电路设计
• 3.2.1 输入保护电路与前置放大电路
• 3.2.2 滤波电路
• 3.2.3 后置放大电路与电位平移电路
• 3.3 数据传输电路设计
• 3.3.1 单片机系统与SIM300 模块
• 3.3.2 FLASH 存储电路
• 3.3.3 SIM 卡接口电路
• 3.3.4 系统电源管理
• 3.4 系统硬件电路实验及分析
• 3.5 本章小结
• 第4章 系统软件设计与实现
• 4.1 SPCE061A 单片机软件设计
• 4.1.1 SPCE061A 单片机主程序及其初始化
• 4.1.2 心电数据的采集
• 4.1.3 心电数据的存储
• 4.1.4 心电数据的传输
• 4.2 远程服务器监护软件设计
• 4.2.1 监护软件总体设计
• 4.2.2 数据通信模块的实现
• 4.2.3 数据库管理模块的实现
• 4.3 远程服务器监护软件实验及分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 心电数据压缩算法的研究
• 5.1 现有的心电数据压缩算法
• 5.2 评估标准
• 5.2.1 均方根差值的百分比PRD
• 5.2.2 压缩比CR
• 5.3 基于小波的心电数据压缩
• 5.3.1 小波及小波变换
• 5.3.2 小波分解与重构
• 5.3.3 Coiflet 小波与心电数据压缩
• 5.4 心电信号压缩仿真实验
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录 SIM300 系统PCB 图
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢