基于PVDF压电薄膜传感器的生理信号检测系统研究

论文摘要

PVDF压电薄膜是一种新型的高分子聚合物型传感材料,具有很强的压电特性。利用PVDF压电薄膜的压电特性,设计制作各种传感器来满足不同的测量要求已经成为当今人们研究的一个热点。本论文研究了基于PVDF压电薄膜传感器的生理信号实时采集、处理与分析系统。通过对PVDF压电薄膜的结构和压电原理进行分析,使用三种不同的PVDF传感器,设计一套生理信号检测系统。该系统可以实现脉搏、心音和血压等人体生理信号的采集与检测,在完成检测的同时,可以将采集到的生理信号存储在SRAM中,同时还可以利用MATLAB软件编程并通过串口通讯在微机上显示出信号周期、幅值等参数。研究结果表明,利用PVDF制作的传感器可以实现生理信号的检测。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的目的和意义
• 1.2 国内外的研究现状
• 1.3 本文研究的主要内容
• 1.4 本章小结
• 第二章 PVDF压电薄膜传感器
• 2.1 压电传感器
• 2.1.1 压电效应
• 2.1.2 压电材料和压电传感器
• 2.2 PVDF压电薄膜传感器
• 2.2.1 PVDF压电薄膜简介
• 2.2.2 PVDF压电薄膜传感器工作原理
• 2.3 脉搏信号及其检测原理
• 2.3.1 脉搏波及其特点
• 2.3.2 脉搏信号的检测与提取
• 2.4 心音信号及其检测原理
• 2.4.1 心音信号的特点
• 2.4.2 心音信号的检测原理
• 2.5 血压信号及其检测原理
• 2.5.1 血压信号及其特点
• 2.5.2 血压信号的检测方法
• 2.6 本章小结
• 第三章 系统硬件设计
• 3.1 系统硬件的整体设计
• 3.1.1 整体设计的要求和思路
• 3.1.2 系统总体框图和基本原理
• 3.2 脉搏信号检测电路的设计
• 3.2.1 PVDF脉搏传感器
• 3.2.2 前置放大电路
• 3.2.3 滤波电路
• 3.2.4 二级放大电路
• 3.2.5 50Hz陷波电路
• 3.3 心音信号检测电路的设计
• 3.3.1 PVDF心音传感器
• 3.3.2 放大电路
• 3.3.3 带通滤波电路
• 3.3.4 50Hz陷波电路
• 3.3.5 电压提升电路
• 3.3.6 硬件电路调试
• 3.4 血压信号检测电路的设计
• 3.4.1 PVDF血压传感器
• 3.4.2 前置放大电路
• 3.4.3 高通滤波电路
• 3.4.4 主放大电路
• 3.4.5 低通滤波电路
• 3.4.6 血压脉冲触发
• 3.5 系统主控电路的设计
• 3.5.1 AVR单片机ATmega32
• 3.5.2 ATmega32引脚及其功能
• 3.5.3 ATmega32工作原理
• 3.5.4 ATmega32内嵌ADC模块
• 3.5.5 RS-232接口电路
• 3.6 本章小结
• 第四章 系统软件设计
• 4.1 系统的软件设计流程
• 4.2 下位机软件设计
• 4.2.1 AVR单片机开发环境介绍
• 4.2.2 系统程序的编译
• 4.2.3 系统主体程序
• 4.2.4 数据发送和接受程序的设计
• 4.3 上位机软件设计
• 4.3.1 MATLAB开发环境介绍
• 4.3.2 MATLAB程序
• 4.4 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献