基于Linux的嵌入式无线心电监护系统的研究

基于Linux的嵌入式无线心电监护系统的研究

论文摘要

随着计算机、半导体和微电子技术的迅猛发展,3C技术(计算机,通信,消费类电子产品)集成度越来越高,嵌入式系统在各个领域中得到了广泛的应用,给人们的生活带来日新月异的变化,尤其给公共医疗保健业带来了巨大的改善和提高。传统的生理信号检测设备传输距离有限、体积大、不易携带,局限于医疗中心等固定的工作场所。远程医疗保健项目是开发一种无线、低成本、简单易用的医疗保健系统,病人可以方便、随时随地的检测生理信息,如心电信号等,并通过远程遥控装置为病人提供便捷快速的专业医疗保健指导。本课题是设计一种新型的便携式心电监护系统,以解决传统心电信号检测设备在成本和便携性方面存在的不足。该系统在服务成本和服务效率方面有着极大的优势,将成为远程医疗设备发展的趋势。研究中采用了Intel公司为手持高性能设备专门开发的XScale架构微处理器PXA270(主频523MHz)作为心电监护系统硬件平台,实现心电监护仪的智能化、小型化和低功耗;在心电监护系统中引入嵌入式Linux操作系统,将操作系统作为嵌入式系统软硬件协同开发的核心,合理管理和调度资源,为智能化应用提供软件应用平台,针对通用Linux在实时性能方面的不足,提出以中断线程化、改进实时调度模块等技术为基础的实时性改造方案;以GPRS(通用分组无线业务)网络作为数据通信手段,使监护仪既能作为现场心电图像信号分析、判断,提供完整的信息,又能及时将数据发送到任意指定的中央服务器,给专家会诊提供有效的依据。课题研究是以北京博创公司UP-TECHPXA270开发平台为基础,对嵌入式无线心电监护系统的原理进行了实验验证,结果表明,该系统初步达到了设计目标。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 课题背景
  • 1.2 无线心电监护仪的国内外研究现状
  • 1.2.1 国外无线心电监护仪的研究现状
  • 1.2.2 国内无线心电监护仪的研究现状
  • 1.2.3 无线心电监护仪的发展趋势
  • 1.3 本文主要研究工作
  • 第2章 心电监护仪的总体设计方案
  • 2.1 心电信号分析基础
  • 2.1.1 心电信号
  • 2.1.2 心电信号的特征
  • 2.1.3 心电信号常见干扰
  • 2.2 心电监护仪总体设计方案
  • 2.2.1 心电监护仪系统总体设计
  • 2.2.2 心电监护仪的性能指标
  • 2.3 嵌入式系统开发
  • 2.3.1 嵌入式系统的开发流程
  • 2.3.2 嵌入式系统的开发模式
  • 2.4 本章小结
  • 第3章 心电监护仪的硬件设计
  • 3.1 嵌入式无线心电监护仪的总体硬件设计
  • 3.2 数据采集模块的硬件设计
  • 3.2.1 心电信号采集电路设计
  • 3.2.2 数据转换电路设计
  • 3.3 信号处理模块的硬件设计
  • 3.4 本章小结
  • 第4章 心电监护仪的软件设计
  • 4.1 心电监护仪的软件设计思想
  • 4.2 Linux 操作系统的实时性改进
  • 4.2.1 Linux 实时性分析
  • 4.2.2 常见Linux 实时性解决方案
  • 4.2.3 Linux 实时性改进研究
  • 4.3 Linux 在Intel PXA270 平台上的移植
  • 4.3.1 内核的配置和编译
  • 4.3.2 根文件系统
  • 4.4 GPRS 在Linux 环境下的实现
  • 4.5 本章小结
  • 第5章 系统性能测试和验证
  • 5.1 Linux 实时性改进方案测试
  • 5.2 GPRS 数据通信测试
  • 结论
  • 参考文献
  • 攻读学位期间发表的学术论文
  • 致谢
  • 相关论文文献

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