基于智能手机平台的心音采集和无线传输技术的研究

论文摘要

心脏病是严重威胁人类健康和生命的主要疾病之一,健康已成为人们关注的焦点。心音信号是人体最重要的生理信号之一,含有关于心脏各个部分如心房、心室、大血管、心血管及各个瓣膜功能状态的大量病理信息,是临床评估心脏功能状态的最基本方法,是心脏及大血管机械运动状况的反映手段,由于心音是心脏活动过程中产生的瞬间即逝的声音,如果心血管病患者能随时随地采集和记录任何情况下的病理心音信号,对于患者的选择治疗、判断病理生理以及医生的研究都提供了很有价值的资料。蓝牙技术是近年来发展迅速的短距离无线通信技术,可以用来替代数字设备间的有线电缆连接,在移动电话和计算机外设等领域有着广阔的应用前景。利用蓝牙技术构建数据采集无线传输模块,可以减少系统间的电缆连接,具有携带方便、应用灵活等优点,除了应用于各种普通场合外,还可以应用于各种临时监测的场合,因此在医学领域方面具有广泛的应用前景。本文系统研究了心音信号的产生机理和现代无线通信蓝牙技术的概况和发展,在分析了国内外相关研究工作的基础上,提出了一种基于希尔伯特变换和小波变换提取心音信号包络的方法。该方法从希尔伯特变换提取包络的原理出发,利用小波变换的自适应分析能力,解决了希尔伯特变换方法提取包络抗干扰能力弱的缺点。本论文还利用微控制器、蓝牙技术等多方面的知识完成了心音采集系统的硬件电路设计,心音信号通过心音传感器拾取,然后直接送到模拟信号处理电路,采取一系列措施滤除干扰,并将心音信号放大到合适的幅度,送给A/D转换器处理,A/D转换得到的数据送到单片机,然后用蓝牙模块无线传输到智能手机平台上并保存下来,实现了智能手机的心音实时采集和保存。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 本文的研究背景和意义
• 1.2 本文的主要工作和创新点
• 1.3 本文的组织架构
• 第二章 相关背景知识介绍
• 2.1 心音发生机理
• 2.2 心音信号的处理方法
• 2.2.1 心音信号预处理的研究
• 2.2.2 心音信号的分析及特征提取方法
• 2.3 蓝牙技术的简介
• 2.3.1 蓝牙技术发展状况
• 2.3.2 蓝牙技术的特点
• 2.3.3 蓝牙技术协议体系结构
• 2.3.4 蓝牙系统组成
• 2.3.5 蓝牙通信
• 2.4 蓝牙技术在心音传输方面的理论研究
• 2.4.1 心音检测的新进展
• 2.4.2 心音通过蓝牙无线技术传输的要求
• 2.5 本章小结
• 第三章 基于希尔伯特变换和小波分析的包络提取和分析
• 3.1 希尔伯特变换的数学原理
• 3.2 小波变换的基本理论
• 3.3 心音信号包络提取
• 3.3.1 HT包络提取原理及其缺点
• 3.3.2 基于希尔伯特变换和小波分析的包络提取基本原理
• 3.4 本章小结
• 第四章 心音采集蓝牙无线传输系统硬件电路设计
• 4.1 系统原理框图
• 4.2 电源管理模块
• 4.3 信号调理电路
• 4.4 数据采集芯片
• 4.4.1 ADuC812简介
• 4.4.2 ADC电路
• 4.4.3 DAC电路
• 4.4.4 ADuC812存储器组织
• 4.5 蓝牙无线传输模块
• 4.5.1 蓝牙芯片功能结构概述
• 4.5.2 ROK 101007 内部结构与工作原理
• 4.6 心音传感器
• 4.6.1 心音传感器原理
• 4.6.2 心音传感器的工作原理
• 4.6.3 心音传感器的结构
• 4.7 本章小结
• 第五章 基于J2ME 的手机心音采集系统实现
• 5.1 J2ME简介
• 5.1.1 J2ME平台体系结构
• 5.1.2 KVM
• 5.1.3 J2ME简表
• 5.1.4 J2ME的配置
• 5.2 开发环境和运行平台
• 5.3 基于J2ME平台的软件实现
• 5.3.1 关键技术实现
• 5.3.2 实验结果
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者在硕士研究生期间发表论文情况