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基于nRF51822的心电监测系统设计

作者:吕闪 金巳婷 沈巍 吴阳明时间:2017-04-27来源:电子产品世界收藏
编者按:本文介绍了一种基于nRF51822的心电监测系统,该心电监测系统采用基于低功耗蓝牙4.0的nRF51822作为核心处理芯片,采用AD823传感器及其外围电路组成心电采集模块,采集使用者的心电信息,同时针对人体心电信息存在的噪声干扰、信号微弱等问题,本文提出了基于小波变换阈值去噪法,很好地去除了心电信号中复杂的噪声,充分发挥了小波变换在信号处理方面的优势。并将经核心处理器处理后的心电信息发送至APP和OLED显示屏,对测得的心电信息进行实时显示和存储。实验结果表明,系统实时性好,精确度高,能够满足心电监测的

2.3 阈值函数的选择及阈值大小的确定

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201704/358522.htm

  针对不同分解尺度具有不同噪声频率,阈值的选择是一个非常关键部分,直接决定了心电信号去噪效果的好坏,并且体现了对小波系数的处理策略。主要分为软阈值和硬阈值两种。我们设F为小波系数,T表示阈值,F(t)为经过阈值处理后的信号,则硬阈值信号F(t)的形式为:

3 系统程序流程图及测试

3.1 系统程序流程图

  根据以上介绍的系统总体结构以及功能,本文设计了相应的系统运行流程图,如图7所示。

3.2 系统测试

  测量误差:为了验证本系统监测得到的心电数据是否准确,对10位不同年龄阶段的人群,在相对安静的状态下进行测试,分别采用医院常用的心电图机,本文设计的监测系统以及人工测量方式,测量结果如图所示,由测试结果可以看出,本文设计的系统与心电图机、人工测量误差范围在3以内,测量结果比较准确。

  去噪效果:本文仿真中采用的心电信号是来自MIT-BIH心率异常数据库。从心电信号波形可以看出,小波阈值去噪法取得了良好的去噪效果,能够较好地去除心电信号中的工频干扰、肌电干扰和基线漂移,较好地保留了心电信号的各项特征。

4 结论

  本文设计了一种基于nRF51822的心电监测系统,本系统采用心电采集模块对使用者进行信息采集,同时利用小波阈值去噪算法对心电信号中存在的噪声进行去噪。通过实验对比分析,当选取适当的小波去噪函数,并设立好正确的去噪阈值函数和信号分解水平,可有效地将心电信息中的各种,且不影响心电信息的各项特征值。将真实的心电信息显示在OLED显示屏上,实际验证表明,本系统能够完成心电监测采集和去噪的功能,具有一定的实用价值,可以应用于医院、家庭等诸多场所。

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  本文来源于《电子产品世界》2017年第5期第47页,欢迎您写论文时引用,并注明出处。


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