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低功耗心率检测仪设计

作者:杨越时间:2014-11-27来源:电子产品世界收藏
编者按:  摘要:根据人体真实信号I导联,以MSP430F5529 Launchpad系统板为核心,设计了一种便携无线心电监视仪。硬件上采用TI公司的高性能模拟器件,以提取微弱的QRS波形的同时,使功耗降到最低;软件上实现了信号调制、信号处理,准确计算心率;显示上以安卓手机作为终端,靠蓝牙进行通讯。实验样机的初步测量结果表明,在安静状态下,心电信号无失真、心率测量误差在3%内。  1 引言  心血管疾病是现代工业社会中对人类生命威胁最大的疾病,因此日常的心脏监护就成为保证病人生命安全的重要手段

  3.3 右腿驱动模块

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/266044.htm

  心电测量仪周围被电力线所包围,不管有无电流通过,它与电极线之间总存在静电耦合电容,由电容耦合所引起的位移电流将通过皮肤-电极接触阻抗接地并形成共模电压干扰。通常,采用右腿驱动电路是减小位移电流干扰所普遍采用的有效方法。设计如图3所示。

  3.4 滤波模块

  的有效频率范围在0-100Hz,但是环境中含有大量的噪声,为了得到准确的心电波形,滤波则非常重要。首先为了去除肌电噪音和电极极化电压带来的直流分量,要通过一个0.5Hz的2阶有源高通滤波器;为了滤掉环境中的大量高频干扰,我们使用了100Hz的2阶低通Butterworth低通滤波器;对带来最大干扰的就是50Hz的工作频率,本设计中的心电采集系统采用电池供电,从电路上减少了工频干扰。但工频噪声仍会以电磁波辐射的形式对电路造成影响,在电极前端耦合进电路系统,严重影响采集到的质量,所以我们选用了可调Q值的双T带阻滤波器,滤除50Hz的工频干扰。综上,我们选用OPA2333来设计滤波电路。OPA2333的优良性能(特别是低功耗和低温漂)符合设计需求。通过滤波和放大我们得到较好的心电波形,如图4。

  4 系统软件设计

  系统软件在结构上分为主控程序、AD采集模块、信号处理模块、无线通信模块。系统上电后,主控程序读取启动参数,完成各个模块的初始化。当扫描到有手机发来的开始信号,开始AD采样,当采样达到预定数量后,对信号进行数字滤波处理,再计算得到心率。系统软件的流程图如图5所示。

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