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基于蓝牙低功耗技术的可穿戴式健康监护系统研究

文献类型:学位论文

作者周兵
学位类别硕士
答辩日期2014-06-05
授予单位中国科学院大学
授予地点北京
导师夏善红
关键词CC2541 蓝牙低功耗 心电图 心阻抗 可穿戴式设备
学位专业电子与通信工程
中文摘要

心血管疾病是全球范围内的主要死因之一。由于心血管疾病具有突发性等特点,因此设计一款能够连续实时监测人体心脏功能以及相关生理参数的便携式设备有着十分重要的意义。

心电图(ECG)是目前用于诊断心血管疾病的主要技术之一,它可以从电学性能方面反映人体心脏的状态,而心阻抗图(ICG)可以反映心脏的机械性能,同时对ECGICG进行监测能够提供更为精准和全面的心脏健康信息。 因为心率和心输出量等生理参数在不同运动强度下,其正常的范围也不同,因此在移动健康监护中人体运动状态的监控也是不可或缺的。针对以上需求,作者研制了一款可穿戴式心电、心阻抗集成监护仪,本监护仪还能同时监测人体呼吸、体温等重要生理参数和被监护者的实时运动状态信息。

作者采用了蓝牙低功耗技术(Bluetooth Low EnergyBLE),在十分有限的系统资源下,集成了心电、心阻抗前端采集、人体体温监测、三轴加速度监测、三轴角速度监测和基于FAT32文件系统的Micro SD卡本地存储等功能,实现了对心电、心阻抗、体温以及运动状态的连续监测。硬件上的高度集成化,使得设备在体积上相比其他同类产品显著减小,更符合可穿戴式设备的使用需求。在软件方面,作者对TI公司的BLE协议栈进行了深入的研究,在此基础上开发了监护仪的嵌入式固件,实现了主控制器与无线传输单元的整合。上位机分析软件采用LabVIEW平台,不仅完成了PC端与监护仪的通信与控制,对心电、心阻抗信号的显示与分析,而且能对人体运动状态做出实时判断。

BLE技术的采用、软硬件上的高度集成与优化,使得本方案相比具有同等功能的MSP430与蓝牙2.1的分离式设计方案整体功耗降低了75%,在设备正常工作时的平均电流消耗仅为10.25mA,大大的延长了设备的工作时间。

学科主题传感器
语种中文
公开日期2014-06-11
源URL[http://159.226.65.12/handle/80137/10459]  
专题电子学研究所_电子所博硕士学位论文_电子所博硕士学位论文_学位论文
推荐引用方式
GB/T 7714
周兵. 基于蓝牙低功耗技术的可穿戴式健康监护系统研究[D]. 北京. 中国科学院大学. 2014.

入库方式: OAI收割

来源:电子学研究所

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