本文關(guān)鍵詞：面向移動健康的穿戴式檢測模塊研發(fā)

  更多相關(guān)文章： 穿戴式 生理參數(shù) 陀螺儀 藍牙低功耗

【摘要】：生理參數(shù)的檢測對現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的發(fā)展有著重要的意義,長期的監(jiān)測可以形成寶貴的醫(yī)療數(shù)據(jù);同時,運動數(shù)據(jù)檢測在體育訓(xùn)練、醫(yī)療護理和康復(fù)醫(yī)學(xué)中的價值近年來也逐漸被發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用�！盎ヂ�(lián)網(wǎng)+”戰(zhàn)略確定后,整個醫(yī)療行業(yè)對可穿戴設(shè)備、移動醫(yī)療解決方案的認(rèn)可程度達到了新高,促進了民眾“治未病”觀念的形成。本文就可穿戴設(shè)備在移動健康領(lǐng)域中的應(yīng)用加以討論分析,按照統(tǒng)一建模語言的嵌入式設(shè)備開發(fā)流程,設(shè)計了低功耗、高精度的生理參數(shù)檢測模塊,以及使用九軸陀螺儀的運動檢測模塊,使用藍牙低功耗技術(shù)進行近端通訊,使用蜂窩網(wǎng)絡(luò)進行遠程通訊。項目選擇了對心電、體溫、血氧飽和度和運動數(shù)據(jù)的檢測進行模塊研發(fā)。生理參數(shù)模擬前端使用高集成度的低功耗芯片,內(nèi)部除了具有高性能模數(shù)轉(zhuǎn)換器之外,還直接包含針對心電、脈搏波等微弱信號的專用濾波器,適合可穿戴模塊的開發(fā)需求�？纱┐鬟\動數(shù)據(jù)采集模塊,使用了體積微小、靈敏度高的微機電系統(tǒng)九軸陀螺儀,包含三軸加速度傳感器、三軸角速度傳感器和三軸磁力傳感器,可以在內(nèi)部控制器完成卡爾曼濾波和動態(tài)姿態(tài)估計算法。四元數(shù)運動數(shù)據(jù)傳輸至單片機進行封包處理后,通過藍牙串口透明傳輸至上位機。在世界坐標(biāo)系和相對坐標(biāo)系中完成數(shù)據(jù)的定標(biāo)初始化之后,上位機可以實時展現(xiàn)三維空間的肢體運動,并進行人體關(guān)節(jié)活動度的計算。檢測系統(tǒng)采用低功耗的藍牙通訊模塊和安全高效的電源管理模塊。項目創(chuàng)新性地設(shè)計了心電檢測背心,可以隨時測量用戶心電數(shù)據(jù);設(shè)計了耳夾式的血氧探頭,并且巧妙地在探頭內(nèi)集成溫度檢測功能;設(shè)計了使用九軸陀螺儀的運動檢測設(shè)備,除了具有監(jiān)測用戶睡眠和跌倒報警的功能外,還可用于康復(fù)訓(xùn)練。經(jīng)與同類產(chǎn)品對比測試,模塊達到了很高的檢測精確度,并且具有較低的功耗。文章系統(tǒng)介紹了整個穿戴式檢測模塊系統(tǒng)的開發(fā)流程,作為移動健康云服務(wù)系統(tǒng)的硬件基礎(chǔ),對相關(guān)領(lǐng)域具有一定的參考價值。
【關(guān)鍵詞】：穿戴式 生理參數(shù) 陀螺儀 藍牙低功耗
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：R197.39;TH789
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-18
• 1.1 課題研究的背景和意義11-13
• 1.1.1 課題研究的背景11-12
• 1.1.2 課題研究的意義12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和相關(guān)行業(yè)分析13-16
• 1.2.1 智慧醫(yī)療行業(yè)的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 可穿戴醫(yī)學(xué)檢測研究分析14-16
• 1.3 論文研究內(nèi)容和組織結(jié)構(gòu)16-18
• 1.3.1 論文的研究內(nèi)容16-17
• 1.3.2 論文的組織結(jié)構(gòu)17-18
• 第二章 統(tǒng)一建模語言設(shè)計方法18-27
• 2.1 基于統(tǒng)一建模語言的系統(tǒng)開發(fā)方法18-19
• 2.2 基于統(tǒng)一建模語言的系統(tǒng)總體設(shè)計19-23
• 2.2.1 穿戴式檢測模塊的系統(tǒng)需求19-21
• 2.2.2 穿戴式檢測模塊的系統(tǒng)分析21-22
• 2.2.3 穿戴式檢測模塊的設(shè)計方案22-23
• 2.3 軟硬件開發(fā)工具介紹23-26
• 2.3.1 Keil和IAR介紹23-25
• 2.3.2 Altium Designer介紹25-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第三章 穿戴式心電檢測模塊開發(fā)27-42
• 3.1 心電相關(guān)知識和檢測意義27-28
• 3.1.1 心電相關(guān)知識介紹27
• 3.1.2 心電檢測的意義27-28
• 3.2 穿戴式心電檢測模塊嵌入式設(shè)計28-36
• 3.2.1 心電檢測模擬前端29-31
• 3.2.2 混合信號處理器31-32
• 3.2.3 藍牙低功耗芯片32-33
• 3.2.4 電源電路的設(shè)計33-34
• 3.2.5 通信協(xié)議的確定34-35
• 3.2.6 工作模式的確定35-36
• 3.3 穿戴式心電檢測模塊測試結(jié)果36-41
• 3.3.1 藍牙測試36-37
• 3.3.2 功耗測試37-38
• 3.3.3 精度測試38-40
• 3.3.4 佩戴測試40-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第四章 穿戴式血氧飽和度檢測模塊開發(fā)42-59
• 4.1 血氧飽和度相關(guān)知識和檢測意義42-45
• 4.1.1 血氧飽和度相關(guān)知識介紹42-44
• 4.1.2 血氧飽和度檢測的意義44
• 4.1.3 體溫檢測的意義44-45
• 4.2 穿戴式血氧檢測模塊嵌入式設(shè)計45-52
• 4.2.1 血氧檢測模擬前端46-48
• 4.2.2 混合信號處理器48
• 4.2.3 藍牙低功耗芯片48
• 4.2.4 體溫檢測的設(shè)計48-50
• 4.2.5 電源電路的設(shè)計50
• 4.2.6 通信協(xié)議的確定50-51
• 4.2.7 工作模式的確定51-52
• 4.3 穿戴式血氧檢測模塊測試結(jié)果52-58
• 4.3.1 藍牙測試52-53
• 4.3.2 功耗測試53-54
• 4.3.3 精度測試54-57
• 4.3.4 佩戴測試57-58
• 4.4 本章小結(jié)58-59
• 第五章 穿戴式運動檢測模塊開發(fā)59-71
• 5.1 運動捕捉相關(guān)知識和檢測意義59-62
• 5.1.1 運動捕捉相關(guān)知識介紹59-61
• 5.1.2 運動狀態(tài)檢測的意義61-62
• 5.2 穿戴式運動檢測模塊嵌入式設(shè)計62-68
• 5.2.1 九軸陀螺儀模塊62-63
• 5.2.2 主控芯片的選型63-64
• 5.2.3 藍牙低功耗芯片64-65
• 5.2.4 電源電路的設(shè)計65-66
• 5.2.5 通信協(xié)議的確定66
• 5.2.6 工作模式的確定66-68
• 5.3 穿戴式運動檢測模塊測試結(jié)果68-70
• 5.3.1 藍牙測試68
• 5.3.2 功耗測試68
• 5.3.3 精度測試68-69
• 5.3.4 佩戴測試69-70
• 5.4 本章小結(jié)70-71
• 總結(jié)和展望71-73
• 總結(jié)71
• 展望71-73
• 參考文獻73-78
• 攻讀碩士期間取得的研究成果78-79
• 致謝79-81
• 附件81

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