远程心电监护系统是基于arm9开发平台本科论文.doc

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1、基于ARM9的远程心电监护系统研究与设计摘要心脏疾病成为危害人类健康和生命的主要疾病之一，目前心电监护系统为心脏病人诊断和治疗提供了一个有效的手段，尽管已设计出各种心电监护设备，但是由于设备昂贵，系统扩展性和软件系统可裁剪性较差，心电波形辩认的专业性强，监护实际上依然只够少量人在医院环境下进行。针对这种情况，本文以嵌入式系统为基础，设计出一种基于ARM9的远程心电监护系统，该心电系统具有Web服务器功能。本课程设计的远程心电监护系统是基于ARM9开发平台进行设计，采用高性能的3C2440。首先在MINI2440硬件基础上完成心电信号采

2、集电路的设计。主要包括缓冲处理电路、前级放大电路、高低通滤波电路、隔离电路、主放大电路等。然后根据所设计的硬件的特点和系统需要通过一定的实验证明，本课题所设计的系统能够较好的实现心电信号的采集、波形显示、处理等功能。同时在动态网页上可对病人信息查询、心电波形显示、分析及心电数据下载等，为产品进一步研究和开发奠定了基础。关键词：心电监护,嵌入式系统，第1章绪论11.1课题研究的意义11.2课题研究的目的1第2章心电监护系统硬件设计22.1心电信号的特点22.2MINI2440开发平台介绍42.3心电信号采集放大电路52.3.1缓冲处理5

3、2.3.2前置放大和滤波62.3.3隔离72.3.4主放大电路8第3章嵌入式Linux操作系统的裁剪和移植93.1BootLoader实现93.1.1BootLoader概述93.1.2BootLoader启动过程103.4Linux设备驱动的开发103.4.1Linux设备驱动的概述103.4.2A/D设备驱动设计11第4章心电采集界面设计134.1心电采集与显示14第5章嵌入式Web服务器的设计155.1嵌入式Web服务器概述155.2嵌入式Web服务器的移植16参考文献17第1章绪论1.1课题研究的意义心脏疾病成为危害人类健康的

4、主要疾病之一，据统计全世界死亡人数中有三分之一死于该疾病，近年来我国心血管病的死亡率占人口总死亡率44%[1]。心血管疾病死亡率高于欧美国家及日本。因此对心脏疾病的防治和诊断是非常重要。目前心电监护仪为心脏病人诊断和治疗提供了一个有效的手段。它是把心脏产生的微弱电流(mv级)接收，放大并记录出心电图的装置。它可向医护人员提供病人心电信号的重要信息，利用这些信息，临床医生能更好地分析患者的病情，从而采取适当的治疗措施，获得最佳的治疗效果，因此心监护仪的作用越来越受到重视。1.2课题研究的目的尽管已设计出各种心电监护设备,但是大多数的心电

5、监护系统仍然存在不足之处。心电设备昂贵，只有少量的家庭购买；心电波形辩认的专业性强，自动分析的能力低，操作性不高，监护实际上依然只够少量人在医院环境下进行；各种接口为专业医疗设备设计；虽然远程医疗也应用于心电监护设计中，基于Internet网络的远程心电监护系统大多数采用的是客户机/服务器（C/S）的模式，一般由客户机采集心电数据，然后通过网络传输给大型中心服务器，服务器上安装服务器软件，同时，在客户机上安装相应的客户端应用软件，这样才能使客户端得到相应的服务。成本高、系统结构复杂、开放性低。针对这些不足，本文设计了一种基于ARM9的

6、远程心电监护系统，该心电监护系统在ARM9开发平台上进行，采用高性能的S3C2440微处理器，引用了嵌入式Linux技术，在心电监护界面上除了对心电波形进行显示，另外还对心率进行了分析，以适用于更多的人群。同时该心电监护系统中具备WEB服务器功能，采用了浏览器/服务器（B/S）16的模式，用户在任何地方通过浏览器能够访问该心电监护系统，在动态网页上能够对病人的信息进行查询、心电波形的分析以及心电数据的下载，实现了远程医疗。第2章心电监护系统硬件设计嵌入式微处理器和嵌入式操作系统为核心的嵌入式技术是最近一个新的技术发展方向。以ARM公司

7、的32位IP核为基础的ARM嵌入式微处理器，因其高性能、低功耗、低成本、小体积以及完整的产业链支持，成为嵌入式系统设计的理想选择。本文选用的是广州友善之臂科技有限公司提供的MINI2440开发板，在它的基础上进行研制开发心电系统，MINI2440采用SamsungS3C2440微处理器，系统硬件设计总体框图如图2.1所示。MINI2440开发平台心电信号采集放大电极图2.1系统硬件总体结构2.1心电信号的特点心脏在周期性活动中，伴随着规律的周期性变化的心电生理活动。心脏的心电生理16活动可以看作一组电偶，这组电偶的大小、方向在每次心动

8、周期中呈现有规律性的变化，电偶的电流流经人体的各个部位，在人体表面任何一点产生一个相应变化的电位。将测量电极放置在人体表面的一定部位记录出来的心脏电变化曲线，就是目前临床上常规记录的心电图(ECG)[19]。心电图是心脏