【基于STM32單片機的心率檢測儀設(shè)計開題報告（含提綱）3800字】

PAGE33PAGE8畢業(yè)設(shè)計(論文)題目基于STM32單片機的心率檢測儀設(shè)計一、課題的目的和意義：人體的血液循環(huán)系統(tǒng)主要由心臟、血液、血管等組織構(gòu)成，心臟的周期性的搏動為血液循環(huán)提供動力，使帶有能量的血液不斷流向全身需要新陳代謝的細(xì)胞，同時將細(xì)胞因新陳代謝產(chǎn)生的廢氣帶走的一個過程。血液循環(huán)系統(tǒng)是維持生命正常活動的基礎(chǔ)，細(xì)胞所需要的能量全部靠血液循環(huán)系統(tǒng)來提供，心臟的健康程度是非常重要的，而心率正是反應(yīng)心臟健康程度的重要信息，因此研制一種便攜式的心率檢測系統(tǒng)是非常重要的，特別是對心血管類疾病的診斷，很多潛在性心血管疾病潛伏期很長且病情很少出現(xiàn)或出現(xiàn)的時間極短，常規(guī)心率設(shè)備很難捕捉到，給大眾的身體健康帶來了很大的潛在威脅，到目前為止，與心血管相關(guān)的各種慢性疾病早就已經(jīng)成為影響人們身心健康的頭號威脅，每年因此疾病死亡的人數(shù)也非常多。隨著年齡的不斷增長，患心血管疾病的風(fēng)險也不斷增加，這種趨勢早已對大眾的生命健康帶來了不可忽視的影響，越來越多的生活經(jīng)濟(jì)條件比較好的人已經(jīng)開始關(guān)注自身的生活質(zhì)量，而患心血管疾病的概率隨著自己年齡的增長會變得越來越大，因此關(guān)注心血管疾病的人數(shù)也越來越多。但是目前醫(yī)院的大型心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)還無法滿足社會大眾的需求，很多潛在性心臟疾病需要長時間的檢測才可能被發(fā)現(xiàn)，所以人們非常期待一種價格低、便于攜帶、實時檢測的心率設(shè)備，佩戴這種心率設(shè)備既不影響患者的日常生活，又能做到隨時隨地的檢測并保存患者的心率數(shù)據(jù)信息，人民因此也非常期待有這樣的一種既不妨礙日常生活又能檢測心率信號檢測儀來檢測自身以及家人的心率信號，及時發(fā)現(xiàn)潛在的心臟疾病并得到有效的治療。隨著計算機微電子技術(shù)和信號處理技術(shù)的快速發(fā)展，幾十年來，一些發(fā)達(dá)國家在便攜式心率檢測裝置方面取得了巨大的發(fā)展，使心率檢測裝置朝著小型化、智能化、便攜式的方向不斷發(fā)展。近些年來，我國的一些研究機構(gòu)、芯片產(chǎn)商和企業(yè)開始聯(lián)合起來自主研發(fā)適合我國市場需求的可穿戴心率檢測設(shè)備，在這方面已經(jīng)取得了一定的成果，但是生產(chǎn)出來的心率檢測儀功能比較單一且價格昂貴，距走進(jìn)大眾的日常生活還存在著較遠(yuǎn)的距離，因此人們更期待一種使用方便、價格低廉、采集可靠、智能分析的心率檢測裝置的出現(xiàn)。二、課題研究的主要內(nèi)容（論文提綱）：課題的研究內(nèi)容主要包括：1緒論1.1課題研究的背景和意義1.2主要研究內(nèi)容2心率信號的相關(guān)理論2.1心率信號產(chǎn)生的機理2.2心率信號的特征2.3心率信號的測量方式3系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計3.1硬件電路的總體設(shè)計3.2數(shù)字化處理電路的設(shè)計3.2.1主控芯片的選擇3.2.2最小系統(tǒng)和OLED電路的設(shè)計3.3藍(lán)牙電路的設(shè)計3.4電源電路的設(shè)計3.5心率加測儀整體原理圖和PCB的制作第4章心率監(jiān)護(hù)系統(tǒng)上位機的設(shè)計4.1系統(tǒng)軟件的總體設(shè)計方案4.2系統(tǒng)各模塊的設(shè)計4.2.1登錄界面的設(shè)計4.2.2藍(lán)牙通信的設(shè)計4.2.3系統(tǒng)時間獲取模塊的設(shè)計4.2.4心率信號預(yù)處理模塊的設(shè)計4.2.5心率計算模塊的設(shè)計4.3系統(tǒng)軟件界面的設(shè)計5心率檢測儀的調(diào)試與驗證5.1系統(tǒng)硬件電路的整體調(diào)試5.2系統(tǒng)軟件的調(diào)試6總結(jié)三、文獻(xiàn)檢索及參考文獻(xiàn)目錄(列明文獻(xiàn)檢索的數(shù)據(jù)庫名稱及檢索策略，參考文獻(xiàn)至少15篇以上）：[1]車軼涵,胡立夫,王首起,于福超.基于STM32的夜間心率呼吸監(jiān)測床墊設(shè)計[J].中國科技信息,2021(05):63-64.[2]陳真誠,魏子寧,嚴(yán)波文,張悅.一種活體多通道生理生化檢測儀的設(shè)計[J].現(xiàn)代電子技術(shù),2021,44(04):27-31.[3]張勝男,沈蕊,徐艷,李俊佳,丁旭東,馬盼盼,李大鵬.一種人體健康檢測儀設(shè)計[J].電腦知識與技術(shù),2021,17(03):95-96+112.[4]戴陽,鄭婷婷,楊雪.基于視頻放大與盲源分離的非接觸式心率檢測[J].計算機系統(tǒng)應(yīng)用,2021,30(01):228-234.[5]文紅玉.便攜式家用胎兒心率檢測系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用[J].生命科學(xué)儀器,2020,18(06):76-81.[6]王文昱,胡彩娟.多功能心率檢測救援手環(huán)[J].發(fā)明與創(chuàng)新(中學(xué)生),2020(12):28.[7]吳正玲,陳躍元.嬰幼兒心率檢測系統(tǒng)設(shè)計[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新,2020(34):101-102.[8]孟洋.基于光電容積描記的心率監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計[J].長沙民政職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報,2020,27(03):121-123.[9]楊森杰,林錦鋒,馬凱創(chuàng),邱斌.一種無線便攜式心率血氧檢測儀的設(shè)計[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2020(28):47-49+51.[10]鐘偉雄.一種帶WIFI傳輸?shù)男姆喂δ軝z測儀[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用,2020,38(09):157-160.[11]趙振名,劉永新,高雪,武斌.智能人體參數(shù)檢測儀的設(shè)計與開發(fā)[J].電子測試,2020(07):23-24.[12]熊強強,尹建平,姚衛(wèi)國,曾美琳,徐文磊,李柯,齊志藝,王寧.一種智能型腕帶式心率檢測儀的設(shè)計與實現(xiàn)[J].國外電子測量技術(shù),2020,39(02):88-92.[13]張超.無意識設(shè)計在家用心率檢測儀設(shè)計中的應(yīng)用研究[D].湖北工業(yè)大學(xué),2017.[14]陳孝英,楊濟(jì)民.基于STM32血氧心率檢測儀的研制[J].電腦知識與技術(shù),2017,13(15):231-233.[15]陳孝英.基于STM32的血氧心率檢測儀的研制[D].山東師范大學(xué),2017.[16]張家盛,張加嶺,禹東川,李楊韜.可穿戴式心率檢測系統(tǒng)的設(shè)計[J].自動化與儀器儀表,2015(02):107-108+112.[17]楊越,汪豐.低功耗心率檢測儀設(shè)計[J].電子產(chǎn)品世界,2014,21(12):10-13+16.[18]鄭開明.基于單片機設(shè)計的心率檢測儀[J].電腦知識與技術(shù),2012,8(06):1431-1433.[19]顏擁軍,賴偉,楊彬.數(shù)字化人體心率檢測儀的設(shè)計[J].南華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2010,24(03):22-26.

四、課題研究的基礎(chǔ)、現(xiàn)狀與趨勢(基于對參考文獻(xiàn)資料的分析、綜合與歸納，不少于1000字)：目前，在市場上已經(jīng)可以見到各式各樣的心電圖機，中小型醫(yī)院的心電圖機的普及率也得到了提高，從玄線式心電圖機的問世，已經(jīng)開始向智能型、數(shù)字化的方向不斷發(fā)展。心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)在國內(nèi)外使用比較多的是：CardGuard公司生產(chǎn)的手持式心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)支持藍(lán)牙無線通信，與PC機進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，PC機對心電信號進(jìn)行特征信號分析后將異常的信號再上傳至心電網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中心，監(jiān)控中心將這些病人的生理參數(shù)的數(shù)據(jù)信息存儲起來，以便于醫(yī)護(hù)人員根據(jù)此信息可以作出及時有效的相關(guān)診斷；TIE公司研制的12導(dǎo)聯(lián)心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，該監(jiān)護(hù)系統(tǒng)體積比較大，價格也比較貴，能夠全面的測量心臟各個組織的健康狀況，該系統(tǒng)一般應(yīng)用于大中型醫(yī)院，具有12導(dǎo)聯(lián)測量方式的心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)是檢測心臟活動最有效的監(jiān)測方式，整個系統(tǒng)一般由心電采集模塊、通訊單元、信號處理和上位機構(gòu)成，心電采集模塊采集到的心電數(shù)據(jù)通過通訊單元傳輸?shù)结t(yī)院監(jiān)控中心；卡迪歐公司開發(fā)“護(hù)心神”，采用電耦合的方式獲取人體心電信號，采集到的心電信號含有的干擾信號較少、無差錯、無失真，可隨時隨地采集人體心電信號并保存。綜觀國內(nèi)外心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，總體呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢：（1）微型化隨著高度集成電路的迅速發(fā)展，現(xiàn)在微小的電子芯片在功能不減的情況下，甚至功能還強于早期芯片，體積可以遠(yuǎn)小于早期芯片，同時隨之PCB集成電路的不斷發(fā)展，許多電子產(chǎn)品的體積越來越小了，這為心電儀的微型化、便攜化的特點提供了硬件支撐。（2）數(shù)字化在計算機不斷發(fā)展具有強大的計算能力和處理速度的今天，借助計算機強大計算能力的CPU和各數(shù)字模塊，通過在上位機軟件中寫入各種心電信號數(shù)字濾波算法，為心電信號的去噪與特征識別提供了很大的方便，對于在需要處理大量的心電數(shù)據(jù)的情況下提供了強有力硬件的支撐。（3）智能化在人工智能火熱的今天，使用自主學(xué)習(xí)的智能算法去檢測異常心電信號，一旦發(fā)現(xiàn)異常信號，及時存儲下來，同時向病人家屬和醫(yī)生發(fā)送短信通知，在緊急情況下，還可以準(zhǔn)確定位患者位置。（4）遠(yuǎn)程化在人口眾多而醫(yī)療資源和具有高資質(zhì)醫(yī)生短缺的今天，通過建立遠(yuǎn)程醫(yī)療診斷方式，可以使患者采集的心電數(shù)據(jù)及時發(fā)送至醫(yī)療中心，特別是在一些緊急情況和邊遠(yuǎn)山區(qū)發(fā)生突發(fā)的情況下，醫(yī)生可以通過遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)中心實時查看患者的病理特征，對患者做出及時有效的治療指導(dǎo)方案，遠(yuǎn)程化對于我國一些邊遠(yuǎn)山區(qū)的患者也是非常必要的，在邊遠(yuǎn)山區(qū)患者突發(fā)病情時，大型心電監(jiān)護(hù)儀很難隨身攜帶，這時如果有可靠的便攜式心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，即可通過其將采集到的心電數(shù)據(jù)信息快速地傳輸至醫(yī)療數(shù)據(jù)中心，讓醫(yī)生對患者的病情做出及時有效地指導(dǎo)。但從目前國內(nèi)外市場上的便攜式心率圖機上看，主要分為三大類：第一大類是能夠長時間監(jiān)測并記錄心心率號數(shù)據(jù)信息，但須將采集到的心率信號存儲在內(nèi)存卡里而不能進(jìn)行實時有效的分析處理，檢測完成后需將內(nèi)存卡的心率數(shù)據(jù)導(dǎo)入專用的計算機進(jìn)行回顧分析，很難及時有效的發(fā)現(xiàn)異常心率信號；第二類是選擇式（片斷式）記錄心率圖機，它能夠?qū)崟r分析心率信號，一旦發(fā)現(xiàn)異常信號時，能夠?qū)l(fā)生異常信號時刻前后一分鐘以內(nèi)的數(shù)據(jù)記錄下來，但這種方式受諸多因素的影響，很多將一些少見的心血管疾病的前兆心率信號記錄下來；第三類是能夠長時間的記錄和分析，但存儲容量比較有限，無法做到便攜式。五、本課題解決思路或?qū)嶒灧椒ㄡ槍δ壳笆袌錾铣霈F(xiàn)的便攜式心率檢測儀的不足之處，還很難進(jìn)入社區(qū)、服務(wù)家庭，本文主要進(jìn)行了一個便攜式心率檢測儀的設(shè)計。通過心率傳感器采集到人體皮膚表面心率信號通過硬件的相關(guān)處理后，利用藍(lán)牙通信的方式將心率數(shù)據(jù)傳送給上位機進(jìn)行數(shù)字濾波處理后進(jìn)行顯示和數(shù)據(jù)存儲。過查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，主要對心率信號產(chǎn)生的機理、特點、采集過程中需要注意的事項進(jìn)行了說明講解，為本文心率檢測儀的設(shè)計奠定相關(guān)的理論支撐。再詳細(xì)講解硬件采集電路、數(shù)字處理電路、藍(lán)牙通信電路以及電源電路模塊的設(shè)計，具體解釋各個模塊的芯片選擇，介紹心率檢測儀上位機的整體設(shè)計方案和各個模塊的設(shè)計過程，以及在嵌在模塊當(dāng)中的心電濾波算法的驗證，最后在PC機上可以顯示心率數(shù)據(jù)和存儲心電數(shù)據(jù)。最后，對本文所設(shè)計的心率檢測儀中的各個模塊功能按照順序進(jìn)行調(diào)試與驗證，以檢驗設(shè)計方案的可行性六、工作計劃或時間安排起止日期畢業(yè)設(shè)計(論文)工作進(jìn)度（主要內(nèi)容、完成要求）2017.01