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便携式心率采集系统设计学生：学号：指导教师：助理指导教师：专业：摘要随着生物医学工程技术的开展, 医学信号测量仪器日新月异。
生物医学测量与临床医学和保健医疗的联系日益严密。
通过对人体各种生理信号的检测，能更好的认识人体的生命现象，这其中脉搏信号包含丰富的人体健康状况信息,从中提取的心率值对人体健康有着重要的参考作用。
本文采用光电反射式传感器, 设计了一套便携式可穿戴的获取和保存脉搏信号的系统。
本设计主要是基于STM32L低功耗单片机，利用光电传感器产生脉冲信号，经过放大整形滤波后，输入单片机内AD进展采样并将数字化后的脉搏信号和计算出的心率值保存在SD卡中。
后期通过上位机软件可以观测脉搏信号，对人体健康进展评估，因此该系统适用于保健中心、医院和家庭等场所。
本设计所设计的基于单片机的便携式心率采集系统对推进脉诊技术客观化和HRV研究具有积极的促进作用。
关键词：脉搏，单片机，光电传感器，脉冲信号，便携式ABSTRACTWith the development of the biomedical engineering technology, the medical signal measuring instrument is changing everyday. Biomedical measurement and clinical medicine and health care increasingly close ties. We could better understand the phenomenon of human. life through various physiological signal detection of the human body. Pulse inclusions rich state of the health information, By using optical sensors, With the high development of electronics and puter nowadays, the pulse diagnosing technology should be objective and quantitive. this text access to the pulse signal design methods. This paper mainly introduces the concrete realization method for digital pulse counter, which uses photoelectric sensors to generate pulse signal. The pulse signal is amplified and regenerated to input into MCU to carry out corresponding control, as a result the pulse number per a minute is measured. The use of the pulse counter is quick and convenient. Through observing the pulse signal, human health can be inspected, it is usually used in health care centers and the hospitals. In my design, Portable heart rate measuring instrument based on MCU has a positive role in promoting the objective of the pulse technology.Key words：Pulse, MCU, Photoelectric Sensor, Pulse Signal, Portable目录摘要IABSTRACTIII1 绪论11242 整体系统结构62.1 脉搏测量模块772.1.2 光电式脉搏传感器711131319213 系统软件设计233.1功能配置：233.2硬件相关配置：243.3文件系统配置：24325．总结33参考文献341 绪论随着人们生活水平的提高，地球环境遭到破坏，多种疾病威胁着人们的生命,而心脏病的发作又是人们难以预防的突发致命疾病。
基于STM32的多功能心电信号监测系统设计摘要：心脏是人体最重要的器官之一，对于心脏的监测和诊断是医学领域的重要问题。
本文提出了一种基于STM32的多功能心电信号监测系统设计方案。
系统通过采集心电信号，并进行滤波和放大等预处理操作，最后将数据传输给上位机进行进一步的分析和处理。
设计方案中充分应用了STM32的硬件资源，提高了系统的性能和可靠性。
实验结果表明，该系统可以准确、稳定地采集和处理心电信号，并具有较好的实用性和可扩展性。
1.引言心电图是医学领域常用的一种诊断手段，可以通过记录心脏电活动来评估心脏的功能状态。
传统的心电监测设备体积庞大、价格昂贵，不适用于家庭和移动应用场景。
因此，设计一种小型、低功耗、高性能的心电监测系统具有重要意义。
2.系统硬件设计本系统的硬件设计主要包括STM32单片机、AD8232心电芯片、滤波电路、放大电路和数据传输模块等。
其中，STM32单片机作为主控芯片，负责采集和处理心电信号。
AD8232芯片是专门用于心电信号放大和滤波的集成电路，可以减少系统的硬件成本和功耗。
3.系统软件设计系统软件设计主要包括数据采集、滤波和放大、数据传输和用户界面设计等。
首先，通过STM32单片机的ADC模块采集心电信号，并通过软件滤波和放大操作。
然后，将处理后的数据通过串口传输给上位机进行进一步的分析和处理。
最后，设计一个友好的用户界面，方便用户进行操作和数据显示。
4.系统性能评价为了评估系统的性能，进行了一系列的实验。
实验结果表明，系统能够稳定、准确地采集和处理心电信号，并具有较好的信噪比和动态范围。
此外，系统的功耗较低，适用于长时间的监测。
同时，系统具有较好的可扩展性，可以通过增加传感器和功能模块实现更多的监测和诊断功能。
5.结论本文设计了一种基于STM32的多功能心电信号监测系统，通过充分利用STM32的硬件资源，提高了系统的性能和可靠性。
实验结果表明，该系统可以稳定、准确地采集和处理心电信号，并具有较好的实用性和可扩展性。
微弱信号检测课题报告心电信号采集—噪声分析及抑制指导老师：***院系：机电学院测控系班级：学号：姓名：【目录】【摘要】 (3)第一章 (4)1.1人体生物信息的基本特点[1} (4)1.2 体表心电图及心电信号的特征分析[4] (5)1.3心电信号的噪声来源[7] (6)1.4 心电电极和导联体系分析 (7)1.4.1系统电极选择[8] (7)第二章硬件电路设计 (8)2.1 心电信号采集电路的设计要求 (8)2.2 心电采集电路总体框架 (9)2.3采集电路模块 (11)2.4 AD620引入的误差 (11)2.4.1 电子元件内部噪声 (11)2.4.2集成运放的噪声模型： (13)2.4.3 AD620的噪声计算 (14)2.4.4 前置放大电路改进措施 (15)2.5 滤波电路设计 (17)2.6电平抬升电路[14] (20)2.7心电信号的50Hz带阻滤波器（50Hz陷波）设计[15] (20)结论 (22)附录：参考文献 (23)【摘要】心脏是人体循环系统的核心，心脏的活动是由生物电信号引发的机械收缩。
在人体这个三维空间导体当中，这种生物电信号可以波及人体各个部分，在人体体表产生规律性的电位变化。
在人体体表的一定位置安放电极，按时间顺序放大并记录这种电信号，可以得到连续有序的曲线，这就是心电图。
针对心电信号的特点进行心电信号的采集、数据转换模块的设计与开发。
设计一种用于心电信号采集的电路，然后进行A/D转换，使得心电信号的频率达到采样要求。
人体的心电信号是一种低频率的微弱信号，由于心电信号直接取自人体，所以在心电采集的过程中不可避免会混入各种干扰信号。
为获得含有较小噪声的心电信号，需要对采集到的心电信号做降噪处理。
运用一个心电信号检测放大电路，充分考虑了人体心电信号的特点，采用前置差动放大+带通滤波器+50Hz陷波器(带阻滤波器)组成的模式，对心电信号进行测量。
关键词：心电信号采集，降噪，A/D转换放大，噪声分析第一章1．1人体生物信息的基本特点[1}人体的生物信号测量的条件是很复杂的。
个人健康系统心电数据采集设计一、引言随着人们对健康的关注度不断提高，个人健康系统越来越受到人们的关注和需求。
心脏病是世界上最常见的疾病之一，而早期的心脏病往往不容易被人们察觉。
因此，开发一种可靠的个人健康系统，能够监测用户的心脏健康状况，对于预防心脏病的发生具有重要意义。
二、系统概述1.实时监测用户的心电数据；2.分析和识别用户的心脏健康状况；3.提供个性化的健康建议和预警。
三、系统结构1.佩戴式心电传感器：用户佩戴在胸部或手腕处，通过电极与皮肤接触，采集心电图信号；2.无线数据传输模块：将佩戴式心电传感器采集到的心电图数据通过无线方式传输给手机或其他便携设备；3.手机应用程序：接收心电图数据，进行数据处理和分析，生成报告，并提供个性化的健康建议和预警；4.数据存储和云服务：将用户的心电图数据存储在云端，方便用户随时查看和分析。
四、心电图数据采集与处理1.心电图数据采集：佩戴式心电传感器通过电极与用户皮肤接触，采集长时间（如24小时）的心电图信号，以获得更准确的心脏健康状况信息；2.数据滤波和去噪：采集到的心电图数据需要进行滤波和去噪处理，以消除干扰和噪声，并提高数据的可靠性；3.R波识别：R波是心电图中最明显的波峰，通过识别R波来计算心脏的心率；4.心律失常检测：通过对心电图数据的形状和间隔进行分析，检测是否存在异常的心律失常；5.心脏异常检测：通过对心电图数据的波形和特征进行分析，识别可能存在的心脏异常，如心肌缺血、心律不齐等。
五、数据分析与健康建议1.心脏健康评估：根据心电图数据的分析结果，对用户的心脏健康状况进行评估，以判断是否存在潜在的心脏病风险；2.健康建议：根据用户的心脏健康状况和需要，生成个性化的健康建议，包括生活方式调整、药物治疗建议等；3.预警功能：系统可以设置不同的预警阈值，当用户的心电图数据超过预警阈值时，在手机或其他便携设备上提醒用户，并建议尽快就医。
六、数据存储和隐私保护1.数据存储：个人健康系统采用云存储方式，将用户的心电图数据存储在云端，以便用户随时查看和分析；2.数据隐私保护：用户的心电图数据是敏感数据，系统需要采取相应的数据加密和隐私保护措施，确保用户的数据安全和隐私不受侵犯。
数字信号处理实验报告专业：姓名：学号：班级：指导教师：电子信息与自动化学院基于MATLAB的IIR数字滤波器设计——心电图采集系统摘要：在现代通信系统中，由于信号中经常混有各种复杂成分，所以很多信号分析都是基于滤波器而进行的，而数字滤波器是通过数值运算实现滤波，具有处理精度高、稳定、灵活、不存在阻抗匹配问题，可以实现模拟滤波器无法实现的特殊滤波功能。
实现IIR滤波器的阶次较低，所用的存储单元较少，效率高，精度高，而且能够保留一些模拟滤波器的优良特性，因此应用很广。
本文首先介绍了数字滤波器的概念，分类以及设计要求。
接着利用MATLAB函数语言编程，完成IIR数字滤波器的设计与信号滤波——心电图采集系统。
关键词：脉冲响应不变法；双线性变换法；Chebyshev；Butterworth；IIR滤波器Abstract：In modern communication system, because there are often a variety of complex components in the signal, many signal analysis is based on filter, while digital filter is realized by numerical operation, which has high processing accuracy, stability, flexibility, no impedance matching problem, and can realize the special filtering function that analog filter can not realize. The order of implementing IIR filter is low, the memory unit used is less, the efficiency is high, the precision is high, and some excellent characteristics of analog filter can be retained, so it is widely used. In this paper, the concept, classification and design requirements of digital filter are introduced at first. And then use MA. TLAB function language programming, completed the design of IIR digital filter and signal filtering-ECG acquisition system.Keywords：Impulse response invariance method; bilinear transformation method; Chebyshev;Butterworth;IIR filter目录第1章滤波器简介 (1)1.1 滤波器的定义及分类 (1)1.2 滤波器的国内外研究现状 (1)第2章IIR数字滤波器的原理与结构 (2)2.1 数字滤波器的定义及分类 (2)2.2 IIR数字滤波器的结构与特点 (2)第3章IIR数字滤波器的设计方法 (2)3.1 IIR数字滤波器的设计指标 (2)3.2 利用模拟滤波器设计IIR数字滤波器方法 (3)第4章基于MATLAB 设计IIR数字滤波器 (3)4.1 MATLAB简介 (3)4.2 基于MATLAB的设计IIR数字滤波器的步骤 (3)4.2.1 利用Butterworth实现IIR滤波器 (3)4.2.2 利用Chebyshev实现IIR滤波器 (4)4.2.3 利用椭圆实现IIR滤波器 (4)第5章基于MATLAB的IIR滤波器的应用 (5)5.1 IIR数字滤波器的应用---心电图采集系统 (5)第6章总结与展望 (9)参考文献 (9)第1章滤波器简介1.1 滤波器的定义及分类滤波器是一种用来消除干扰杂讯的器件，凡是可以使信号中特定的频率成分通过，而极大地衰减或抑制其他频率成分的装置或系统都称之为滤波器，相当于频率“筛子”。
心电图策划方案1. 引言心电图（Electrocardiogram，简称ECG）是通过记录心脏电活动的变化，来反映心脏功能状况的一种诊断工具。
随着人们对健康关注的增加，心电图在临床医学中的应用越来越广泛。
本文档将介绍心电图策划方案，包括目标、项目计划和实施步骤等内容。
2. 目标本项目的主要目标是开发一种便捷、准确的心电图检测和分析工具，帮助医生进行心脏疾病的诊断和监测。
具体目标如下：•开发一个易于使用的心电图检测设备，可以便捷地采集心电图数据。
•开发一套自动化的心电图分析算法，可以快速准确地分析心电图数据。
•提供一个用户友好的界面，提供心电图数据的可视化和分析结果的输出。
3. 项目计划3.1 需求分析在项目开始之前，需要进行详细的需求分析，明确用户的需求和期望。
通过调研用户群体，并与专业医生进行沟通，可以确定项目的功能和界面设计。
3.2 设备开发针对用户需求，进行心电图检测设备的开发。
设备应具备以下特点：•设备应该小巧轻便，便于携带和操作。
•设备应该可以准确地采集心电图数据。
•设备操作简单，适合不同年龄和技术水平的用户使用。
3.3 算法开发基于采集到的心电图数据，开发一套自动化的分析算法。
该算法应具备以下特点：•快速准确地分析心电图数据，识别心脏异常。
•提供丰富的分析指标，如心率、ST段变化、QT间期等。
•支持不同类型心电图的分析，如静息心电图、运动心电图等。
3.4 界面设计开发一个用户友好的界面，用于展示心电图数据和分析结果。
界面应具备以下特点：•界面简洁清晰，易于操作和理解。
•心电图数据以图表的方式展示，方便用户阅读和分析。
•分析结果可以以表格或图表的形式输出，便于医生进行诊断和监测。
3.5 测试与优化在开发完成后，进行系统测试和优化，确保系统的稳定性和功能完备性。
通过与专业医生的合作，收集反馈意见，并在实际使用中不断优化系统。
4. 实施步骤4.1 需求调研与医生和潜在用户进行沟通，了解需求和期望。
ECG说明书一． ECG 系统概述ECG系统是提供在嵌入式系统下采集心电信号数据的专用系统。
ECG系统将信号发生器感应的数据通过导联线传递到系统中，因此整个 ECG系统会被集成一个整体。
二． ECG 系统整体框架信心ECG号导联线电2440主板串口系发采统生集软器模件块三． ECG 系统详细介绍1.信号发生器本信号发生器产生的波形是正常的心电波形，信号发生器上有四个按键依次是选择键，增加键，减少键，确认键；信号发生器上电后自动产生波形 1 的正常心电波形。
信号发生器上的 LED显示管若是在 5 秒内没有操作按键时会自动关闭显示节省电源，按任意按键则触发再次显示。
信号发生器上有四个按键，依次是选择键，增加键，减少键，确认键。
其中选择键是用来选择要改变的参数，共有 4 个 LED管来显示 4 个代码，分别代表显示的内容， 1 代表波形代码， 2-4 代表要更改的参数（ 2 是数值的百位， 3 代表十位， 4 代表个位） LED管右下脚的亮点，表示现在选择的内容；可以进行更改。
增加键是当使用选择键选择好更改内容后，使用此键进行参数更改。
减小键是当使用选择键选择好更改内容后，使用此键进行参数更改。
确认键是当参数更改完毕后，此键确认后将确认参数的更改，并产生相应的波形。
信号发生器如下图所示 :2.导联线导联线是用来将信号发生器产生的数据传送到主板上，由于心电噪声背景比较强, 测量条件比较复杂，因此选择导联线的精度要求较高。
导联线如下图所示:3.心电采集模块采样模块是专门为采样心电图而设计的，它有八个差分信号输入通道，由于模拟输入端具有高达 100M的输入阻抗，所以它可以直接连接高阻信号源，模块以串行方式输出采样的数据。
具体实际参数设置可参见附录。
4.ECG 系统软件4.1 硬件环境运行环境 : 2440开发板(接入电源是12 伏 )运行操作系统 : wince5.0存储位置 : 2G SD卡4.2 软件编程环境Visual Studio 2008专业版4.3 软件编程语言VC++4.4 ECG 系统软件简单介绍其中”Type”下拉列表中是有12 组心电图的波形对应的名称，分别是I,II,III,avR,avL,avF,V1,V2,V3,V4,V5,V6,您在测量显示波形时必须要选择您想看到的波形的名称。
目录摘要 (2)第一章绪论 (3)1.1引言 (3)1.2 本课题研究意义 (3)第二章本课题主要硬件设计内容 (10)2.1心电信号采集 (11)2.1.1带通滤波电路 (13)2.1.2工频陷波电路 (14)2.1.3主放大电路 (15)2.1.4 A/D转换 (16)2.1.5 ADC0809内部功能与引脚介绍 (16)2.1.6 AT89C51与ADC0809的接口 (18)2.1.7 时钟源设计 (19)2.1.9 复位电路设计 (19)1.1.10 显示电路 (19)第三章系统主要程序设计 (20)第四章系统原理图 (26)总结 (27)参考文献 (28)摘要心脏病已成为危害人类健康的主要疾病之一。
据统计，心血管疾病是威胁人类生命的主要疾病，世界上心脏病的死亡率仍占首位。
因此，对心血管疾病的诊断、治疗一直被世界各国医学界所重视，准确地进行心电信号提取，为医生提供有效的辅助分析手段是重要而有意义的课题。
随着电子技术的迅速发展，医用心电信号采集系统近年来己在临床诊断中逐渐应用。
首先，设计心电采集模块，包括心电前置放大器、带通滤波电路、线性光耦放大电路、50 Hz陷波电路、35 Hz陷波电路及电平抬升电路，A/D 转换电路输出显示电路等。
其次，由于越来越多的研究者发现心电图中变化与大多数心血管疾病都有着紧密的联系，因此，本课题设计了心电信号检测方法，包括心电信号的采集，放大以及波形的液晶显示。
在论文当中，设计的电路能够有效的抑制了各种干扰，检测出良好的心电信号。
论文的研究工作基本上达到了设计的要求，为进一步的产品开发打下了良好的基础。
关键词：心电信号；数据采集；A/D转换；单片机；LCD显示第1 章绪论1.1 引言心电信号是人类较早研究并应用于医学临床的生物电信号之一，它比其他生物电信号更易于检测，并具有一定的规律性。
自1903 年心电图引入医学临床以来，无论是在生物医学方面，还是在工程学方面，心电信号的记录、处理与诊断技术均得到了飞速的发展，并积累了相当丰富的资料。
当前，心电信号的检测、处理仍然是生物医学工程界的重要研究对象之一。
1.2 本课题研究意义心脏病已成为危害人类健康的主要疾病之一．据统计，世界上每年平均有几百万人死于心血管疾病，心血管疾病是威胁人类生命的主要疾病。
据统计全世界死亡人数中，约有三分之一死于此类疾病，很多病人由于没能及时发现病变从而延误了治疗。
在我国因心血管疾病而死亡的人数占总死亡人数的44％。
可见心脏病己成为危害人类健康的多发病常见病，因此心脏系统疾病的防治和诊断是当今医学界面临的首要问题。
国际上医学界人士能够通过对心电信号的特征、规律的研究，对部分相关病变做出早期预测和及时诊断；因此，准确地进行心电信号提取，为医生提供有效的辅助分析手段是重要而有意义的课题。
医学实践表明，对猝发性心律失常患者，如果能够及早发现心律失常先兆，及时采取抢救措旋，其中70％．80％的患者可以避免死亡。
随着电于技术的迅速发展，医用电子监测、监护系统，近年来己在临床中普遍应用。
这类仪器是以心电图作为首位监护参数的，所以也称为心电监护。
常规心电图是病人在医院静卧情况下由心电图仪记录下来的心电活动，一般有12个导联，反映了额面和横面上的心电变化，可以从多个角度观察到心脏的活动情况。
对心肌梗塞、早搏、左前支阻塞和左后分支阻塞等进行定位诊断，是心脏病诊断的重要手段之一，但是常规心电图仅记录6～100个心动周期，历时仅几秒～1分钟左右，只能获取较少有关心脏状态的信息。
一个正常人一天24小时心搏数达10万次以上，在有限的时间内，记录发生心率失常的概率相当低，尤其是一些阵发性心率失常，即使病人有自觉症状，但在做常规心电图检查时也往往难以捕获。
研究发现监测l rain心电图只能检出10％病人的心率失常，24h则可达到85%~90%。
在人的日常活动过程中进行心电监护，长时间不间断地记录得到的动态心电图，包含各种情况下的心电图形。
这样它就能发现常规心电图检查时不易发现的短暂心律失常和一过性的心肌缺血，并且还能进一步计算出它们发作的频率和分析引起它们发作的条件。
因此，动态心电图有助于诊断心律失常和心绞痛；有助于鉴别胸痛、心悸、头晕和昏厥是否由心脏原因所引起；可作为心肌梗塞病人康复期的监测；可用于细致研究抗心律失常和抗心绞痛药物的疗效；也用作观察人工心脏起搏器的治疗作用，从而大大提高临床心电图诊断的价值。
实践表明，应用动态心电监护进行长时间连续心电记录，其24小时动态心电图检查对冠心病心肌缺血的检出率为70%~90%。
对症状不典型、常规心电图检查正常或仅有轻微改变、运动实验阴性或可疑阳性的可疑冠心病人、不稳定性心绞痛的病人非常有用，对于冠状动脉痉挛引起的无症状性心肌缺血等症，尤其有效，而且，这些都是常规心电图检查难以发现的。
此外，由于动态心电图能比较不同生理或病理状态下的心电图变化，还可用于医学科学研究，例如取得正常情况下的各种心电图数据，与特定状态下的相应数据进行对比分析等等。
可见它的用途是相当广泛的。
动态心电图长时间的记录，不但使心电变化的检出率发生量的飞跃，还能使那些平静、仰卧状态下不会出现的心电变化揭示出来，并能了解这些变化与心率、日常生活、症状、体位等及其他心电活动变化之间的关系，使心电图的临床应用提高到一个新阶段。
由于心电监护能及时捕捉心律的各种异常变化，使医生能对病情了如指掌，一旦病兆出现就能及时采取治疗措施，从而有效地降低死亡率。
因此，能够记录分析病人24小时活动过程中的动态心电图，并对其分析，给医生提供具有诊断价值的资料，对于心脏功能的评估，心脏病的早期诊断非常有益。
由于动态心电监护仪其价格的高昂以及我国人口的众多，经济的落后，到目前为止，我国县级医院大多数仍没有配备动态心电监护仪，乡镇医院除少数经济条件特别好的外，其余一般医院均未配备动态心电监护仪，即使在部分城市中，人口密度大，患者数量不在少数，而医院中的动态心电监护仪数量有限，无法因而使得绝大多数人没条件使用这种仪器，错过了及早发现和治疗心血管疾病的时机。
需要一种既物美价廉，操作方便，又可满足临床要求，以适合我国广大家庭中使用的同类产品，同时可考虑与省级大医院的高档动态心电图相兼容，与之能配套使用。
随着微处理机技术、微电子技术的迅速发展，研制一种既能自动检测、存储心电信号，能对其进行实时监视，又可对其进行回放分析的低成本动态心电监测、监护及回放分析系统己经成为可能。
5前便携式心电图仪的设计主要向智能化、系统化和集成化方向发展。
目前市面上常见的便携式心电仪多数是采用了前后端的实现方式，前端是以单片机为核心的心电信号采集系统，后端多数采用的是处理性能较高的嵌入式微处理器。
这种处理器性能强大，它使得心电仪在心电数据采集、处理、存储和显示等功能的基础上，还能够实现对心电数据的分析[3]。
1.2 体表心电图及心电信号的特征分析[4]心电是心脏的无数心肌细胞电活动的综合反映，心电的产生与心肌细胞的除极和复极过程密不可分。
心肌细胞在静息状态下，细胞膜外带有正电荷，细胞膜内带有同等数量的负电荷，此种分布状态称为极化状态，这种静息状态下细胞内外的电位差称为静息电位，其值保持相对的恒定。
当心肌细胞一端的细胞膜受到一定程度的刺激(或阈刺激)时，对钾、钠、氯、钙等离子的通透性发生改变，引起膜内外的阴阳离子产生流动，使心肌细胞除极化和复极化，并在此过程中与尚处于静止状态的邻近细胞膜构成一对电偶，此变化过程可用置于体表的一定检测出来。
由心脏内部产生的一系列非常协调的电刺激脉冲，分别使心房、心室的肌肉细胞兴奋，使之有节律地舒张和收缩，从而实现“血液泵”的功能，维持人体循环系统的正常运转。
心电信号从宏观上记录心脏细胞的除极和复极过程，在一定程度上客观反映了心脏各部位的生理状况，因而在临床医学中有重要意义。
每一个心脏细胞的除极和复极过程可以等效于一个电偶极子的活动。
为了研究方便和简化分析，可以把人体看作是一个容积导体，心脏细胞的电偶极子在该容积导体的空间中形成一定方向和大小的电场，所有偶极子电场向量相加，形成综合向量，即心电向量。
当它作用于人体的容积导体时。
在体表不同部位则形成电位差，通常从体表检测到的心电信号就是这种电位差信号。
当检测电极安放位置不同时，得到的心电信号波形也不同，于是产生了临床上不同的导联接法，同时也考虑有可能用体表心电电位分布图反推心脏外膜电位即心电逆问题的求解。
[5]心电信号的电特性分析[6]按照美国心电学会确定的标准，正常心电信号的幅值范围在10μV-4mv之间，典型值为1mV。
频率范围在O.05-100Hz以内，而90％的ECG频谱能量集中O.25-35Hz之间，心电信号频率较低，大量的是直流成分，去掉直流，它的主要频率范围是O.05-100Hz，大部分能量集中在O.05-40Hz[12]。
心搏的节律性和随机性决定了心电信号的准周期和随机时变特性。
从医学理论和实践可以理解，心电信号受人体生理状态和测量过程等多种因素的影响而呈现复杂的形态；同时，个体的差异也使心电信号千差万别。
阐述心电信号特征的相关文章和书籍很多，本人在认真阅读和分析的基础上，得出心电信号特征主要体现在以下四个方面：(1)微弱性：从人体体表获取的心电信号一般只有10μV-4mV，典型值为1mV。
(2)不稳定性：人体信号处于不停的动态变化当中。
(3)低频特性：人体心电信号的频率多集中在O.05-100Hz之间。
(4)随机性：人体心电信号反映了人体的生理机能，是人体信号系统的一部分，由于人体的不均匀性，且容易接收外来信号的影响，信号容易随着外界干扰的变换而变化，具有一定的随机性。
1.3心电信号的噪声来源[7]人体心电信号是一种弱电信号，信噪比低。
一般正常的心电信号频率范围为0.05-100 Hz，而90％的心电信号(ECG)频谱能量集中在0.25-35 Hz之间[13]。
采集一种电信号时，会受到各种噪声的干扰，噪声来源通常有下面几种：(1)工频干扰 50 Hz工频干扰是由人体的分布电容所引起，工频干扰的模型由50 Hz的正弦信号及其谐波组成。
幅值通常与ECG峰峰值相当或更强。
(2)电极接触噪声电极接触噪声是瞬时干扰，来源于电极与肌肤的不良接触，即病人与检侧系统的连接不好。
其连接不好可能是瞬时的，如病人的运动和振动导致松动；也可能是检测系统不断的开关、放大器输入端连接不好等。
电极接触噪声可抽象为快速、随机变化的阶跃信号，它按指数形式衰减到基线值，包含工频成分。
这种瞬态过渡过程可发生一次或多次、其特征值包括初始瞬态的幅值和工频成分的幅值、衰减的时间常数；其持续时间一般的1s左右，幅值可达记录仪的最大值。
(3)人为运动人为运动是瞬时的(但非阶跃)基线改变，由电极移动中电极与皮肤阻抗改变所引起。
