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无线心电监护系统的设计与实现的开题报告
一、课题背景
心电监护系统是指通过贴在患者胸部的电极，采集心脏的电信号，并将信号传输到监测设备上进行分析和诊断的一种医疗设备。
随着科技的不断发展，无线心电监护系统逐渐成为医疗领域的趋势。
这种系统相比传统的有线心电监护系统，不仅方便了医生的操作，减轻了患者的痛苦，还可以实现远程监控，提高了医疗设备的实用性和可靠性。
二、课题研究内容
本课题旨在设计和实现一个简单的无线心电监护系统，主要包括以下研究内容：
1. 硬件设计：包括心电信号采集电路和无线传输模块的设计，通过贴在患者胸部的电极采集心电信号，再通过无线传输模块将数据传输到监测设备上。
2. 软件设计：包括心电信号处理算法的设计和实现，通过对采集到的心电信号进行分析，实现心电图的绘制、诊断等功能。
3. 系统集成测试：将硬件和软件进行集成测试，验证系统的稳定性和可靠性。
三、预期成果
本课题的预期成果包括：
1. 设计和实现一个无线心电监护系统的原型，能够准确采集心电信号，并实现心电图的绘制和诊断功能。
2. 检验系统的性能和可靠性，验证数据传输的稳定性和精确性。
3. 研究和总结无线心电监护系统的设计和实现方法，为类似研究提供参考。
四、研究意义
设计和实现无线心电监护系统，不仅可以方便医生的操作，为患者提供更好的医疗服务，也能够提高医学研究的精度和效率。
此外，无线心电监护系统的研究和应用也有着重要的医学意义，能够有效地帮助医生诊断心脏疾病，对于预防和治疗心脏疾病具有重要的意义。
基于无线传输功能的心电信号监测系统的设计的开题报告1. 研究背景和意义心电信号监测系统是一种非常重要的医疗设备，供医生和专业人士用于监测心率和心电信号，以分析和评估患者的心脏健康状况。
然而，传统的心电监测仪器通常需要连接到患者身体上的导电粘贴电极，这不仅不方便，也会导致使用过程中的不适。
因此，一种无线传输功能的心电信号监测系统就非常有必要了。
此外，在当前信息化大环境下，各种传感器设备正在得到广泛应用。
无线传感器网络是一种非常常见的传感器网络（WSN）类型，它主要用于传感器的数据共享和传输，从而增强传感器网络的整体实用性。
因此，基于无线传输功能的心电信号监测系统的设计，不仅可以提高心电监测系统的实用性和用户体验，还有助于将该系统与其他传感器设备和数据处理系统进行对接，从而进一步提高医疗机构的信息化水平。
2. 现有技术评述目前市场上已经有很多基于无线传输功能的心电信号监测系统。
这些系统主要采用Wi-Fi、蓝牙、NFC等无线传输技术，可以将监测到的心电信号实时传输到计算机或移动设备上。
此外，一些系统还可以通过云端存储等方式，将数据传输到多个设备上，方便用户查看和管理。
然而，这些现有的基于无线传输功能的心电信号监测系统存在一些局限性，包括：1）在信号传输的速度和距离上存在一定的限制。
2）不同系统之间的兼容性存在较大的问题。
3）传输过程中的数据保护和隐私问题，可能会对用户造成潜在的安全问题。
因此，设计一种高效、可靠、安全的基于无线传输功能的心电信号监测系统，是一个具有挑战性的工程问题。
3. 研究目标和内容本次设计的目标是开发出一种基于无线传输功能的心电信号监测系统，以解决传统心电监测仪器的局限性，提高心电监测的安全、实用性和用户体验。
设计的具体内容包括：1）系统整体架构设计：确定系统的基本架构，包括硬件和软件。
2）系统硬件设计：设计并制作空气静电传感器、触控屏幕和存储器等硬件设备。
3）系统软件设计：开发上层应用程序和操作系统，并完成核心算法和界面相关设计。
基于无线局域网的心电实时监护系统的设计与实现的开题报告一、研究背景及意义心脏疾病是目前世界上最常见的疾病之一，也是导致人们死亡的主要原因之一。
心电图（Electrocardiogram, ECG）的监测与分析，是诊断心脏疾病的常用方法之一。
传统的心电监测系统需要将病人连接到有线心电仪上，并需要医护人员在现场监测，这种方法存在不便的问题。
随着无线通信技术的发展和网络的普及，基于无线局域网（Wireless Local Area Network, WLAN）的心电实时监护系统得到了广泛的关注。
该系统能够实现无线传输、实时监测和远程访问等功能，为医护人员提供了更加便捷和高效的工作方式，同时可以提高病人的舒适度和自由度。
二、研究内容和目标本研究的主要内容是设计和实现基于无线局域网的心电实时监护系统。
具体来说，需要完成以下几项工作：1. 针对无线传输的特点，选择适合的无线通信技术和网络协议，确保传输的稳定性和可靠性。
2. 设计和实现心电信号采集装置，包括硬件和软件，能够实现对心电信号的实时采集、处理和压缩。
3. 研发数据传输和解析软件，即能够将采集到的心电信号通过无线局域网传输到远程服务器，并将数据进行解析和存储。
4. 搭建远程监测平台，使医护人员能够通过网络实时访问病人的心电监测数据，并进行分析和处理。
同时，还需要实现告警功能，能够在出现异常情况时进行及时提示。
五、研究方法和步骤1. 调研和分析目前常用的心电监测系统及其特点，包括有线和无线系统。
2. 根据无线传输的要求，选择合适的无线通信技术和网络协议，比如Wi-Fi或者蓝牙等。
3. 设计和实现心电信号采集装置，包括硬件和软件方面。
4. 研发数据传输和解析软件，确保数据在传输和存储过程中的稳定性和可靠性。
5. 搭建远程监测平台，使医护人员可以实时访问和处理病人的心电监测数据。
6. 对系统进行全面测试和验证，确保系统的稳定性和可用性。
六、预期成果本研究预期实现基于无线局域网的心电实时监护系统，具有以下特点：1. 无线传输，能够实现病人的自由活动和远程监测。
基于无线传感器网络的社区心电监护系统设计李红利;刘元建;张荣华;柳干;王舒欢;修春波【摘要】Wireless sensor networks and traditional ECG monitoring system were combined with ZigBee and Bluetooth wireless communication technology as the core, a wireless community ECG system with an automatic switching mode and auto diagnostic functions was designed with the capabilities of ECG data automatic collection, processing, online diagnostics, error alarm and wireless transmision. The system can automatically switch the indoor and outdoor working conditions to ensure 24-hour care. The self ECG analysis algorithm embedded in the system can realive the real-time analysis of ECG data acquisition, and automatic extraction of ECG characteristics and comparing disease experts with the signal library achieve, automatic diagnosis of heart disease-related and alarm. Results show the designed community ECG monitoring system can accurately capture ECG and diagnosis. The applications of wireless sensor network in the community ECG monitoring system is beneficial for unified community care for patients with heart disease.%将无线传感器网络与传统心电监护系统相结合，以ZigBee和蓝牙无线通信技术为核心，提出了一种具有自动切换工作模式和自动诊断功能的无线社区心电监护系统，可以完成心电数据的自动采集、处理、在线诊断、异常报警与无线传输等功能。
新型Zigbee无线传感器网络的心电监护系统的研究与设计摘要传统的有线心电监测系统导线连接复杂、不可移动和扩展性差的缺点。
为了克服这些问题，提出了一种基于Zigbee无线网络的心电监测系统。
为实现这个目标，首先完成了心电信号的采集和处理电路的设计。
详细介绍了具有模数转换功能的终端节点、网络协调器节点的设计。
给出了整个Zigbee无线网络的结构，并完成了监测软件的设计和实现。
结果说明，系统有较好的灵活性和扩展性，为心电监测提供了一个方便、有效的无线解决方案。
关键词：心电、Zigbee、A/D转换、无线网络0、前言心电信号中包含着人体最基本、最重要的生理参数,对这些生理参数进行监护与检测对患者的健康以及心血管疾病的预防和治疗有着极其重要的意义。
近年来,心脏病的发病率和致死率呈现出上升势头,心血管疾病己成为世界上最为普遍的也最危害健康的疾病。
由于这类病症都具有偶然性和突发性的特点,因此要防治心脏病就必须对患者进行长时间的跟踪治疗。
同时,心脏病的发病特点使得心脏病的治疗时机显得尤为重要,如急性心肌梗塞最正确治疗时间为发病后的一小时之内,但研究结果说明:只有不到1/5的病人在心肌梗塞发作后一小时内被送往医院接受治疗。
针对这种情况,需要寻求一种有效的解决方法,使得医生在患者病发后能够及时获得有效的心电数据,从而减少患者从病发到接受治疗的延误时间。
因此,心电监护便成为了一种很可行的有效解决方法。
现今,人们对自身健康问题的关注程度越来越高。
而随着传感器技术、无线通信技术和信息技术的发展,远程医疗和健康监护得到了更为广阔的发展空间。
健康监护中最常使用的就是心电监护。
心电监护系统的设计,己成为现代医学仪器发展的一个必然趋势。
建立功能强大的心电监护系统,可以到达对患者进行实时心电监护的目的,同时能够对患者的心电数据进行自动分析与诊断。
医生可通过监护系统实时查看患者的心电图,如假设发生心电异常,系统将及时发送报警信息,以减少患者病发的危险;同时能够将发病时的心电波形通过传输线路输送到医生那里,以便于医生进行诊断分析,并制定有效的治疗方案。
基于CDMA无线网络的心电监护系统的研究【摘要】介绍了基于CDMA无线网络的心电监护系统的总体设计结构，并阐明了实现该系统的各功能模块的关键技术。
实验表明，该系统具有实时采集、处理、存储和远程心电数据传输等特点，极大提高了医院对心血管病人的监护水平。
【关键词】 Internet; CDMA; 心电监护1引言鉴于心血管疾病防预和治疗的重要性，世界各国、各大企业纷纷开展了心脏病监测设备的开发与生产。
然而早期的心电监护设备，多采用有线方式，导致其应用受到空间的限制，后来逐渐发展到基于GSM网等的无线方式的监护［1］，但由于受到无线传输频率的制约，一直未能形成可靠的远程在线实时监护产品。
随着通信技术及计算机网络技术的日益完善，数据传输率、数据传输可靠性的大幅度提高，完全能满足心电数据传输的要求。
CDMA（Code Divison Multiple Access）技术是基于扩频通信技术发展起来的一种崭新而成熟的无线通信技术。
它可将需传送的具有一定信号带宽信息数据，用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制，使原始数据的带宽被扩展，再经载波调制并发送出去。
接收端使用完全相同的伪随机码，与接收的带宽信号作相关处理，把宽带信号换成原始信息数据的窄带信号即解扩，以实现信息通信，这样大大提高了数据传输的可靠性。
我们提出的远程心电监护方案能在患者不影响正常生活、工作的前提下，实时接受医护人员的监护、指导。
其监护的有效率要高出现有设备几十倍，甚至上百倍。
能够随时随地的将心电信号发给指定医院接受医护人员的监护是人们一直以来梦寐以求的技术。
而且该心电监护系统还可以缓存最近几十分钟心电图数据，当患者感到不适时，它可以把最近几十分钟和当前最新心电数据同时传送给监护中心，有利于医护人员的诊断。
本文主要介绍系统的组成以及主要模块的关键技术。
图1 监护系统总体结构框图（略）2系统总统结构如图1所示，移动终端即心电数据采集与发送系统，负责将心电模拟信号转换成数字信号，利用CDMA 1X专用芯片把信号通过CDMA无线网和Internet网络传送到设在医疗服务中心的心电数据专用服务器上，医生通过工作站可随时调出病人的心电数据，经过对心电数据的分析和处理，通过网络将处理意见及建议反馈给患者，可远程指导患者的就医、用药及采取必要的抢救措施。
OFweek 医疗网 1
1 基于GPRS 的无线心电监护系统电路设计
提出了一种基于GPRS 标准的新型心电图仪系统。
该系统由监护终端（便携式心电监护仪）、无线网络和监护中心站三部分组成。
其中无线网络利用现代的通信网络和计算机网络，在监护终端提供接入装置就行;监护中心一般建在医院日的监护中心，心电监护是该中心的一个部分;监护终端是实现无线实时监控的关键。
心电监护终端硬件
整个心电监护终端电路主要包括：①心电信号采集处理电路，该部分包括前置放大电路、滤波电路和后极放大电路;②心电监护电路，QRS 波提取的检波电路、MCU 和液晶显示;③远程通信部分，包括MCU 、GSM/GPRS 模块、SIM 卡和射频电路;④电源电路。
心电信号由后极放大电路出来后分为两路，一路径带通滤波和检波电路进入MCU ，实现对心律不正常和早搏的判断;另一路径MCU 进入存储器，作为完整心电信号存储。
前置放大级
心电前置放大要求具有非常高的输入阻抗和共摸抑制比、低零漂、低失调、低功耗、尤其是低的1/f 噪声电压，一般采用同相并联差动三运放仪表放大器，以获得良好的综合性能，本设计选用美国Analog Device 公司的低价仪表放大器AD620，获得了良好的电路效果。
电路如图2所示。
本设计前置放大级增益设定为放大7倍。
与后继放大器组成300倍的通道增益。
图2 前置放大电路。
基于无线传感器网络的心电监护系统设计摘要：针对当前远程心电监护系统的局限性以及无线传感器网络在医疗领域应用中的广泛前景和优越性，设计了一种基于无线传感器网络的远程心电监护系统。
以超低功耗微处理器MSP430为核心的心电监护节点和基于S3C2440的监护基站设备构成一个微型传感器网络，节点监测到的心电信息初步处理后通过无线多跳的方式传输到基站设备，并在基站的LCD上显示。
同时，基站利用一个10M/100M自适应以太网接口接入因特网，实现远程监控。
该系统的应用还可以扩展到其他疾病的监护，在医院和养老院有着广泛的应用前景。
关键字：无线传感器网络，心电监护，MSP430，S3C2440-1域。
心电监护是医疗监护的一项重要内容[1]。
目前，国外的许多公司，例如松下、索尼、惠普、西门子等都在研制相应的远程心电监护系统。
国内一些单位也正积极致力于这方面研究工作，国内厂家基本上以OEM方式引入国外模块开发各种监护产品。
但是分析当前研究，它们存在可移动性差、设备复杂、成本较高以及智能型不强等缺陷。
而在20世纪90年代末掀起了无线传感器网络[2]（WSN）的研究热潮，WSN是传感技术，通信技术，微机电技术，嵌入式技术，分布式计算技术等多门学科交叉的技术[3]，具有网络自组织性、动态拓扑性、多跳路由、低功耗、节点成本低等特点。
无线传感器网络的这些特点使得无线传感器网络在远程医疗护理领域有着广泛的应用前景[4]。
基于上述背景，我们提出了基于无线传感器网络的远程心电监护仪的设计与开发，解决了长期以来心电监护仪成本高、功耗高、可移动性不强、网络无法动态变化等瓶颈，为远程心电监护提供了更加方便、快捷的技术实现手段。
2.系统的基本架构基金项目：浙江省科技创新人才专项新苗人才计划作者简介：董齐芬（1985—），女，浙江富阳，控制理论与控制工程2007级；孙友统（1985—），男，浙江温州，控制理论与控制工程2007级；王微（1983—），女，浙江上虞，控制理论与控制工程2006级；姚忠孝（1984—），男，浙江临安，计算机2007级；图1 基于无线传感器网络的远程心电监测示意图整个系统的基本构架如图1所示，待监测区的每个用户身上佩戴具有心电信息采集功能的低成本、低功耗的微传感器节点，监护基站设备和用户身上的无线心电监测传感器节点构成一个微型无线传感器自组织分布式网络。
在现代医学中，心电信号是诊断心血管疾病的重要依据。
传统的心电监护设备在心血管疾病的诊断与治疗中起到了很重要的作用，但这一类监护设备一般只能在医院里使用．而可以随身携带的Holter又只能实现心电信号的回放而不是实时监护。
基于无线通信的远程心电监护系统给了患者较大的活动自由，用户可以不受时间、地点的限制，随时随地得到医院监护中心的监护，在出现紧急情况时可以被及时发现并救治。
美国、澳大利亚和欧洲一些国家进行了远程心电监护的研究，部分公司还推出了相应的监护仪，国内也有部分高校和研究单位进行了相关的研究工作，取得了一定成果，但并未开发出成熟、实用的系统。
这里利用业已成熟的GPRS技术设计了一种便携式远程心电实时监护终端，克服了Holter只能用于回放分析的缺点，可以对患者心电信号进行实时监护。
下面详细介绍该监护终端的设计与实现。
1 监护系统设计概述基于GPRS的远程心电实时监护系统示意图如图1所示。
它主要包括两部分：心电监护终端和医院监护中心。
患者随身携带的监护终端由它上面的无线模块通过GPRS无线基站接入GPRS网络，再通过GPRS 网络连接因特网上的监护中心服务器。
监护终端采集并处理患者的心电信号，所得到的心电数据通过该链路传输到监护中心服务器上，并由服务器上的心电分析软件进行分析，医生则根据软件分析结果及自己的判断来给患者适当的医嘱，必要时采取相应的救治措施。
本文只介绍监护终端的设计与实现，服务器端的心电综合分析软件这里不再赘述。
2 监护终端硬件设计监护终端硬件系统框图如图2所示，它主要由以下几部分组成：心电采集模块、主控单片机模块、GPRS 无线通信模块和电源模块。
2．1 心电采集模块人体心电信号的主要频率范围为0.05～100Hz，幅值范围为0.5～5mV。
心电信号中通常混杂有其他生物电信号，还容易受到以50Hz工频干扰为主的电磁信号干扰，因此对心电信号的检测属于强噪声背景下低频微弱信号的检测。
远程心电实时监护系统设计远程心电实时监护系统设计来源：互联网目前世界上有很多心脏疾病患者由于得不到及时的救助，生命常常受到威胁。
传统的心电监护仪（什么是心电监护仪）限制了患者的自由，而且不具备实时监护功能，对于那些威胁到患者生命的突发疾病帮助不大。
随着无线通信技术的不断发展，现在已经有了便携式监护仪（监护仪原理），这类仪器让实时监护成为可能。
本文主要介绍了心电监护仪应用案例之远程心电实时监护系统设计。
利用GPRS无线数据通信技术，可以将实时监护与Holter相结合，患者佩戴这种便携式监护仪（心电监护仪的维护）可以自由活动，而且还能随时随地得到心电监护。
当有紧急情况发生时，医生可以根据全面的心电数据分析患者心脏状况，使患者得到即时的救助。
一、远程心电实时监护系统概述远程心电实时监护系统包括四个部分：监护仪(病人终端)、PDA(医生终端)、监护服务器以及心电数据服务器。
系统结构。
监护仪由患者随身佩带，以400Hz或500Hz的采样频率对患者心电信号采样，并把心电数据通过GSM/GPRS网络发送给监护服务器，数据的实时性由监护服务器和监护仪之间的控制信息控制。
PDA接收来自监护服务器的数据，并根据心电分析的结果通过数据服务(GPRS数据服务)和短消息(SMS)通知监护仪。
监护服务器负责接收转存病人端全部心电数据，实时分析及回放分析;同时向PDA转发实时心电数据，利用控制信息来协调实时心电数据的收发。
心电数据服务器存储所有心电数据、患者信息以及设备信息，除了在监护过程中存储心电数据外，心电数据服务器还负责注册患者和设备信息及管理数据库远程访问等任务。
二、监护仪硬件平台简介监护仪硬件主要由单片机、电源模块、心电信号采集放大模块、扩展NAND Flash、LCD驱动模块及GSM/GPRS无线通信模块组成。
三、软件系统关键技术监护仪软件系统的核心是管理Flash、GPRS网络、无线模块的GSM功能及LCD。
3.1Flash管理Flash存储器用于存储心电数据和控制信息，以保证心电数据在断电时不遗失及日后查看监护过程的相关控制信息。
基于51单片机的无线心电监护系统设计1 引言随着经济的快速发展和人们生活水平的不断提高，健康已成为人们关注的焦点。
心脏疾病是危害人类健康的一大杀手，其偶然性与突发性的特点使得心电监护系统具有重要的临床应用价值。
由于传统的心电监护仪不能进行远距离的实时监护，所以便携式无线心电监护系统显得更加重要。
无线医疗监护系统主要由生理信息与数据采集、无线数据通信、控制和显示等单元组成。
目前国内已有用于临床的无线心电监护产品，但其采用的方案大都是“采集器+发送器(PDA 或手机)”，从成本上看其价格昂贵；从无线传输方面看，大多是将心电数据以模拟信号传输，这必然导致信号在传输过程中发生失真。
此外，由于人体电阻差异导致心电信号在1～10 mV 之间变动，固定放大倍数系统缺乏适应性。
基于此，这里提出基于C8051F320 单片机的无线监护系统。
该系统分为数据采集盒和PC 监护终端两部分。
数据采集盒在设计中充分考虑其体积小、功耗低、操作快捷的要求，因此全部采用SMT 封装的元器件；PC 监护终端通过USB 接收数据。
采用VC++编写显示、存储、分析处理和报警等功能程序。
实验结果表明该系统能满足病人在100 m 范围内活动，并能根据不同病人选择合适的放大倍数；由于心电信号在数据采集盒内经MD 转换器处理后才发送，信号抗干扰能力更强。
2 系统硬件设计2．1 系统整体构成系统南数据采集盒和PC 监护终端两部分构成，见图1。
数据采集盒采用C8051F320 单片机为核心采集心电数据并控制程控放大器，采用NRF24L01 模块收发数据与PC 监护终端通信。
PC 监护终端中C8051F320 单片机通过NRF24L01 模块接收心电数据并通过自带的USB 接口将数据送至PC 机。
2．2 心电采集与程控放大电路心电信号属于微弱信号，由于个体差异，体表心电信号的测量幅值范围为1～10 mV，在测量心电信号时存在较强干扰，包括测量电极与人体之间构成的化学半电池所产生的直流极化电压；以共模电压形式存在的50Hz 工频干扰；人体运动、呼吸引起的基线漂移；肌肉收缩引起的肌电干扰等。
第10期2021年5月No.10May，20210 引言随着人口老龄化进程的加快，我国有三分之一老年人存在失落、孤独、抑郁、焦虑等心理问题，六分之五老年人因生理功能的改变，各组织、器官储备能力的减退，形成许多慢性疾病，比如，高血压、冠心病、糖尿病等。
如何提高广大老年人生命安全的群体水平，已逐步引起了全社会的重视。
基于此，本文设计老人心率健康监测系统，以期提高老年人的健康水平[1]。
1 硬件系统设计1.1 工作原理光电式的心率监测系统是一种将光电传感器作转换器件，心率变化产生的红外光经过其转换为电信号，然后对其进行测量和显示的设备。
系统的组成包括光电传感器、信号处理电路、单片机电路、数码显示和电源的等[2]。
其中，光电传感器是将红外光信号转换为电信号的一种转换元件，在检测过程中，通过ST188采集心率信号，然后将接收到的红外光转换为便于测量的物理量输出，信号处理电路主要就是处理光电器所采集到的低频信号然后将其放大、滤波整形的模拟电路。
单片机自身就有定时中断计数功能，可以对输入的脉冲进行运算得出心率，设计电路实物如图1所示。
当手指放在光电传感器上时，随着心跳的变化，血管中血液的流动也会发生变化。
手指放在光电传感器的传输路径上，当红外光照射进手指内发生反射时，由于血管中血液的浓度是在时刻变化着，从而光的反射程度也会发生变化，因此，和心跳的节奏相互对应，光电传感器中所接受到的电流也在跟着改变，使光电传感器输出脉冲信号。
该信号经过放大、滤波、整形后输出，输出的脉冲信号作为单片机外部中断信号，电路对输入的信号进行计算处理后将结果送到数码管显示，当被测量者的心跳频率超出一定范围时系统中的蜂鸣器就会报警[3]。
1.2 主控单元设计原计划使用STM32为主控单元，但考虑到51单片机机也可以使用整个系统的设计，故转而使用51单片机来作为主控单元，51单片机系列有不同型号的芯片，外带丰富多样和功能灵活的辅助工具，并实现了全产品系列上的引脚兼容，为广大单片机使用人员提供了更多的选择性以及其创造力自由度释放的相关帮助。
基于无线通信的远程医疗监护系统设计与实现随着科技的不断进步，无线通信技术的应用越来越广泛。
其中，基于无线通信的远程医疗监护系统便是其中之一。
本文将介绍该系统的设计与实现。
一、引言随着人口老龄化进程的加快和社会需求的增加，远程医疗监护系统在医疗领域中的地位日益重要。
该系统能够通过无线通信技术实现医生与患者之间的远程医疗监测和沟通，为患者提供更好的医疗服务。
因此，本文将详细介绍基于无线通信的远程医疗监护系统的设计与实现。
二、系统设计1. 系统组成基于无线通信的远程医疗监护系统主要由以下部分组成：- 远程医疗监护设备：包括心电图仪、血压计、血氧仪等多种医疗设备，能够实时监测患者的生理参数。
- 无线传输模块：将患者的生理参数通过无线信号传输给远程服务器。
- 远程服务器：接收并处理患者的生理参数，并将结果发送给医生端。
- 医生端应用程序：医生通过该应用程序可以实时接收患者的生理参数，并进行远程医疗监护和诊断。
2. 系统工作原理基于无线通信的远程医疗监护系统的工作原理如下：- 患者通过佩戴在身体上的医疗设备实时监测自己的生理参数。
- 监测到的生理参数通过无线传输模块发送给远程服务器。
- 远程服务器接收到患者的生理参数后，进行处理和分析，并将结果发送给医生端。
- 医生通过应用程序实时查看患者的生理参数，并进行远程医疗监护和诊断，如调整药物剂量等。
三、系统实现1. 硬件实现基于无线通信的远程医疗监护系统的硬件实现主要包括以下方面：- 选择适合的医疗设备：根据不同的监测需求选择心电图仪、血压计、血氧仪等医疗设备。
- 设计无线传输模块：将患者的生理参数通过无线通信技术传输给远程服务器，可选择蓝牙、Wi-Fi等无线通信技术。
- 搭建远程服务器：需要搭建一个可靠的远程服务器用于接收患者的生理参数，并实时处理和分析。
2. 软件实现基于无线通信的远程医疗监护系统的软件实现主要包括以下方面：- 开发医生端应用程序：需要开发一款能够实时接收患者的生理参数并进行远程医疗监护和诊断的应用程序。
基于无线通信的心电监护系统设计
摘要：设计了基于无线网络的远程心电监护系统，该系统方便医生实时了解病人的身体状况，患者可以得到及时、准确的医疗救护。
系统中应用了性能优化的CC2530芯片，通过无线通信的方式，完成心电信号的监护。
最后经过通过仿真测试，证明了所设计系统的有效性。
关键词：心电信号无线通信监护系统CC2530
The Design of ECG Monitoring System Based on Wireless Network Abstract : The design of the remote ECG monitoring system based on wireless network, the system is convenient for the doctor real-time checking the patient´s physical condition, the patients can obtain timely medical accurate treatment .The CC2530 chip is applied in the system for its optimization performance through wireless communication. Finally, through the simulation test, which proves that it is effective for the designed system.
Key Words: ECG Signals;Wireless Communication;Monitoring System；CC2530
心血管疾病的死亡数字令人心惊，如果得心血管疾病的人都住院，在很大程度上浪费资源。
因为很多人一两年都不会突发疾病，而
且医院没那么多资源去应对，所以就很有必要实现一种个人心血管疾病监护的仪器，可以随身携带，基于无线传输，和医院系统或者监护人相连。
现在的电子设备越做越小，功能越来越强大，无线通信方面也越发成熟，就为实现这种应用提供了技术条件。
临床医学中，用于对各种心律失常、心室心房肥大、心肌梗死和心肌缺血等病症检查的最主要手段就是心电图检测。
心电医疗监护系统能够对心脏生理和病理状态进行实时的检测和监视,当病人的生理机能参数超出设定数值时发出警报,提醒医护人员或家属进行抢救。
然而,传统的医疗监护系统是建立在有线连接基础上的,体积大,不便携带,要求在病人身边使用,限制了病人和医护人员的行动,增加了他们的负担和风险。
动态心电图监护系统则成本昂贵，不便推广应用。
因此，开发和研制一种体积小，成本低、功耗小的心电监护系统具有重要的现实意义，将无线通信网络与便携医疗设备结合起来，是低成本医疗的发展与与个人健康管理的先进理念[1]-[2]。
1 系统总体设计
设计的硬件总体框图1如下所示，由心电采集模块、信号发送模块、信号接收模块组成。
通过导联系统获得微弱的心电信号经心电采集模块进行多次放大、过滤，再通过信号发送与接收模块实现信号的
传递，最后由接收模块通过RS-232串口传给电脑,实现信号的观测与存储。
1.1 信号采集模块
心电信号属于低频、微弱和强噪声背景下的自然信号，为了提取有用的心电信号，使得前置放大电路应具有高共模拟制比、高输入阻抗、低噪声和低温漂等特点。
为了更进一步提高前置放大电路的共模拟制效果，采用了右腿驱动电路。
心电信号的频带范围主要分布在0.05～100 Hz，为了在复杂的信号中提取出有用的心电信号，采用了四阶低通滤波器和二阶高通滤波器。
虽然前置放大电路对共模干扰有很强的抑制作用，但是仍有小部分50 Hz的干扰信号没有被滤除，再加上外界干扰和不可避免的因素存在，使得提取的有用信号中仍然有较强的50 Hz工频干扰，因此设计了50 Hz陷波器。
此时为了后期对提取的有用心电信号进一步处理，符合A/D转换器的输入电压，需要进一步对信号进行放大，采用了二级放大电路。
其整体结构如图2所示。
1.2 信号的控制与传输
信号的接受与发送采用的是TI公司经过几次优化的CC2530，该芯片适应于2.4GHz IEEE 802.15.4的RF收发器，具有极高的接受灵敏度和抗干扰能力，可编程的输出功率高达4.5 dBm，且连接简单，外电路只需接少量器件即可。
微控制器选用的是MSP430F149用来实
现对收发状态信息的读写。
1.3 电源供电模块
电源是各个模块必不可少的部分，各个模块所使用的电压也有所不同，本次设计包括信号采集模块电源设计、信号发送模块电源设计、信号接收模块设计和串口的电平转换模块。
其中信号采集模块使用的运放有AD627、OPA333和OPA2333，其所需电压为-3.3 V，信号发射与接收模块采用芯片MSP430F149、CC2530F64，所需电压为+3.3 V。
可以用三节干电池（4.5 V）来供电，对其进行电平转换。
（1）对运放AD627、OPA333和OPA2333而言，需要将4.5 V 转换为-3.3 V，所采用的是ADM660芯片，可外加少量的器件即可实现电平的转换，简单易行。
对MSP430F149、CC2530F64需要将4.5 V 转换为+3.3 V，可用电荷泵MAX1759实现。
具体电路图如图3所示：（2）信号接收模块需要与电脑连接，从电脑端口的USB接口获取+5 V的电压，需要将5V电压转化为+3.3 V电压，才能使单片机正常工作，本次设计采用芯片LM1117实现。
（3）接收器接收的信号要通过RS-232串口传给电脑，但串口的TXD和RXD的电平为正负3伏到正负15伏之间，而单片机的输出电平为0～＋3V之间。
必须要进行电平转换，可用芯片MAX3232PCE 来实现，该芯片所需电压为5伏，可直接由电脑USB接口供电且只需接少量器件即可实现[3]-[4]。
2 软件设计
(1)选用CC2530芯片具有低功耗的特点，采集到的心电信号通过串口通信，用Labview进行分析。
由于Labview具有的高效率的信号处理模块和友好的可操作界面。
如下图的心电信号采集登录系统界面。
(2)Labview具有众多图形化的通信模块和信号的采集、分析、处理等方便简洁[7]。
可以减少电路的外围器件，提高电路的稳定性和可靠性，另外labview还具有对采集到的信号进行有效的保存和回放功能，可以方便医疗人员随时对心电信号进行查看比对。
3 结论
本文主要设计了基于无线网络的心电监测系统。
其中硬件部分包括信号采集、滤波、放大、处理、发设、接收等。
通过实验对系统进行了多次仿真测试、结果表明该心电监护系统能够正确采集、存诸、处理心电信号。
使得医生能够实时、准确地了解患者心脏的活动状况，能够在突发时刻采取相应的措施，以减少死亡率。
参考文献
[1] 卫生部心血管病防治研究中心.中国心血管病报告[R].北京:中国大百科全书出版社,2006.
[2] 李洪旺.远程无线心电监护系统的设计和实现[D].中国科学
技术大学硕士学位论文,2009.
[3] 陈玉兰.基于CC2420的无线传感器网络的硬件节点设计
[D].南京:东南大学,2006．
[4] 成转鹏,张跃.远程心电实时监护终端的设计与实现[J].计算机工程,2007,33(11):264-266.
[5] 顾菊康.手机心电远程监测进展[J].临床心电学杂志,2008,17(4): 259-262.
[6] 彭晓珊.关于物联网技术发展及应用前景的研究[J].汕头科技，2010(1)：25-30.
[7] 田蕴青,孙晓静.心电图自动诊断系统的研制[J].中国医疗器械杂志,2001,2(4):204-206.。
