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1 绪论由于计算机技术发展迅猛, 且具有众多厂商的软硬件支持, 使其在各领域的应用得到了长足的发展, 同时也促进了图形开发软件包和图形开发环境的迅速普及【2】。
虚拟仪器是计算机硬件资源、仪器与实验系统硬件资源和虚拟仪器软件资源三者的有效结合。
在虚拟仪器的图形软件开发平台研究方面, 最有代表性的是LabVIEW虚拟仪器软件开发平台【3】。
LabVIEW 是一种基于图形化语言的开发、调试、运行的集成化虚拟仪器开发平台。
它针对测试系统软件开发的需要将数据的采集、处理、存储、输出和远程传输等一些常用的功能模块化, 通过对程序模块的调用, 提高了模块的复用度和软件的开发效率【4】。
LabVIEW是一种面向对象的图形化编程语言开发环境，本文对其在医学心电信号采集与处理中的应用将做出具体介绍。
由于心电信号经DAQ数据采集卡采集后，在LabVIEW的前面板上只能显示出最原始，最简单的数据，尚不能直观的看出心电信号的心率大小等信息。
因此，本次设计的目的是开发一套基于LabVIEW的心电信号测试系统，要求在LabVIEW 的前面板上能直观的读取心率数据。
这种方法在国际上，并不是一个新的课题，前人已有过研究。
但是他们采用的计算方法都比较复杂。
所以，在延续已有的研究方案上，本人想设计出一套更为简单、便捷的测试系统。
实验方法均是在插入式信号采集卡DAQ的硬件支持下，利用LabVIEW编程软件，设计一套多通道心电信号采集测试系统。
使用模拟心电信号发生器，将心电信号进行调试和放大处理，然后输入DAQ数据采集卡进行采集，最终在电脑上通过LabVIEW编程软件的界面，显示出连续的，完整的心电信号。
通过对LabVIEW 的编程，使电脑能显示出心率大小，信号采集次数和信号采集频率的信息。
与已有的方案相比，本次设计的不同之处就在于如何对LabVIEW进行编程【5】。
本人的设计重点是信号的采集部分，对于种种设计中应注意的问题，和细节，将在本文中得以解释。
使用LabVIEW进行心电信号的采集与分析
引言
生物医电信号，如心电信号、血压信号、脑电信号等等，都表征了一定的
病理特征，以心电为例，通常以心电图来记录心脏产生的生物电流，临床医
生可以利用心电图对患者的心脏状况进行评估，并做出进一步诊断。
而对于
一些家用或者医用仪器厂商来说，则需要开发特定的信号处理算法并部署到
嵌入式处理器上，完成医电特征的提取。
通常整套心电监测产品的研发过程，由心电数据采集、心电信号分析、人机显示、文件存储等几部分组成，通过
NI提供的图形化系统设计平台，可以覆盖数据采集、信号读取、心电分析以
及报表生成等一系列产品开发的流程，完成整套系统的开发，提高开发效率。
而在整个开发过程中，信号分析部分往往是重点，也是各厂商的软件核心技
术所在。
本文将重点就心电采集与分析展开讨论，介绍如何通过LabVIEW
高效实现心电信号的采集及分析算法开发。
图1 典型的单周期心电图波形
心电信号的数据采集
通常来说，ECG信号是通过对若干电极（导联）感知生物电流，并通过数
据采集设备将导联产生的模拟电信号转化为数字信号进行计算机分析。
导联
产生的模拟信号往往较为微弱，幅值在mV左右，需要通过动态信号采集设
备进行采集，或者通过前置预放大之后采集。
无论是独立的ECG导联或者集成医用式ECG设备，都可以通过NI设备进行数据采集。
通过30多年的发展，美国国家仪器(NI)在测试测量领域奠定了领导地位，从便携式USB设备到高
精度PXIe同步采样设备，可以实现从8位到24位的分辨率，以及48kHz到。
基于LabVIEW的心电信号采集与分析设计方案
生物医电信号，如心电信号、血压信号、脑电信号等等，都表征了一定的病理特征，以心电为例，通常以心电图来记录心脏产生的生物电流，临床医生可以利用心电图对患者的心脏状况进行评估，并做出进一步诊断。
而对于一些家用或者医用仪器厂商来说，则需要开发特定的信号处理算法并部署到嵌入式处理器上，完成医电特征的提取。
通常整套心电监测产品的研发过程，由心电数据采集、心电信号分析、人机显示、文件存储等几部分组成，通过NI 提供的图形化系统设计平台，可以覆盖数据采集、信号读取、心电分析以及报表生成等一系列产品开发的流程，完成整套系统的开发，提高开发效率。
而在整个开发过程中，信号分析部分往往是重点，也是各厂商的软件核心技术所在。
本文将重点就心电采集与分析展开讨论，介绍如何通过LabVIEW 高效实现心电信号的采集及分析算法开发。
图1 典型的单周期心电图波形
1 心电信号的数据采集
通常来说，ECG 信号是通过对若干电极（导联）感知生物电流，并通过数据采集设备将导联产生的模拟电信号转化为数字信号进行计算机分析。
导联产生的模拟信号往往较为微弱，幅值在mV 左右，需要通过动态信号采集设备进行采集，或者通过前置预放大之后采集。
无论是独立的ECG 导联或者集成医用式ECG 设备，都可以通过NI 设备进行数据采集。
通过30 多年的发展，美国国家仪器(NI)在测试测量领域奠定了领导地位，从便携式USB 设备到高精度PXIe 同步采样设备，可以实现从8 位到24 位的分辨率，以及48kHz 到2GHz 的采样率。
同时NI 设备将增益误差、偏移误差、。
基于Labview 的信号采集与处理实验目的：了解、掌握连续时间信号数字化处理的原理、过程及分析方法；实验环境：Labview 软件平台、信号采集卡（DAQ, Data Acquisition ），信号源及示波器等；实验方案：信号处理示意图信号采集与恢复流程图实验准备：连接信号源、采集卡、示波器，要求用示波器观测处理前后的信号波形。
连线：采用采集卡的输入端口信号源（68正，34负）和输出端口示波器（22正，55负）其中输入端口连信号源，输出端口连示波器做实验前必须先确定采样频率（10倍），采样点数（时域默认3000点）以及恢复滤波器的截止频率（相当于第二个）等。
实验内容：1．实现正弦波信号的采样恢复处理。
信号频率分别选500Hz, 1kHz,, 观察信号的时、频域分布，并比较分析信号处理前后的波形变化。
2．实现周期性方波信号的采样恢复处理。
信号的基波频率分别选1kHz, 10kHz, 观察信号的时、频域分布，并比较分析信号处理前后的波形变化。
3．把基波频率为10kHz的周期性方波信号进行采样，最终输出为10kHz 的正弦信号，在示波器中进行观察分析。
4．一个频率为2kHz的正弦波混杂了一个50Hz的工频干扰，试用数字滤波器进行滤波处理，输出纯净的正弦波形。
（注：市电电压的频率为50Hz，它会以电磁波的辐射形式，对人们的日常生活造成干扰，我们把这种干扰称之为工频干扰。
）思考题：1．对欲采集处理的信号首先必须确定哪些技术指标？2．采样点数的选取怎样影响信号的频率特性？3．信号经过采集处理，恢复后与原信号有何不同？4．通过本次实验有什么收获和建议？请写出你的实验小结。
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