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生理信息检测是诊断疾病的第一步,其功能是对生理信息进行实时监测和测量,并通过其异常及早发现疾病的早期症状。医疗监护设备是医院常用的生理信息检测手段。随着经济水平和科学技术的飞速发展,近年来人们开始更加关注自己的健康状况,也更加意识到生理信息检测的重要地位。人们希望通过便携式仪器及简便的操作实现日常生活中对生理信号的实时检测,以达到尽早发现疾病、遏制其发展的目的。因此社会对高精度的便携式生理信息检测系统的需求日益增加。 本论文的研究目标在于通过测量生物阻抗中的动态阻抗分量实现对呼吸信号及人体水分两种生理信息的实时动态监测,并通过蓝牙无线串口传输技术在上位机实时显示其波形状况。为了实现携带式测量的目的,系统需要具有功耗较低、成本较低及体积较小的特点。 研究过程中首先对已有的呼吸及人体水分监测的原理进行了解,继而提出了以动态阻抗为基础的呼吸信号及人体水分变化信号实时检测的新方法。在硬件模块方面,采用差动式恒压源、恒流源对系统进行激励,采用电桥法扣除静态阻抗,引用四电极法消除接触阻抗。在软件算法方面,引入了能够提高精度并且简化电路的算法,包括PID自动控制算法、数字锁相算法及过采样法等。系统尽量采用芯片内部的模块,为小型化的实现提供了条件。并采用无线串口蓝牙传输的方式,减少了线缆的干扰。 本课题的主控芯片采用低功耗的PSoC系列的CY8C3866,实现了两种基于动态阻抗的生理信息检测系统的设计,包括基于惠斯顿电桥的新型呼吸监测仪及基于四电极半桥法的人体水分动态监测系统。并采用无线传输的方式,在下位机与上位机之间完成数据的短距离传输。除主控芯片外,增加少量外部器件实现相应的功能,因而具有体积小,成本低的特点。论文中设计了验证实验对两种系统的性能进行了测试,证明两种系统均能够实现高精度的生理信息检测的目的。