论文部分内容阅读
随着社会的发展，科技的进步，人们的生活水平逐渐提高，生活节奏也随之加快，各种潜在的诱发人类疾病的因素不容易被发现，从而导致像动脉粥样硬化、心血管疾病等的发病率迅速上升。好在人们的自我保健意识、健康观念也日渐增强，希望医疗服务能够具有实时性、便捷性、智能化等优点。因此，近年来便携式家庭医疗监护设备大量面世，这些检测设备能够实时监测人体生理信号，可以对人体的健康状况做出初步的判断，这样一方面能够提醒人们对自己的身体状况做出相应调整以便预防某些疾病的发生，另一方面可以及早的发现相关疾病以便及时治疗，从而大大提高了人们的健康水平。本系统为了顺应上述时代需求和我国医疗改革的浪潮，提出了一种结合现代多种学科技术为一体的多生理信号监护系统，其主要内容是基于SOPC（System on ProgrammableChip）片上可编程系统，以Altera公司低成本Cyclone Ⅱ系列的EP2C35F672C6芯片为核心构建了硬件系统平台，以嵌入式软核Nios Ⅱ作为系统核心处理器。该系统由系统硬件平台、SOPC平台和软件平台三部分组成。系统硬件平台包括多生理信号调理模块、SOPC系统电路以及A/D转换电路。多生理信号调理模块实现了对传感器采集到的原始生理信号的放大、滤波等处理。SOPC系统电路由FPGA（Field Programmable Gate Array）、SRAM/SDRAM、SD卡和液晶显示屏等器件组成。A/D转换电路是将调理模块处理过的生理信号进行模拟信号到数字信号的转换，并把转换后的数字信号传送给FPGA实时处理。SOPC平台包括了Nios Ⅱ处理器内核的各种配置和相关的外围电路。软件平台主要是在Nios Ⅱ IDE上进行开发，设计控制系统的主程序，协调控制各个模块。各生理信号的显示采用400x240的TFT液晶屏，友好的人机交互显示界面并提供不同的模式切换功能，实时显示各种生理信号波形；各生理信号采用容量大、成本低、易携带的SD卡来存储，保存的数据供进一步研究分析使用。本系统充分利用了FPGA并行数据处理的优点来实现多路生理数据的处理分析，以Nios Ⅱ处理器为控制核心，使外围接口电路大大得到简化，减小了体积，而且功耗低、实时性好，提高了系统的可靠性和稳定性，并且有利于系统的扩展和升级。实验表明，该系统整体设计基本达到了预期目的，采集到的各种生理信号都比较准确、稳定，SOPC系统运行正常。系统能够实现对各种生理信号的实时采集、监护、存储以及发送数据等功能，使用者能够很方便的通过该监护系统对自身的健康状况进行实时的监护和自我分析。