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脉搏是人体重要的生命指标,氧气是维持人体正常生命活动的物质基础,血氧饱和度则是人体组织供氧情况的重要参数。随着生活水平的提高,人们愈来愈关注自身的健康。传统的健康监护以专业的医疗机构为中心,采用专业的诊疗设备,以实现不定期的健康监护。目前,主流的脉搏与血氧饱和度测量是以透射式的光学法为基础,但是这种方法受测量部位的限制。采用反射式光学测量法检测人体脉搏和血氧饱和度是今后研究的主要方向,在临床上有着广泛的应用,如脑血氧、产程胎儿血氧监护等。此外,在智能家居领域也有着广阔的应用前景,人们在家即可享受实时、日常化、智能的健康监护。论文研究的基于FPGA的脉搏与血氧饱和度监测系统包括信号采集子系统、数据接口和信号处理子系统、短距离无线数据通信子系统以及用户界面(UI)子系统。信号采集子系统采用反射式血氧传感器模组采集血液的光感信号,其中,发射部件发出两种波长的光,经过人体组织的反射后被接收部件采集并转换为光电流信号。再经过模拟前端的放大、滤波和A/D转换等处理,输出数据。数据接口和信号处理子系统以FPGA为处理平台,实现与模拟前端的SPI接口、与短距离无线数据通信子系统的I2C数据传输接口以及双通道时分基-2DIF算法,它是针对论文的应用背景下的基于FFT算法的改进算法。所述的SPI接口实现对模拟前端内部寄存器的配置,使得模拟前端工作在用户定义的环境下。另外,SPI接口实现模拟前端输出数据的传输。双通道时分基-2DIF算法对模拟前端输出的数据序列进行处理。短距离无线数据通信子系统以低功耗蓝牙片上系统nRF51822为平台,采用点对点的传输方式,在Keil开发环境下开发基于S110SoftDevice协议栈的低功耗蓝牙应用。用户界面(UI)子系统以支持蓝牙4.0技术的智能手机等为用户终端,以Android为系统软件平台,设计基于Android的应用程序,接收低功耗蓝牙片上系统发出的数据,并通过终端应用程序界面实时显示用户的脉搏与血氧饱和度信息。此外,应用程序还具有异常告警等功能,简单实用。通过对各子系统的功能进行模块化的测试和验证,结果表明各子系统的各功能模块均达到了设计的目标。最后,联合各子系统测试和验证系统的整体功能,通过在智能手机等用户终端上观察监测到的人体脉搏与血氧饱和度参数值,并对异常告警功能进行了测试,测试的结果与正常人的参考值对比,结果表明,系统实现了基本的功能,达到了预期的设计目标。