基于嵌入式腕戴睡眠监测系统的研究

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睡眠障碍对人类健康的危害和对生命安全的威胁已经逐渐引起人们的重视,针对睡眠障碍的自动监测分析系统已成为国内外医疗仪器领域的重要研究课题之一。嵌入式系统以其体积小、重量轻、功耗小、成本低和便携等特点,在医疗仪器领域的应用越来越广泛。本课题研究的目的就是基于嵌入式设计出一种能够在不干扰受监测者正常睡眠的情况下,获取和处理睡眠过程中脉搏、血氧饱和度和体温等生理信息的睡眠监测系统。   本文主要针对睡眠监测过程中数据采集、传输、存储、显示和处理的方法以及实现过程中的关键技术进行阐述,主要研究内容包括:   (1)研究了现有的睡眠监测系统的特点,提出一种基于嵌入式的腕戴睡眠监测系统。它由睡眠生理信息采集处理、信息传输及存储和信息分析处理等部分构成。   (2)设计实现了以ARM7处理器为核心的睡眠监测腕表和PC机接收生理信号所使用的无线接收器。睡眠监测腕表硬件电路包括脉搏、血氧饱和度和体温信号调理电路(信号放大、50Hz陷波器、带通滤波器等),无线发送电路和信息存储电路(MicroSD卡驱动电路)。无线接收器硬件电路包括无线接收电路和串口转USB接口电路。   (3)实现了嵌入式实时操作系统uC/OS-Ⅱ在睡眠监测腕表上的移植,设计了腕表和无线接收器的应用程序软件。利用虚拟仪器开发软件LabVIEW,在PC上设计了一个具有睡眠监测信息动态显示、回放显示、分析处理和实时存储等功能的平台软件。   (4)采用数字滤波技术消除脉搏、血氧饱和度和体温信号噪声,抑制监测中呼吸、运动等所造成的干扰,减小信号基线漂移。
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