基于ARM7的心電采集與遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)

引言

　　心臟病是嚴(yán)重威脅人類(lèi)健康和生命的主要疾病之一。統(tǒng)計(jì)顯示約60％的心臟病人死于家中，這些病人如果能夠及時(shí)獲得搶救、護(hù)理，是完全可能避免死亡的。由于心臟病發(fā)作帶有很大的偶然性和突發(fā)性，將心電監(jiān)護(hù)從病床、醫(yī)院擴(kuò)展到社區(qū)、家庭實(shí)施遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)，無(wú)論是從減輕患者的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，還是從增強(qiáng)醫(yī)院服務(wù)能力的角度考慮都具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

　　2 心電監(jiān)護(hù)終端的硬件設(shè)計(jì)

　　從體積小、功耗低、操作簡(jiǎn)便的角度設(shè)計(jì)心電監(jiān)護(hù)終端硬件電路。圖1為整個(gè)監(jiān)護(hù)終端的硬件框圖，主要由調(diào)理電路、心電數(shù)據(jù)采集模塊、ARM7微處理器模塊、網(wǎng)口模塊、電源模塊5部分組成。該監(jiān)護(hù)終端完成心電信號(hào)的采集和預(yù)處理，并通過(guò)網(wǎng)口實(shí)時(shí)發(fā)送至監(jiān)護(hù)中心服務(wù)器，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)。

　　2．1 信號(hào)調(diào)理電路設(shè)計(jì)

　　人體心電信號(hào)是一種低頻微弱電信號(hào)，其幅值約10μV～5 mV，頻率范圍為0．05～100 Hz。需要放大上千倍(即達(dá)到V量級(jí))才便于觀察以及A／D轉(zhuǎn)換，具體增益還需結(jié)合A／D轉(zhuǎn)換模塊的測(cè)量范同確定。通過(guò)心電導(dǎo)聯(lián)線獲取的心電信號(hào)首先經(jīng)儀表放大器AD620進(jìn)行差分放大，由于體表液體與電極之間可能形成原電池，致使電極之間存在固定電位差，因此第1級(jí)的差分放大增益不能太高，否則容易飽和．所以第1級(jí)增益選為20；為了使信號(hào)滿足A/D轉(zhuǎn)換要求，需將信號(hào)放大至V量級(jí)，因此設(shè)置次級(jí)放大增益為30，這里采用普通的四運(yùn)放LM324。由于心電信號(hào)中?；煊兄绷骱突€漂移干擾，因此應(yīng)在第1級(jí)和次級(jí)放大電路之間加高通濾波器，可有效避免心電信號(hào)的基線漂移，相應(yīng)的高頻干擾信號(hào)可通過(guò)放大器輸入端電路和一個(gè)截止頻率為100 Hz的二階低通濾波器予以濾除。此外，通過(guò)陷波器濾除50 Hz工頻干擾。經(jīng)上述信號(hào)處理后，心電信號(hào)接入微處理器LPC2210的P0．27引腳(AIN0)由其內(nèi)部A／D轉(zhuǎn)換模塊完成A/D轉(zhuǎn)換。根據(jù)采樣定理，采樣頻率應(yīng)保證高于其2倍，因此在A／D轉(zhuǎn)換中將采樣頻率設(shè)置為500 Hz。圖2為信號(hào)調(diào)理電路。