嵌入式遠程心電監護系統的設計
摘要:提出一種嵌入式遠程心電監護系統的設計方法。該系統包括前端和后端兩個模塊,前端通過穿戴式心電采集設備從人體獲取心電信號,經 A/D轉換后由nRF905射頻芯片無線傳輸到后端;后端利用GPRS將來自前端的數據遠程傳輸到監護中心,并接收來自中心的反饋信息。為了保證數據傳輸的安全性,提高數據傳輸的效率,引入了AES加密和LZ77壓縮算法。實驗結果表明,該系統能夠實現心電信號穩定、準確、實時的傳輸。
關鍵詞:心電信號;無線傳輸;遠程監護系統;nRF905
0 引言
心電信號是人類最早研究并應用于醫學臨床的生物電信號之一,通過心電信號診斷心血管疾病是目前醫院應用最普遍的方法。目前,檢測心臟疾病的常規方法是到醫院做心電圖,反映患者的心臟功能情況。但這種方法只能描記患者幾分鐘平臥狀態下短時間內的心電圖片段,難以獲得患者各種狀態、各時間段的心電圖變化,這樣就限制了醫生診斷的范圍,甚至會貽誤對癥治療的時機。因此,本文提出一種嵌入式遠程心電遠程監控系統設計,病人無需親自到醫院做常規心電圖檢測,只需要穿著一種專用的服裝,就可完成對患者進行移動式、遠距離、不間斷的心電監護。
1 設計總體結構設計
系統總體設計框圖如圖1所示。
系統由一個前端模塊和一個后端模塊組成,前端包括心電采集電路、單片機和射頻發射芯片,用以獲取心電并經處理后通過射頻無線傳輸到后端;后端包括一個射頻接收芯片、一個ARM處理器、一個DSP處理器、一個LCD顯示屏,以及一塊GPRS發射模塊,主要用于接收來自前端的心電數據,并對數據進行處理,最后采用GPRS模塊并通過Internet將處理后的心電數據遠程傳輸到監護中心。
1.1 心電信號采集
心電信號采集采用穿戴式心電采集設備,如圖2所示。該設備將檢測人體動態生理參數的傳感器、電路板、連接線嵌在絕緣軟材料制作的基體(胸帶)內,舒適性好,使用方便,功耗低,適用于臨床監護、家庭保健、運動實驗、心率失常監測、空中記錄與監測、遠程監測、應
急救護等。
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