国产毛片a精品毛-国产毛片黄片-国产毛片久久国产-国产毛片久久精品-青娱乐极品在线-青娱乐精品

基于云平臺(tái)的便攜式智能睡眠呼吸監(jiān)測(cè)與報(bào)警系統(tǒng)的研究

發(fā)布時(shí)間:2015-12-2 14:27    發(fā)布者:designapp
摘要:本項(xiàng)目是在計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)深層次結(jié)合的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的一種新儀器,對(duì)人們睡眠時(shí)的呼吸進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和報(bào)警,可通過(guò)智能手機(jī)和先進(jìn)的電子技術(shù),充分運(yùn)用軟件能力來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)采集、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示和輸出等功能。采用單片機(jī)(MCU)為主控制器,可通過(guò)無(wú)線藍(lán)牙模塊和無(wú)線局域網(wǎng)(WiFi)模塊與智能手機(jī)通信,使之對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并連接云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和共享。

引言

隨著科技的發(fā)展,人們對(duì)睡眠生理和病理有了更深理解,睡眠醫(yī)學(xué)作為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的一個(gè)重要組成部分正在建立和發(fā)展起來(lái)[1]。睡眠障礙是許多疾病形成和發(fā)展的重要因素,睡眠的質(zhì)量問(wèn)題不僅可能引起人體各種生理功能的低下,而且還會(huì)導(dǎo)致一系列周身性病變[2]。國(guó)外廠家所生產(chǎn)較先進(jìn)的病人檢測(cè)儀,均能在檢測(cè)病人心臟功能的同時(shí),檢測(cè)病人的呼吸情況,但目前這類儀器價(jià)格昂貴且基本為進(jìn)口,不易在國(guó)內(nèi)醫(yī)院和患者中推廣使用[3] 。本項(xiàng)目是在計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)深層次結(jié)合的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的一種新型儀器,通過(guò)智能手機(jī)和先進(jìn)的電子技術(shù),充分運(yùn)用軟件能力來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)采集、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示和輸出等功能[4]。



1 系統(tǒng)功能分析

整個(gè)系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)框圖如圖1所示。由呼吸傳感器對(duì)人的呼吸情況進(jìn)行檢測(cè),主控單元負(fù)責(zé)讀取呼吸傳感器數(shù)據(jù)并通過(guò)無(wú)線藍(lán)牙模塊和WiFi模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送到智能手機(jī),同時(shí)主控單元還對(duì)危險(xiǎn)的呼吸狀態(tài)進(jìn)行聲光報(bào)警提示,智能手機(jī)可以將一段時(shí)間內(nèi)的呼吸狀態(tài)以曲線或回放等形式進(jìn)行顯示,也可導(dǎo)出數(shù)據(jù)供醫(yī)生分析用。智能手機(jī)端能對(duì)下位機(jī)工作模式進(jìn)行控制,對(duì)工作狀態(tài)進(jìn)行顯示。

2 系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)

硬件電路設(shè)計(jì)如圖2所示。在硬件控制系統(tǒng)中,主要由ST公司型號(hào)為STM32的MCU提供系統(tǒng)的指示,配合手機(jī)端的指令,共同對(duì)呼吸狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)和報(bào)警。首先,呼吸傳感器將人的原始呼吸幅度的起伏轉(zhuǎn)換為原始電信號(hào)[6],但收集到人的呼吸信號(hào)比較微弱,需要經(jīng)過(guò)一定的放大后再經(jīng)信號(hào)調(diào)整,最后輸送到A/D轉(zhuǎn)換端口,A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)可由軟件編程進(jìn)行控制和處理(如對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ),監(jiān)測(cè)到呼吸狀況異常,啟動(dòng)報(bào)警機(jī)制等),亦可由串口連接無(wú)線藍(lán)牙模塊或WiFi模塊發(fā)送數(shù)據(jù)到手機(jī)端,讓手機(jī)端進(jìn)行處理。聲光報(bào)警由單片機(jī)端口連接二極管和蜂鳴器,交由軟件控制其工作狀態(tài)。



3 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)

3.1 MCU程序設(shè)計(jì)

便攜式智能睡眠呼吸監(jiān)測(cè)與報(bào)警系統(tǒng)主程序會(huì)直接影響到系統(tǒng)的性能,而監(jiān)測(cè)的精確度和有效性對(duì)系統(tǒng)的功效起決定性作用[7]。單片機(jī)程序設(shè)計(jì)流程圖如圖3所示。MCU初始化設(shè)置是硬件系統(tǒng)正常工作的基礎(chǔ)。A/D轉(zhuǎn)換采樣間隔的合理采取使得MCU能更精確地監(jiān)測(cè),并減少不必要的內(nèi)存空間。若采樣間隔過(guò)大,則無(wú)法探知危險(xiǎn),不能及時(shí)報(bào)警和準(zhǔn)確地顯示被測(cè)者的呼吸質(zhì)量;若采樣間隔過(guò)小,則數(shù)據(jù)量過(guò)于龐大,給數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和處理帶來(lái)困難,也不利于系統(tǒng)高效低耗的運(yùn)行。串口連接著無(wú)線藍(lán)牙和WiFi模塊,是MCU與手機(jī)端進(jìn)行交互的跳板,MCU可以單獨(dú)完成數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和處理,并及時(shí)報(bào)警,也可通過(guò)與手機(jī)端建立聯(lián)系,將數(shù)據(jù)發(fā)送至手機(jī)端進(jìn)行處理,再向單片機(jī)發(fā)送各種請(qǐng)求。



3.2 手機(jī)端程序設(shè)計(jì)

手機(jī)端主要對(duì)MCU起輔助作用,但也能自成一體。與MCU結(jié)合時(shí)作為實(shí)時(shí)報(bào)警和監(jiān)測(cè)顯示裝置,單獨(dú)工作時(shí)便對(duì)以往呼吸狀況重新顯示,有助于醫(yī)生分析掌握病情。手機(jī)端程序設(shè)計(jì)如圖4所示。首先,采用人性化界面的設(shè)計(jì),給用戶一個(gè)良好的視覺(jué)感受,且操作簡(jiǎn)單。其次,與無(wú)線藍(lán)牙和WiFi連接配對(duì),確保數(shù)據(jù)能正常發(fā)送接收。另外,是對(duì)將數(shù)據(jù)保存至本地或云平臺(tái),以便能節(jié)省手機(jī)儲(chǔ)存空間,隨時(shí)隨地調(diào)出歷史數(shù)據(jù)以供醫(yī)生診治。最后,是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,通過(guò)友好的圖形界面,實(shí)時(shí)顯示呼吸狀況和顯示歷史呼吸狀況,同時(shí)當(dāng)監(jiān)測(cè)到不正常呼吸狀況時(shí)啟動(dòng)報(bào)警,如手機(jī)震動(dòng)或發(fā)出報(bào)警鈴聲等。

4 系統(tǒng)功能測(cè)試說(shuō)明

本系統(tǒng)采用的功能測(cè)試流程如圖5所示。

                                
               
4.1 呼吸傳感器設(shè)計(jì)

呼吸質(zhì)量的監(jiān)測(cè)有多種指標(biāo),結(jié)合現(xiàn)實(shí)因素考慮,最終選擇方案為通過(guò)磁感應(yīng)來(lái)獲得所需要的信息,人呼吸時(shí)的起伏帶動(dòng)磁通量的變化,再將磁通量的變化轉(zhuǎn)化為電信號(hào),不斷調(diào)整放大倍數(shù),獲得精確有效的信息[8]。

4.2 下位機(jī)控制藍(lán)牙和WiFi模塊進(jìn)行通信

WiFi模塊與藍(lán)牙模塊的配置如下

藍(lán)牙配置:
AT/*測(cè)試通訊*/
AT+NAMEbreath/*修改藍(lán)牙名稱為breath*/
AT+BAUD4 /*修改波特率為9600*/
AT+PIN1234 /*修改配對(duì)密碼為1234*/
WiFi模塊配置:
at+netmode=2
at+dhcpd=0
at+wifi_conf=breath,wpawpa2_aes,12345678
at+dhcpc=1
at+net_ip=0.0.0.0,0.0.0.0,0.0.0.0
at+net_dns=0.0.0.0,0.0.0.0
at+remotepro=tcp
at+mode=server
at+remoteip=192.168.11.245
at+remoteport=8080
at+CLport=
at+timeout=0
at+uart=115200,8,n,1
at+uartpacklen=64
at+uartpacktimeout=10
at+net_commit=1
at+reconn=1

無(wú)線藍(lán)牙模塊和WiFi模塊能與MCU正常連接,接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。

4.3 主控單元監(jiān)測(cè)分析傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行聲光報(bào)警

給出一定的模擬信號(hào),主控單元能正確的識(shí)別出不正常的呼吸狀況,并啟動(dòng)報(bào)警,LED燈開(kāi)始閃爍,蜂鳴器開(kāi)始發(fā)聲[9]。

4.4 各功能單元工作狀態(tài)的控制與低功耗設(shè)計(jì)工作

后期精簡(jiǎn)不必要的元件,縮小儀器的體積。器件的選擇,在確保精確度的前提下,使用低功耗的器件,適當(dāng)修繕主程序,使其更高效穩(wěn)定工作。

4.5 上位機(jī)手機(jī)端的高度智能化、人性化的軟件設(shè)計(jì)

MCU與手機(jī)間的無(wú)線通信要求二者建立協(xié)議,以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕瑫r(shí)傳輸一些特定的命令指令來(lái)維持系統(tǒng)的運(yùn)行。

MCU與手機(jī)端的協(xié)議如下

命令格式
$000# 停機(jī)
$001# MCU啟動(dòng)
$002#測(cè)試單個(gè)數(shù)據(jù)
$003#測(cè)試連續(xù)數(shù)據(jù)
$004#讀取MCU狀態(tài)
$005#讀取MCU數(shù)據(jù)長(zhǎng)度
$006#讀取指定數(shù)據(jù)長(zhǎng)度
$007#讀取命令數(shù)據(jù)
$008#發(fā)動(dòng)報(bào)警機(jī)制
數(shù)據(jù)格式
單個(gè)數(shù)據(jù)格式:&___#
連續(xù)數(shù)據(jù)格式:%________________#
固定長(zhǎng)度數(shù)據(jù)格式:@__________#(10位)

5 結(jié)束語(yǔ)

低價(jià)格高實(shí)用性的呼吸監(jiān)測(cè)儀,有很大的市場(chǎng),特別對(duì)于有睡眠呼吸障礙的人群,該儀器不僅可以對(duì)睡眠呼吸的不正常狀態(tài)實(shí)時(shí)報(bào)警,還可以記錄整個(gè)睡眠過(guò)程中的呼吸狀態(tài),便于本人及醫(yī)生分析掌握病情,從而為廣大呼吸暫停低通氣癥患者帶來(lái)更好的、科學(xué)的監(jiān)護(hù)和診治。同時(shí)該儀器還能使用無(wú)線通信與智能手機(jī)結(jié)合,智能化程度高,更加人性化。

參考文獻(xiàn):
[1]陳宜張,臧益民主編.醫(yī)學(xué)生理學(xué)[M]. 上海科學(xué)技術(shù)出版社, 1992
[2]陳延航等 編著.生物醫(yī)學(xué)測(cè)量[M]. 人民衛(wèi)生出版社, 1984
[3]金鑫,張慶稼. 簡(jiǎn)易睡眠呼吸暫停監(jiān)測(cè)儀的研究[J]. 醫(yī)療設(shè)備信息. 2002(05):24-26
[4]劉雪紅,吳愛(ài)平,王立業(yè),李川勇. 小波變換去除心電信號(hào)中呼吸信號(hào)干擾[J]. 生物醫(yī)學(xué)工程與臨床. 2003(02):78-80
[5]劉寶華. 一種新的阻抗式呼吸檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志. 2003(03):527-530
[6]樊尚春,田園,郭占設(shè). 呼吸力學(xué)參數(shù)檢測(cè)方法評(píng)述[J]. 傳感器與微系統(tǒng). 2010(05):9-17
[7]葛偉慶,王生,劉世杰,羅致誠(chéng). 一種用電容式傳感器檢測(cè)呼吸率的方法[J]. 航天醫(yī)學(xué)與醫(yī)學(xué)工程. 1999(02):32-34
[8]王衛(wèi)紅,鮑咸能,王博亮. 雙頻率阻抗法在呼吸監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究[J]. 航天醫(yī)學(xué)與醫(yī)學(xué)工程. 1999(01):51-55
[9]鄧親愷主編.現(xiàn)代醫(yī)學(xué)儀器設(shè)計(jì)原理[M]. 科學(xué)出版社, 2004:224-231,
[10]馬黎軍,宿長(zhǎng)軍. 阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征臨床相關(guān)因素與多導(dǎo)睡眠監(jiān)測(cè)的比較分析[J]. 第四軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào). 2009(12)
[11]董國(guó)亞,高上凱. 生物阻抗的測(cè)量方法[J]. 國(guó)外醫(yī)學(xué).生物醫(yī)學(xué)工程分冊(cè). 2000(05):285-290
[12]楊福生,呂揚(yáng)生主編.生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的處理和識(shí)別[M]. 天津科技翻譯出版公司, 1997:378-384
[13]席濤,楊國(guó)勝,湯池. 呼吸信號(hào)檢測(cè)技術(shù)的研究進(jìn)展[J]. 醫(yī)療衛(wèi)生裝備. 2004(12):26-28
[14]唐敏. 生物阻抗測(cè)量原理與測(cè)量技術(shù)[J]. 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志. 1997(02):152-155
[15]曹細(xì)武,鄧親愷,羅麗輝. 阻抗式呼吸監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的研制[J]. 中國(guó)醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志. 2000(04):213-214
[16]郭興明,張科,吳寶明. 多生命參數(shù)監(jiān)護(hù)儀用呼吸檢測(cè)電路[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用. 2000(02):35-36
[17]陳偉偉. 基于鼾聲檢測(cè)的睡眠呼吸暫停低通氣綜合癥診斷[D]. 大連理工大學(xué) 2010
[18]孫澤麗. 肺容積的改變對(duì)睡眠呼吸暫停的影響[D]. 蘇州大學(xué) 2011:107-110
[19]金星亮. 便攜式睡眠呼吸暫停低通氣監(jiān)測(cè)儀的研制[D]. 中南大學(xué) 2010:1-60
                                
               
本文地址:http://m.qingdxww.cn/thread-158303-1-1.html     【打印本頁(yè)】

本站部分文章為轉(zhuǎn)載或網(wǎng)友發(fā)布,目的在于傳遞和分享信息,并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé);文章版權(quán)歸原作者及原出處所有,如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)和其它問(wèn)題,我們將根據(jù)著作權(quán)人的要求,第一時(shí)間更正或刪除。
您需要登錄后才可以發(fā)表評(píng)論 登錄 | 立即注冊(cè)

廠商推薦

  • Microchip視頻專區(qū)
  • Chiptorials——如何使用ATECC608 TrustFLEX實(shí)現(xiàn)公鑰輪換
  • 無(wú)線充電基礎(chǔ)知識(shí)及應(yīng)用培訓(xùn)教程
  • Chiptorials ——如何將CryptoAuthLib庫(kù)用于Microchip安全身份驗(yàn)證IC
  • FPGA設(shè)計(jì)流程培訓(xùn)教程
  • 貿(mào)澤電子(Mouser)專區(qū)

相關(guān)視頻

關(guān)于我們  -  服務(wù)條款  -  使用指南  -  站點(diǎn)地圖  -  友情鏈接  -  聯(lián)系我們
電子工程網(wǎng) © 版權(quán)所有   京ICP備16069177號(hào) | 京公網(wǎng)安備11010502021702
快速回復(fù) 返回頂部 返回列表
主站蜘蛛池模板: 日本一区二区三区精品视频 | 思思久久q6热在精品国产 | 99热视热频这里只有精品 | 欧美大片大片播放网站 | 国产日韩欧美精品一区二区三区 | 日本高清免费一本视频在线观看 | 亚洲第一黄色网 | 女人扒开腿让男人桶到爽 | 国产精品麻豆入口 | 国产福利一区二区麻豆 | 精品视自拍视频在线观看 | www国产永久免费视频看看 | 亚洲欧美精品一区 | 青青青激情视频在线最新 | 麻豆成人精品国产免费 | 欧美精品片 | 福利一区二区三区视频午夜观看 | 亚洲va欧美 | 99久久国产综合精品1尤物 | 亚洲男人网站 | 久久午夜羞羞影院免费观看 | 免费一级毛片 | 国产高清精品毛片基地 | 国内精品久久久久久久久 | 欧美成人在线视频 | 第四色男人天堂 | 成人精品一区二区不卡视频 | 成人三级精品视频在线观看 | 国产日韩欧美在线观看 | 妈妈的朋友在线观看韩国 | 亚洲一区二区三区不卡在线播放 | 操伊人| 日韩欧美亚洲每的更新在线 | 亚洲精品国产成人中文 | 久久精品加勒比中文字幕 | 四虎www成人影院免费观看 | 高清一区二区三区免费 | 韩国一级大片 | 欧美日韩国产不卡在线观看 | 播播色播播 | 国产精品白嫩美女在线观看app |