基于ARM7的心电采集与远程传输系统设计

2009-08-03 21:26:53来源: 互联网 关键字:心脏病  心电  监护  终端  硬件电路  LPC2210  ARM7

1 引言

  心脏病是严重威胁人类健康和生命的主要疾病之一。统计显示约60%的心脏病人死于家中,这些病人如果能够及时获得抢救、护理,是完全可能避免死亡的。由于心脏病发作带有很大的偶然性和突发性,将心电监护从病床、医院扩展到社区、家庭实施远程监护,无论是从减轻患者的经济负担,还是从增强医院服务能力的角度考虑都具有重要的现实意义。

2 心电监护终端的硬件设计

  从体积小、功耗低、操作简便的角度设计心电监护终端硬件电路。图1为整个监护终端的硬件框图,主要由调理电路、心电数据采集模块、ARM7微处理器模块、网口模块、电源模块5部分组成。该监护终端完成心电信号的采集和预处理,并通过网口实时发送至监护中心服务器,从而实现远程实时监护。

  2.1 信号调理电路设计

  人体心电信号是一种低频微弱电信号,其幅值约10μV~5 mV,频率范围为0.05~100 Hz。需要放大上千倍(即达到V量级)才便于观察以及A/D转换,具体增益还需结合A/D转换模块的测量范同确定。通过心电导联线获取的心电信号首先经仪表放大器AD620进行差分放大,由于体表液体与电极之间可能形成原电池,致使电极之间存在固定电位差,因此第1级的差分放大增益不能太高,否则容易饱和.所以第1级增益选为20;为了使信号满足A/D转换要求,需将信号放大至V量级,因此设置次级放大增益为30,这里采用普通的四运放LM324。由于心电信号中常混有直流和基线漂移干扰,因此应在第1级和次级放大电路之间加高通滤波器,可有效避免心电信号的基线漂移,相应的高频干扰信号可通过放大器输入端电路和一个截止频率为100 Hz的二阶低通滤波器予以滤除。此外,通过陷波器滤除50 Hz工频干扰。经上述信号处理后,心电信号接入微处理器LPC2210的P0.27引脚(AIN0)由其内部A/D转换模块完成A/D转换。根据采样定理,采样频率应保证高于其2倍,因此在A/D转换中将采样频率设置为500 Hz。图2为信号调理电路。

  2.2 ARM7微处理器及外围电路

  LPC2210是PHILIPS公司开发的基于一个支持实时仿真和跟踪的16/32位ARM7TDMI CPU的微控制器。该器件具有144引脚封装、极低功耗、多个32位定时器、8路10位A/D转换器、PWM输出以及多达9个外部中断,使其适用于工业控制、医疗系统、访问控制和电子收款机(POS)。

 

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关键字:心脏病  心电  监护  终端  硬件电路  LPC2210  ARM7

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/medical_electronics/2009/0803/article_753.html
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