便携式心电血氧动态监护系统设计

针对心血管疾病的预防、诊断以及治疗,设计了一款用于实时监测存储联心电(electrocardio gram,ECG)、光电容积脉搏波(photo plethysmo graphy,PPG)、心率、血氧饱和度的动态监测设备。设备以STM32F429为主控,驱动ADS1293、MAX30102实时采集5导ECG信号、PPG信号,并将采集到的信号以及心率、血氧饱和度实时的显示在人机交互界面之中,采集到的信号与标准信号相比形态特征大体一致。Bland-Altman一致性分析结果表明设备采集到的心率、血氧饱和度与迈瑞PM-9000医用监护仪具有较高的一致性,证明了设备可以有效实现心电、血氧的监护。     

运动量和血氧饱和度监测系统实现方法

在运动过程中实时监测血氧饱和度可达到提高运动效率和保证运动安全的目的。文章提出一种运动量与血氧饱和度监测系统的实现方法。利用惯性传感器采集人体运动中的加速度信息,通过算法处理实现计步功能。用PPG(光电容积脉搏波)描记法测血氧饱和度,针对较难去除的运动伪差的影响,提出滤波法配合脉搏波区间分析以减小运动干扰。     

一种水下蛙人可穿戴式脉搏监测设备的设计与实现

针对于水下蛙人训练过程中脉搏信息的监测需求,开发一种水下蛙人可穿戴式脉搏监测设备。首先,进行脉搏监测设备系统构架、工作原理及工作模式的设计与分析。其次,提出一种基于ARM(Advanced RISC Machine,ARM)架构和MAX30102传感器的脉搏监测设备硬件系统设计方案。再次,对脉搏监测设备的值班控制、脉搏检测、状态监测功能模块软件进行详细描述。最后,通过实验对脉搏监测设备的多工作模式与任务管理、脉搏信号采集与存储、状态监测等功能进行测试。实验结果表明,水下可穿戴式脉搏监测设备能够满足水下蛙人脉搏监测的需求。     

便携式多参数监护仪的研制与开发——脉搏血氧测量仪

便携式多参数监护仪在医院、急救和家庭监护系统中扮演着越来越重要的角色。系统以Intel XScale处理器的嵌入式平台作为数据处理和显示平台,脉搏信号的采集端通过无线射频集成芯片nRF905与嵌入式平台实现数据通信。在硬件上实现了光传感器的双光束时序控制、数据采集和无线通信,在嵌入式平台上运用了数字信号处理算法和计算脉率、血氧饱和度的算法,有效地克服了测量信号的噪声干扰。     

光电脉搏传感器的研制和噪声分析

脉搏血氧仪能够无创、快速、实时地测量血氧饱和度,光电式脉搏传感器是脉搏血氧仪的重要组成部分。介绍了光电式脉搏传感器的原理和设计方案,采用集成光敏部件和放大器的光敏芯片代替传统的分立光敏器件实现对脉搏的测量。芯片的集成化能够有效减小器件间匹配引起的干扰,提高脉搏测量精度。在实验测试过程中,采用该光电式脉搏传感器对人体的脉搏进行实时测量,对脉搏信号测量可能引起的噪声来源做了分析,并做相应的抗干扰处理,得到比较理想的脉搏波形,为脉搏信息的提取和分析提供了良好的数据。     

基于AFE4400的脉搏血氧饱和度检测系统

系统设计中介绍了一种基于TI(Texas Instruments)AFE4400集成芯片的血氧模拟采集电路,并以TivaTMCortex-M4为处理器的脉搏血氧饱和度检测系统的设计方案。采用AFE4400简化了电路设计、降低了系统功耗、减小了电路尺寸,从而降低系统成本、提高便携性,同时可以提高系统定标一致性。TivaTMCortex-M4具有足够的处理能力和存储空间,便于信号处理算法的实现和数据存储。系统设计过程中对比了几种基于小波变换的滤波算法去噪效果,充分利用TivaTMCortex-M4处理能力,在系统中完成了对血氧信号较优地去噪处理。系统原型样机经调试后,实现了脉搏血氧饱和度检测的功能。     

无损伤血氧饱和度检测系统研究

无损伤血氧饱和度检测系统能够快速实时进行血氧饱和度的测量,在临床中得到广泛的应用.介绍了无损伤血氧测定法的测量原理,并以微处理器ADuC848单片机为核心控制器,设计了血氧饱和度检测系统各硬件组成部分及主要软件流程图.设计优化了无创脉搏血氧仪的硬件及软件设计方案,使系统具有精度高、体积小、工作稳定、硬件结构简单等特点.     

光电脉搏血氧仪的设计与实现

血氧饱和度作为供氧状态的一个重要指标,是医护人员对疾病进行预防、诊治的重要依据之一。针对当前脉搏血氧仪功耗大、稳定性差、成本与仪器精度不可兼得等缺陷,设计中给出了一种性价比高、低功耗、可进行无线传输的光电脉搏血氧仪设计方案。系统采用指夹式光电血氧探头对血氧信号进行采集,以STM32芯片为控制核心,对采集到的信号进行分析、处理与结果显示,实现了对血氧饱和度便携、实时、连续的检测。最终设计通过使用Fluke公司生产的Index2型血氧模拟仪进行多次测试,结果表明当血氧饱和度处于60%~80%时精度为2%,80%~99%时精度为1%,脉率检测误差为±1bpm,达到了医疗仪器的标准要求,使得本设计具有较好的使用价值。     

透射式血氧饱和度检测方法研究

血氧饱和度是人体的重要参数,临床上许多场合都要对血氧饱和度进行检测。透射式血氧饱和度检测法已经成为一种比较成熟的检测手段,它可以实时、连续和无创伤地进行血氧饱和度检测。本文首先对透射式血氧饱和度检测法的原理进行了详细分析,接着对透射式血压饱和度检测系统的设计进行了阐述,最后指出了目前透射式血氧饱和度检测中仍存在的不足之处以及未来的发展趋势。     

光电脉搏仪在血氧饱和度测量中的应用

光电传感器是将光信号转换为电信号的器件,它具有反应速度快、检测灵敏度高、可靠性好等特点。光电脉搏仪是光电传感器在医学测量中的重要应用。当恒定波长的光线照射到人的身体上之后,人身体组织会自动地吸收和反射光强,根据人体吸收、反射和衰减光强的程度可以反映被照射部位组织的结构性状。2020年,新冠疫情突然暴发,人体五大健康指标分别为血氧饱和度、体温、呼吸频率、心率和血压。文章将从基于光电式传感器的脉搏仪出发,分析其在血氧饱和度和心率检测中的应用。     

基于去斜滤波与稀疏恢复的探干一体化系统直达波抑制技术

探测干扰一体化系统通过波形一体化设计,利用无典型雷达信号特征的干扰信号进行探测,共享波形、频率、时间、孔径等资源,极大提升了系统资源的综合利用率。然而,为实现有效干扰,探测干扰一体化波形在频段上会与对方雷达信号有所重叠,一体化设备探测回波会受到由对方雷达发射信号带来的强直达波影响,造成探测性能的严重恶化。本文考虑探干一体化系统与线性调频雷达对抗的场景,提出了两种直达波抑制算法（去斜频域滤波与稀疏恢复）。在第一种算法中,通过分数阶傅里叶变换（Fractional Fourier Transform,FRFT）估计对方线性调频直达波调频斜率,构造回波去斜函数,将直达波分量变换为点频信号后通过频率滤波进行滤除。在第二种算法中,以去斜滤波方法作为预处理步骤,针对直达波功率强时去斜滤波带来的回波能量损失问题,利用稀疏恢复的方法恢复损失信号,进一步提升了探干一体化系统的探测能力。通过仿真和实测结果验证了算法可行性。     

Dedicated LSI for a Microprocessor-Controlled Hand-Carried OCR System

The binary picture processing and recognizing stages of an optical character recognition (OCR) system have been designed using both flexibility of available microprocessors and speed of peripheral custom-designed integrated circuits, A dedicated Iarge-scale integrated (LSI) processor performs edge detection and thinning of a 32 X 24 digitied one-piece pattern. The output signal-a set of 3 bit vectors describing the skeletonized character contour-feeds a microprocessor which controls the character recognition algorithm including pattern segmentation, filtering, feature extraction, and classification decision. This low-cost equipment is especirdly suitable for hand-carried OCR systems where well-formed printed alphanumerics are to be read: However, continously deformed patterns like carefully handprinted characters are recognized as well. A system reading speed of 100 characters/s (or 30 cm/s) can be achieved.     

微处理器在导航设备模拟信号处理中的应用

介绍了一种微处理器在某导航设备中模拟信号的处理思路和算法,有效地提高了设备的系统集成度,达到提高设备可靠性的目的.     

基于DCA的数据融合方法研究

树突状细胞算法（Dendritic Cell Algorithm, DCA）是一种受固有免疫系统细胞启发所提出的人工免疫系统算法,通常用于入侵检测和异常检测。DCA在计算机网络、无线传感器网络、实时嵌入式系统和机器人等方面展开应用,取得较高的检测率,具有良好应用前景。本文提出了基于DCA的数据融合 (DCA based Data Fusion,DCADF) 模型,描述了模型的系统结构,给出了利用模型解决实际问题的一般过程,并将DCADF模型与数据融合系统一般模型进行比较,从系统结构和功能以及系统特性等方面比较了两种模型的共性和差别,分析了DCADF模型的特征,指出了DCADF模型的独特特性以及可能的使用场景。通过内网SYN Flood攻击主机检测实验对模型进行仿真验证,仿真结果表明DCADF模型具有可行性,为数据融合研究提供了一种新的方法和思路。      

基于STM32的矿用电化学一氧化碳传感器的设计

针对煤矿安全生产中对一氧化碳气体浓度的检测与报警,提出了一种矿用电化学一氧化碳传感器的设计方案。该方案以STM32F103c8单片机为处理核心,利用CitYTechnology生产的4cn1一氧化碳敏感元件、微弱信号放大器与Ds18820温度传感器、nRF24L01等器件,实现了矿用一氧化碳传感器的软硬件设计。采集的一氧化碳浓度数据经滤波、校标后由RS485输出给上位机,用于显示与报警,传感器参数可以通过RS485通讯或者无线通讯设定。实际测试表明,该一氧化碳传感器精度高、稳定性好、参数设定方便,适宜于矿井下需要监测一氧化碳的场所使用．．     

基于nRF905和DS18B20的多路无线温度采集系统设计

设计了基于nRF905射频模块和集成温度传感器DS18B20的多路无线温度采集系统。系统每个节点均用AT89S52单片机为MCU,使用无线星型网络,在433MHz的ISM频段采用GFSK调制、地址轮询多点通信方式进行工作。样机试验结果表明,该系统抗干扰能力强,室外可靠通信距离可以达到200m以上,室内可以实现3-6层可靠通信。该系统实用性强,使用及维护方便。     

系留气球拉力传感器数字滤波算法研究

拉力传感器是系留气球上测量缆绳张力的重要部件,处于系留气球复杂的干扰环境中测量准确度一直很低。本文提出了一种数字滤波算法,基于对拉力传感器信号的分析和滤波验证,证明此算法有很好的滤波效果同时保持了对突变信号的跟随性。     

基于平均滤波算法的光纤气体传感系统研究

数字平均滤波是信号处理中一种常用的方法。在小信号检测中,使用数字平均滤波可以获得较高的信噪比,提高检测的灵敏度。本文提出了一种利用光学器件来实现数字平均滤波的新方法,应用于基于差分吸收检测原理的窄带扫描光源光纤气体传感系统。系统的输出是一段连续的光谱,包含有被测乙炔气体的多个特征吸收峰。系统使用法珀标准具ETALON和参考光栅提供波长参考,完成对输出信号的光谱重建。对相同波长范围的信号进行平均滤波,使气体的相同特征吸收峰重合,提高检测的灵敏度。利用光谱重建,克服了可调谐Fabry-Perot滤波器驱动电压和透射波长不稳定因素的影响。实验结果表明,本系统可以方便有效地实现光谱意义上的数字平均滤波,检测到较低浓度的乙炔气体,比较适用于工业化气体检测系统。     

具有视网膜仿生处理功能的CMOS图像传感器

借鉴生物视网膜进行图像采集和处理的结构及功能,设计了具有视网膜仿生片上信号处理电路的智能CMOS图像传感器(CIS)。像元内的仿生处理电路主要由自适应光接受器、滤波网络和减法运算电路3部分构成;CIS采用结构简单的空间滤波电阻网络和基于运算放大器的减法电路分别模拟水平细胞和双极细胞的功能,实现图像的边缘检测。在Chartered 0.35μm 2P4M CMOS工艺参数下,对各单元电路及6×6 CIS阵列进行仿真。     

压电惯性式振动加速度虚拟仪器测控系统

基于虚拟仪器技术研发了压电惯性式振动加速度测振系统,分析了压电惯性式振动加速度传感器的力学模型、工作原理及其测量电路,在信号处理中运用了相关滤波原理.试验结果表明,采用高速数据采集卡、压电传感器及LabVIEW2010软硬件平台实现了准确、高效、实时的自动化测振系统.