基于Android可穿戴生理参数检测系统的设计与实现

来源 :长春理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:XUANWU30128
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心血管疾病是造成人类病残和死亡的最常见疾病,全球每年死于心血管疾病的人数占总死亡数的百分之三十以上,对此类疾病的检测和预防变得越来越重要。医院中现有的监护设备大多体积庞大、操作复杂,不适合个人及家庭使用;并且对于心血管类疾病需要长期、动态的监护才能反映出心血管健康状况。在此背景下,本系统结合医用传感器技术、可穿戴技术、无线通信技术以及移动互联网技术,设计了以Android为平台的可穿戴式人体生理参数检测系统,实现心电、呼吸、脉搏、血压及运动状态等信号的实时动态监护,具有很高的应用价值以及社会效益。本系统分为三大部分:可穿戴生理参数采集单元、中央控制单元、Android客户端人机交互单元。本系统使用模拟前端芯片ADS1292R采集心电和呼吸信号,使用指夹式脉搏传感器采集脉搏信号,使用MPU6050六轴运动传感器检测运动状态信号。系统使用STM32F407ZGT6芯片作为中央控制器,对各模块采集到的参数进行分析和处理;心电信号在采集时会引入基线漂移和肌电干扰噪声,使用6尺度小波分解,结合阈值去噪实现肌电干扰的滤除,采用无相移IIR高通滤波器实现对心电和呼吸信号的基线漂移去除;系统根据心电信号峰值和脉搏信号峰值传导时间差(PWTT)算法计算出无创血压;系统设计跌倒算法判断用户是否跌倒。最终微处理器将分析和处理后的结果通过蓝牙模块发送至Android手机端。在Android端使用Java语言编写了“健康监护管家”手机APP,为用户提供一系列智能化服务。一是使用SQLite数据库将蓝牙接收到的下位机生理参数数据进行存储,以及存储用户的基本信息。二是绘制心电、呼吸、脉搏三种信号波形,并显示心率、呼吸率、脉率及血压值,并进行阈值报警及跌倒提示。三是将实际检测的数据与正常生理数据进行对比分析,实现用户检测结果的健康综合分析,并提供相关医疗信息查询及相关医生在线咨询等功能。四是在新浪云平台创建数据仓储,实现了各生理参数的云存储,为专业医师诊疗及云医疗奠定了基础。本系统实现了生理参数的可穿戴检测,具有准确实时、动态监测、操作简单且智能的优点,可以同时检测心电、呼吸、脉搏、血压、运动状态等生理参数,实现对心血管等慢性疾病患者健康状况的长期实时监测。系统的参数检测误差分别为:心率≤±2次/分,呼吸率≤±2次/分,脉率≤±2次/分,血压≤±5mm Hg。
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