Labview与虚拟仪器设计.doc

课 程 设 计设计题目 Labview与虚拟仪器设计学生姓名 李健 学 号 20082367专业班级 生医08-1班 指导教师 付静 2011 年 12 月 25 日设计题目Labview与虚拟仪器设计成绩课 程设计主要内 容 了解虚拟仪器的概念，并通过基本习题掌握Labview软件的使用方法及虚拟仪器的设计流程，在此基础上完成虚拟心电图仪的设计，实现心电信号的显示、滤波、R-R间期及心率等参数的计算。指导教师评语建议：从学生的工作态度、工作量、设计（论文）的创造性、学术性、实用性及书面表达能力等方面给出评价。签名： 20 年 月 日 合肥工业大学课程设计任务书摘 要：利用具有直观图形化编程和强大数字信号处理功能的虚拟仪器编程语言LabVIEW为开发平台，研制了一套虚拟心电数据采集、滤波、记录系统。该系统具有心电波形实时显示、心率显示，波形存储等功能。 关键词：心电 数据采集 LabVIEW 虚拟仪器1、引言心电信号是人体生物电活动信息的表征，通过心电信号可以判断人体的健康状况。心电研究一直是医学领域的一个重要课题，心电图是心血管等疾病临床检查诊断的重要方法。传统的心电记录方法主要靠心电图机来完成，其信号采集、处理和显示主要由硬件电路完成，电路生产技术要求较高，设备价格较贵，且维护和更新不便。虚拟仪器技术的发展为改造传统的心电记录设备提供了很好的技术支持，它利用计算机强大的软件处理功能和丰富的硬件资源来组成插卡式虚拟仪器系统，利用丰富的软件系统实现通常由硬件完成的功能。2、程序功能简介：此心电程序主要用于读取心电数据，对其进行滤波显示，并计算心电的R-R间期，计算心率，心率不正常报警、保存数据。程序流程图如下所示：显示滤波后波形低 通 滤 波读 取 数 据 保 存 数 据计 算 心 率计算R-R间 期3、面板设计（1）前面板设计及各部件的功能分析：利用LabVIEW 设计的心电采集系统的前面板如图所示。虚拟仪器的前面板是仪器与用户交互的可视化操作界面，可以实现心电信号的实时采集、R-R间期、心率计算与显示以及报警等各项功能。前面板中设置了两个波形显示控件，左上面用来显示采集到的心电波形，左下面用来显示滤波后的波形，以利于医生观察、诊断所需的心电图。绿灯的作用是当心率超过100/s时进行报警。滤波显示中的红线是显示各波段波峰的值，以便判断各波形是否正常。阶数和截止频率是用来调节滤波效果，以便达到最佳滤波程度。（2）框图程序整体如下所示：从左往右的实现功能为：读取心电数据、滤波显示、计算R-R间期和心率、心率不正常报警以及波形存储。1） 数据读取与保存部件从文件中读入数据，以数组形式输入程序，最后再保存为数据文件。 2）滤波部件心电属于低频信号，采用低频滤波。可以通过改变截止频率和阶数来改变滤波效果。 3）R-R间期和心率的计算及心率不正常报警部件本模块的程序代替了传统心电图机硬件电路中的微分，整形和计数器电路，采用软件方法完成心电信号的R波检测、心率计算功能。将采集到的实时心电信号接入信号检测程序实现R波的检测，从而计算出两个R波间期和心率。由于正常人的心率介于60100/s之间,当心率过大或过小时应能及时报警，故加入了报警灯。4、实验结论通过各心电数据的心电检测分析实验，验证了虚拟心电示波器对心电信号的处理及分析的精确性，也验证了虚拟心电示波器对心电信号的处理和分析能力。同时通过与硬件实验的对比，虚拟仪器体现出稳定性高，不会因温度、湿度的影响而产生误差，不需要精度组件，性价比高，设计周期短等优点。5、结束语 LabVIEW为研制开发智能化医学仪器提供了很好的开发环境，利用LabVIEW开发虚拟医学仪器具有结果显示直观、程序设计简单和开发周期短等优点