呼吸与脉搏监测仪的研究开题报告.doc

毕业设计（论文）开题报告呼吸与脉搏监测仪的研究 系 部： 专 业： 学生姓名： 指导教师： 开题时间： 2008 年 04 月 7 日一、总体说明在开题报告中要求给出你对课题的理解，类似的研究在国内外的进展情况，你对系统设计的初步设想，主要需要解决的技术难题和解决思路，同时应给出课题的时间安排。二、开题报告内容1毕业设计（论文）课题的目的、意义、国内外现状及发展趋势2课题主要工作（设计思想、拟采用的方法及手段）3完成课题的实验条件、预计设计过程中可能遇到的问题以及解决的方法和措施4 毕业设计（论文）实施计划(进度安排)5 参考文献三、撰写要求1报告字数不少于3000字2报告内容一律用A4纸打印3. 上交时间为毕业设计第三周周末。一、毕业设计（论文）课题的意义、国内外现状及发展趋势(可加附页)（1）课题的意义：呼吸和脉搏波信号中包含着人体最重要、最基本的生理信息,对这些生理信息进行家庭日常监护与检测对慢性病患者和老年人的健康以及心血管疾病的预防诊治有着极其重要的意义。特别是对这些生理信息进行长期监测,可了解人体健康状态的变化趋势,掌握一些疾病对人体的影响。为此,本文对呼吸与脉搏信息进行检测处理,并研制相应的心脏与呼吸功能检测与监护系统。本文阐述了适合于家庭使用的呼吸及脉搏检测仪的研究。在近年的调查研究中,发现有一些老年人,也有少量的中年人在睡眠时不幸谢世,而身边的亲人竟没能发现。预防这突如其来的灾难,已有的措施是将弱势之人送到医院,利用医院的综合仪器进行监护,或建立远程的监测系统,将监护对象的情况通过互联网,传到医疗中心。这方面的情况在国外已有开展,但这需要昂贵的费用,不能适用于普通家庭。本文设计的呼吸及脉搏检测仪,通过传感器,能够很好地与皮肤接触,检测到微小的脉动信号,并综合应用单片机技术、语音IC技术、无线通讯技术,设计了具有实时监测与显示、定时测量与存储、语音报警与提醒、远程通讯与呼救等功能的智能心率监控系统。基于以上呼吸与脉搏波信息检测处理方法,本文研制出基于呼吸与脉搏信息的智能检测与监护系统。系统由软件和硬件两部分组成,由这两部分配合完成呼吸和脉搏波信号的检测、信号的实时监护、呼吸与脉动失常分析、当发现有异常情况时自动拨打报警电话,进行语音报警,同时发射近距离的无线信号报警等功能。（2）国内外现状及发展趋势：监测设备无论是在实际生活中，还是在科学技术研究中，都有着广泛的使用。近些年来由于全球人口老龄化现象日益突出，这些老龄化人口对医疗有非常大的需求。在加之对疾病预防以及对早发现和早治疗的观念日趋认同，将促进对检查诊断等基本医疗仪器，如x光、CT、正电子辐射断层扫描(PET)、MRI和超声波等的需求。在技术领域，全球许多国家都在进入人口老龄化阶段，人口的老龄化必然会带来一系列老年性疾病的高发，这些疾病需要日复一日的进行监控治疗，往往不可能都在正规医院中进行，这就催生了医疗电子设备数字化、便携化、小型化的发展趋势。可以随身携带的血压计、血糖仪，可以在家庭或小型社康医院中使用的呼吸机、呼吸与脉搏监护仪必然会有越来越大的市场需求。这里的便携化设备主要分为两种：一种是手持设备，例如用于患者监控的产品，像测量脉搏与呼吸、血压等的产品，可以方便随时携带；另一种则不一定能够随身携带，但它们是低成本、简单的设备，一般用于设备较简单的医院。而网络化的进一步普及也正在进入医疗电子领域，通过有线或无线技术，医生可以远程访问病人的资料；数字化网络化的医疗检测设备使病人不必再携带大量的检测资料奔波在医院的各个科室甚至是远隔千里的不同医院之间，节省了就医者的时间和重复检测的费用；而网络化的医疗设备和系统也使远程医疗变为现实，身在某些不发达地区的重症患者有可能通过远程医疗获得高水平医生的救治而重获新生。在中国，由于医疗资源尤其是高端优质医疗资源的缺乏和地区间分布不均衡引起了广被诟病的“看病难问题，医疗设备网络化所带来的这些益处对解决该问题也有着非常现实的意义。将传统医疗器械技术与电子信息、生物工程精密制造、新材料等技术，有机结合形成的一个新兴高科技产业，从世界上看，数字化是医疗设备发展的一个大趋势。在医疗设备中，数字化医疗设备的比重越来越大，已成为医疗设备与器械产业发展的主要潮流。二、课题预期目标及主要工作（设计思想、拟采用的方法及手段）(一) 课题预期目标：设计的呼吸与脉搏检测仪,通过传感器很好地与皮肤接触,检测到微小的脉动信号;综合应用单片机技术、语音IC技术、无线通讯技术;具有实时监测与显示、定时测量与存储、语音报警与提醒、远程通讯与呼救等功能的智能心率监控系统；（二）主要工作： 设计思想：1、信号的采集：脉搏信号与呼吸信号的采集部分、脉搏与呼吸信号的传输部分、脉搏与呼吸信号的数字处理部分。在设计过程中,根据装置的实现要求,并综合考虑成本、性能等因素,确定了以单片机为核心的装置组成方案。装置主要完成的工作有:(1)选用了一款集成化的脉搏与呼吸传感器来实现对微弱的脉动与呼吸信号的采集。(2)应用了一种精密的运算放大器,来对传感器输出的信号进行程控放大。(3)用单片机来控制其内部集成的A/D转换器的相应寄存器对传感器输出的电压信号进行从模拟信号到数字信号的转换。2、单片机监控中心：单片机将采集并处理过的呼吸与脉搏信号与事先设定好的人体正常的脉搏与呼吸参数进行比较核对，当有不安全情况（如呼吸与脉搏消失，过强，过弱）等现象时，监控中心向单片机无线报警电路和语音报警电路发出指令进行报警。3、 单片机报警系统：报警系统分为无线报警电路和语音报警电路两个部分：其中无线报警系统发射电路和接受电路。语音报警系统利用语音采集技术， 将应用系统的各种语汇直接采集并进行处理， 当系统需要时可随时识别与组合成当前语句， 以实现实时语音报告与报警。用户根据需要把自己的手机号码、办公室电话或报警监控中心的电话预存入报警主机。当报警主机接到控制中心的指令时开始工作，给预先存入的电话号码发短信，然后拨通预先存入的电话号码播放相应的警情语音。若电话占线或者无人接听，可拨下一个预存的电话号码，如果所有预存的电话都占线或者无人接听，则会自动把所有的预存电话重拨一遍，如此循环，直至有人接听电话，以保证报警的有效性和可靠性。 设计原理框图：三、预计设计过程中可能遇到的问题以及解决的方法和措施(1) MT8880的DTMF产生器是发送部分的主体，它产生全部十六种失真小、精度高的标准双音频信号，这些频率均由3579545MHz晶体振荡器分频产生。电路由数字频率合成器、行/列可编程分频器、开关电容式D/A变换器组成。行和列单音正弦波经混合、滤波后产生双音频信号。通过DTMF编解码表把编码数据写入MT8880发送寄存器产生单独的flow和fhigh，一旦编码错误就会导致拨号失败.故在编程过程中要十分小心。(2) 传感器的选择上，由于在测量人体信号时，本身所采集来的信号就是微弱的，在加之外界的干扰，以及温度对它的影响。所以在选择上必须选择一些抗干扰能力强的。(3) 在报警电路中由于事先设置的不为一个电话号码和无线发送设备的可靠性，以免在检测是出现异常问题是无法及时的给救援人员发送信息，而耽误的病人的病情以至危机到生命。本设计采用语音和电话双向报警的方式来解决系统的可靠和高效性。(4) 在摘机后应延时一段时间再去判断摘机音，因为本系统采用机械继电器实现自动摘机，故应考虑继电器的响应时间，通过调试最后来确定时间。(5) 在拨号时有可能出现第一个电话拨完后，系统并没有立刻拨打第二个电话从而导致严重的后果，所以为保证一个电话号码拨完后立即拨下一个电话号码，应保证挂机的最短有效时间以确保前一电话号码确实已挂机，否则拨下一个电话号码时会没有拨号音。四、进度安排2008 4.7-4.13 下达任务书课题初步调研并查阅资料2008 4.14-4.20 完成开题报告2008 4.21-4.27 设计方案2008 4.28-5.4 信号采集单元的设计2008 5.5-5.11 前置放大器的研究2008 5.12-5.18 无线报警单元的设计2008 5.19-5.25 语音报警单元的设计2008 5.26-6.1 电话接口电路的设计2008 6.2-6.8 整机电路控制过程2008 6.9-6.15 上交论文2008 6.16-6.22 毕业答辩五、参考文献1 I S D公司 ISD data book：Voice record and play back 2 李令奇，胡广成电话机原理与维修 。北 京 ：人民邮电出版社，1993 3王福瑞单片微机测控系统设计大全 M北 京：北京航空航天大学出版社，1999 4李川.呼吸与脉搏监测仪的研究D华北电力大学（北京），2006.5龙军.手机和单片机控制