【基于STM32单片机的心率检测仪设计开题报告（含提纲）3800字】

PAGE33PAGE8毕业设计(论文)题目基于STM32单片机的心率检测仪设计一、课题的目的和意义：人体的血液循环系统主要由心脏、血液、血管等组织构成，心脏的周期性的搏动为血液循环提供动力，使带有能量的血液不断流向全身需要新陈代谢的细胞，同时将细胞因新陈代谢产生的废气带走的一个过程。血液循环系统是维持生命正常活动的基础，细胞所需要的能量全部靠血液循环系统来提供，心脏的健康程度是非常重要的，而心率正是反应心脏健康程度的重要信息，因此研制一种便携式的心率检测系统是非常重要的，特别是对心血管类疾病的诊断，很多潜在性心血管疾病潜伏期很长且病情很少出现或出现的时间极短，常规心率设备很难捕捉到，给大众的身体健康带来了很大的潜在威胁，到目前为止，与心血管相关的各种慢性疾病早就已经成为影响人们身心健康的头号威胁，每年因此疾病死亡的人数也非常多。随着年龄的不断增长，患心血管疾病的风险也不断增加，这种趋势早已对大众的生命健康带来了不可忽视的影响，越来越多的生活经济条件比较好的人已经开始关注自身的生活质量，而患心血管疾病的概率随着自己年龄的增长会变得越来越大，因此关注心血管疾病的人数也越来越多。但是目前医院的大型心电监护系统还无法满足社会大众的需求，很多潜在性心脏疾病需要长时间的检测才可能被发现，所以人们非常期待一种价格低、便于携带、实时检测的心率设备，佩戴这种心率设备既不影响患者的日常生活，又能做到随时随地的检测并保存患者的心率数据信息，人民因此也非常期待有这样的一种既不妨碍日常生活又能检测心率信号检测仪来检测自身以及家人的心率信号，及时发现潜在的心脏疾病并得到有效的治疗。随着计算机微电子技术和信号处理技术的快速发展，几十年来，一些发达国家在便携式心率检测装置方面取得了巨大的发展，使心率检测装置朝着小型化、智能化、便携式的方向不断发展。近些年来，我国的一些研究机构、芯片产商和企业开始联合起来自主研发适合我国市场需求的可穿戴心率检测设备，在这方面已经取得了一定的成果，但是生产出来的心率检测仪功能比较单一且价格昂贵，距走进大众的日常生活还存在着较远的距离，因此人们更期待一种使用方便、价格低廉、采集可靠、智能分析的心率检测装置的出现。二、课题研究的主要内容（论文提纲）：课题的研究内容主要包括：1绪论1.1课题研究的背景和意义1.2主要研究内容2心率信号的相关理论2.1心率信号产生的机理2.2心率信号的特征2.3心率信号的测量方式3系统硬件电路的设计3.1硬件电路的总体设计3.2数字化处理电路的设计3.2.1主控芯片的选择3.2.2最小系统和OLED电路的设计3.3蓝牙电路的设计3.4电源电路的设计3.5心率加测仪整体原理图和PCB的制作第4章心率监护系统上位机的设计4.1系统软件的总体设计方案4.2系统各模块的设计4.2.1登录界面的设计4.2.2蓝牙通信的设计4.2.3系统时间获取模块的设计4.2.4心率信号预处理模块的设计4.2.5心率计算模块的设计4.3系统软件界面的设计5心率检测仪的调试与验证5.1系统硬件电路的整体调试5.2系统软件的调试6总结三、文献检索及参考文献目录(列明文献检索的数据库名称及检索策略，参考文献至少15篇以上）：[1]车轶涵,胡立夫,王首起,于福超.基于STM32的夜间心率呼吸监测床垫设计[J].中国科技信息,2021(05):63-64.[2]陈真诚,魏子宁,严波文,张悦.一种活体多通道生理生化检测仪的设计[J].现代电子技术,2021,44(04):27-31.[3]张胜男,沈蕊,徐艳,李俊佳,丁旭东,马盼盼,李大鹏.一种人体健康检测仪设计[J].电脑知识与技术,2021,17(03):95-96+112.[4]戴阳,郑婷婷,杨雪.基于视频放大与盲源分离的非接触式心率检测[J].计算机系统应用,2021,30(01):228-234.[5]文红玉.便携式家用胎儿心率检测系统的研发与应用[J].生命科学仪器,2020,18(06):76-81.[6]王文昱,胡彩娟.多功能心率检测救援手环[J].发明与创新(中学生),2020(12):28.[7]吴正玲,陈跃元.婴幼儿心率检测系统设计[J].科学技术创新,2020(34):101-102.[8]孟洋.基于光电容积描记的心率监测系统设计[J].长沙民政职业技术学院学报,2020,27(03):121-123.[9]杨森杰,林锦锋,马凯创,邱斌.一种无线便携式心率血氧检测仪的设计[J].科技创新与应用,2020(28):47-49+51.[10]钟伟雄.一种带WIFI传输的心肺功能检测仪[J].数字技术与应用,2020,38(09):157-160.[11]赵振名,刘永新,高雪,武斌.智能人体参数检测仪的设计与开发[J].电子测试,2020(07):23-24.[12]熊强强,尹建平,姚卫国,曾美琳,徐文磊,李柯,齐志艺,王宁.一种智能型腕带式心率检测仪的设计与实现[J].国外电子测量技术,2020,39(02):88-92.[13]张超.无意识设计在家用心率检测仪设计中的应用研究[D].湖北工业大学,2017.[14]陈孝英,杨济民.基于STM32血氧心率检测仪的研制[J].电脑知识与技术,2017,13(15):231-233.[15]陈孝英.基于STM32的血氧心率检测仪的研制[D].山东师范大学,2017.[16]张家盛,张加岭,禹东川,李杨韬.可穿戴式心率检测系统的设计[J].自动化与仪器仪表,2015(02):107-108+112.[17]杨越,汪丰.低功耗心率检测仪设计[J].电子产品世界,2014,21(12):10-13+16.[18]郑开明.基于单片机设计的心率检测仪[J].电脑知识与技术,2012,8(06):1431-1433.[19]颜拥军,赖伟,杨彬.数字化人体心率检测仪的设计[J].南华大学学报(自然科学版),2010,24(03):22-26.

四、课题研究的基础、现状与趋势(基于对参考文献资料的分析、综合与归纳，不少于1000字)：目前，在市场上已经可以见到各式各样的心电图机，中小型医院的心电图机的普及率也得到了提高，从玄线式心电图机的问世，已经开始向智能型、数字化的方向不断发展。心电监护系统在国内外使用比较多的是：CardGuard公司生产的手持式心电监护系统，该系统支持蓝牙无线通信，与PC机进行数据传送，PC机对心电信号进行特征信号分析后将异常的信号再上传至心电网络监控中心，监控中心将这些病人的生理参数的数据信息存储起来，以便于医护人员根据此信息可以作出及时有效的相关诊断；TIE公司研制的12导联心电监护系统，该监护系统体积比较大，价格也比较贵，能够全面的测量心脏各个组织的健康状况，该系统一般应用于大中型医院，具有12导联测量方式的心电监护系统是检测心脏活动最有效的监测方式，整个系统一般由心电采集模块、通讯单元、信号处理和上位机构成，心电采集模块采集到的心电数据通过通讯单元传输到医院监控中心；卡迪欧公司开发“护心神”，采用电耦合的方式获取人体心电信号，采集到的心电信号含有的干扰信号较少、无差错、无失真，可随时随地采集人体心电信号并保存。综观国内外心电监护系统，总体呈现以下发展趋势：（1）微型化随着高度集成电路的迅速发展，现在微小的电子芯片在功能不减的情况下，甚至功能还强于早期芯片，体积可以远小于早期芯片，同时随之PCB集成电路的不断发展，许多电子产品的体积越来越小了，这为心电仪的微型化、便携化的特点提供了硬件支撑。（2）数字化在计算机不断发展具有强大的计算能力和处理速度的今天，借助计算机强大计算能力的CPU和各数字模块，通过在上位机软件中写入各种心电信号数字滤波算法，为心电信号的去噪与特征识别提供了很大的方便，对于在需要处理大量的心电数据的情况下提供了强有力硬件的支撑。（3）智能化在人工智能火热的今天，使用自主学习的智能算法去检测异常心电信号，一旦发现异常信号，及时存储下来，同时向病人家属和医生发送短信通知，在紧急情况下，还可以准确定位患者位置。（4）远程化在人口众多而医疗资源和具有高资质医生短缺的今天，通过建立远程医疗诊断方式，可以使患者采集的心电数据及时发送至医疗中心，特别是在一些紧急情况和边远山区发生突发的情况下，医生可以通过远程监护中心实时查看患者的病理特征，对患者做出及时有效的治疗指导方案，远程化对于我国一些边远山区的患者也是非常必要的，在边远山区患者突发病情时，大型心电监护仪很难随身携带，这时如果有可靠的便携式心电监护系统，即可通过其将采集到的心电数据信息快速地传输至医疗数据中心，让医生对患者的病情做出及时有效地指导。但从目前国内外市场上的便携式心率图机上看，主要分为三大类：第一大类是能够长时间监测并记录心心率号数据信息，但须将采集到的心率信号存储在内存卡里而不能进行实时有效的分析处理，检测完成后需将内存卡的心率数据导入专用的计算机进行回顾分析，很难及时有效的发现异常心率信号；第二类是选择式（片断式）记录心率图机，它能够实时分析心率信号，一旦发现异常信号时，能够将发生异常信号时刻前后一分钟以内的数据记录下来，但这种方式受诸多因素的影响，很多将一些少见的心血管疾病的前兆心率信号记录下来；第三类是能够长时间的记录和分析，但存储容量比较有限，无法做到便携式。五、本课题解决思路或实验方法针对目前市场上出现的便携式心率检测仪的不足之处，还很难进入社区、服务家庭，本文主要进行了一个便携式心率检测仪的设计。通过心率传感器采集到人体皮肤表面心率信号通过硬件的相关处理后，利用蓝牙通信的方式将心率数据传送给上位机进行数字滤波处理后进行显示和数据存储。过查阅相关文献资料，主要对心率信号产生的机理、特点、采集过程中需要注意的事项进行了说明讲解，为本文心率检测仪的设计奠定相关的理论支撑。再详细讲解硬件采集电路、数字处理电路、蓝牙通信电路以及电源电路模块的设计，具体解释各个模块的芯片选择，介绍心率检测仪上位机的整体设计方案和各个模块的设计过程，以及在嵌在模块当中的心电滤波算法的验证，最后在PC机上可以显示心率数据和存储心电数据。最后，对本文所设计的心率检测仪中的各个模块功能按照顺序进行调试与验证，以检验设计方案的可行性六、工作计划或时间安排起止日期毕业设计(论文)工作进度（主要内容、完成要求）2017.01