一種多模式通信監護便攜式心電儀及通信方法技術

本發明專利技術涉及一種多模式通信監護便攜式心電儀及通信方法，前置放大電路采集人體心電信號進行差分放大，前置放大電路輸出差分放大信號依次經過帶通濾波電路、主放大電路、工頻陷波電路和電平抬升電路輸出心電信號送入STM32微處理器內的A/D模塊，STM32微處理器通過藍牙無線通訊與手機終端連接，STM32微處理器通過USB與PC終端連接，STM32微處理器與GMS模塊以及GPS模塊互相通訊，STM32微處理器與SD卡存儲模塊互相交換數據，STM32微處理器數據送人機接口屏模塊顯示。實現對信號的處理、監護/通訊、存儲、定位、顯示、發現異常信號自動報警等功能，在不降低性能和功能的前提下，實現了體積小巧、超低功耗、價格低廉、便于攜帶。

【技術實現步驟摘要】
一種多模式通信監護便攜式心電儀及通信方法
本專利技術涉及一種心電檢測儀器，特別涉及一種多模式通信監護便攜式心電儀及通信方法。
技術介紹
近年來，隨著社會的進步和經濟的發展，生活水平的逐步提高，以及我國人口老齡化程度越來越嚴重，心臟病一類的疾病的發病率不斷攀升，嚴重影響人們的身體健康，成為威脅人類健康的第一因素。但常規心電監護設備具有體積笨重、價格昂貴和不便于攜帶的局限性，隨著社會生活水平的提高，便攜式心電圖儀具有體積小、價格低、方便使用、攜帶等優點，比如能夠在家庭或者其他地方很方便的進行心電信號的測量，并把波形實時顯示出來，通過一定的處理做出基本的診斷，并把數據存儲起來，然后可以提交到專業機構做進一步的診斷，對于一些行動不便的病人，便可以利用互聯網技術，把數據通過遠程傳送的方式，提交到專業機構或指定醫院，便攜式心電設備的使用也由于利于醫生在急診或查房的時候方便快速的進行病情診斷。并且此多模式通信監護便攜式心電儀能進行長時間實時監護并把數據存儲起來，以及利用GPS定位和GSM通信以達到在家里親屬不必守候在病人旁邊，在公共場合不必時刻陪伴病人，僅通過發送一條短信進行遠程監護便能時刻得知病人的基本情況已經地理位置信息這樣患者就不必長時間的靜臥在醫院，就可以得到實時的監護，所以本專利技術產品具有重要意義。
技術實現思路
本專利技術是針對常規心電監護設備具有體積笨重、價格昂貴和不便于攜帶的局限性的問題，提出了一種多模式通信監護便攜式心電儀及通信方法，實現對信號的處理、監護/通訊、存儲、定位、顯示、發現異常信號自動報警等功能，在不降低性能和功能的前提下，實現了體積小巧、超低功耗、價格低廉、便于攜帶。本專利技術的技術方案為：一種多模式通信監護便攜式心電儀，包括STM32微處理器、人機接口屏模塊、手機終端、PC終端、GMS模塊、GPS模塊、SD卡存儲模塊、信號采集模塊，信號采集模塊包括前置放大電路、右腿驅動電路、帶通濾波電路、主放大電路、工頻陷波電路和電平抬升電路，左手和右手通過電極將人體的心電信號輸入到前置放大電路進行差分放大，前置放大電路輸出差分放大信號依次通過帶通濾波電路、主放大電路、工頻陷波電路和電平抬升電路，電平抬升電路輸出心電信號送入STM32微處理器內的A/D模塊，STM32微處理器通過藍牙無線通訊與手機終端連接，STM32微處理器通過USB與PC終端連接，STM32微處理器與GMS模塊以及GPS模塊互相通訊，STM32微處理器與SD卡存儲模塊互相交換數據，STM32微處理器數據送人機接口屏模塊顯示，人機接口屏模塊設定指令到STM32微處理器。一種多模式通信監護便攜式心電儀通信方法，包括多模式通信監護便攜式心電儀，具體包括如下步驟：1）STM32微處理器完成各個模塊的初始化之后，開始對信號采集模塊送入的模擬心電信號進行A/D模數轉換；2）轉化后的數字心電信號送到SD卡存儲模塊進行存儲：根據人機接口屏模塊的提示手動按鍵控制SD卡存儲模塊來存儲長達24小時的心電數據，并建立基于SD卡的文件系統，把心電數據存儲為TXT文件格式，通過USB接口與PC終端進行數據傳輸，同時將常見判斷心臟病的數據庫和病患治療信息存儲在SD卡中，并在人機接口屏模塊上設置讀取該信息的功能鍵；3）對心電數據采集之后進行數據的分析：對采集得到的心電數據進行特征量分析并確定其特征值，調用SD卡內存儲的常見心臟病的數據庫，來判斷心電數據是否異常，并把分析的結果通過人機接口屏模塊在LCD觸摸液晶屏上顯示出來；4）工作方式選定，設定運動監護和病理監護兩種模式，并輸入兩種模式下的數據指標；5）對分析后的心電信號，可以通過藍牙與手機終端進行無線通信：當檢測到的心電信號數據異常時STM32微處理器自動發送指令控制手機終端撥打急救電話；6）對心電信號分析之后，若發現心電數據異常，則進行語言警報和紅色Led燈閃爍預警，并把分析得到的異常心電結果在LCD觸摸液晶屏上顯示出來，STM32微處理器接受GPS模塊接收的信息和通過藍牙利用手機終端GPS的定位功能獲取病人周邊的地理位置并進行處理，計算出本地的經度、緯度以及周邊醫院的位置信息，通過GSM接收到請求信息，由GSM模塊把地址信息以及病人的基本信息發送給周邊醫院。本專利技術的有益效果在于：本專利技術多模式通信監護便攜式心電儀及通信方法，采用了超低功耗、高性能的內核單片機，使得硬件結構更加簡單，系統功耗也大大降低；采用了大容量存儲設備SD卡，并且具有GPS全球定位功能；具有2種工作模式，大大增加了其使用靈活性和應用范圍；便于擴展功能和系統的再次開發，不僅可以做心電監護，還可以應用于其它生理參數的分析與監護。附圖說明圖1為本專利技術多模式通信監護便攜式心電儀結構示意圖；圖2為本專利技術多模式通信監護便攜式心電儀中信號采集模塊結構示意圖；圖3為本專利技術多模式通信監護便攜式心電儀控制流程圖；圖4為本專利技術多模式可通信監護的便攜式心電儀USB數據傳輸流程圖；圖5為本專利技術多模式可通信監護的便攜式心電儀藍牙傳輸流程圖。具體實施方式如圖1、2所示多模式通信監護便攜式心電儀結構示意圖和信號采集模塊結構示意圖，STM32微處理器1通過內部A/D模塊9通道與信號采集模塊8連接，STM32微處理器1與人機接口屏模塊2互相通訊，STM32微處理器1通過藍牙無線通訊與手機終端3連接，STM32微處理器1通過USB與PC終端4連接,STM32微處理器1與SD卡存儲模塊7互相交換數據，STM32微處理器1與GMS模塊5以及GPS模塊6互相通訊，信號采集模塊8包括前置放大電路13、右腿驅動電路14、帶通濾波電路15、主放大電路16、工頻陷波電路17和電平抬升電路18。經過左手10和右手11通過電極將人體的心電信號輸入到前置放大電路13實現信號的差分放大，同時人體的共模電壓在前置放大電路13中被檢測出，通過右腿驅動電路倒相、放大反饋到右腿上，使人體的位移電流不流地，而是通過右腿驅動電路14倒相、放大從運放輸出，以達到更進一步的降低工頻干擾和提高共模抑制比，通過前置放大電路13差分放大的信號連接到帶通濾波電路15，因為由于人體的心電信號頻率范圍為0.05Hz～100Hz，所以需濾掉這個頻帶以外噪聲；人體的心電信號幅度一般為1mv左后，所以經過帶通濾波器電路15出來的信號必須連接到主放大電路16來把提取出來的心電信號進行放大，雖然前置放大電路13對共模干擾具有一定的抑制作用，但是有部分工頻干擾是以差模方式進入電路的，且頻率處于心電信號的頻帶之內，加上電極和輸入回路不穩定的因素，前級電路輸出的心電信號仍存在較強的工頻干擾，所以主放大電路16出來的信號的經過專門的工頻濾波電路17，此時出來的信號一般為-0.5v～1.5v，而A/D模塊9的輸入范圍為0～3.3v，因此需要把主放大電路16出來的信號通過電平抬升電路18，保證能采集到全部的心電信號，電平抬升電路18輸出信號通過A/D模塊9送入STM32微處理器1。STM32微處理器作為整個系統的核心控制部分，它完成對模擬信號的采集（A/D模塊9）、對信號的存儲（SD卡存儲模塊7）、定位（GPS模塊6）、人機交互界面及控制（人機接口模塊2）、以及通訊與報警（GSM模塊5、USB、藍牙），下面將結合圖3流程圖做具體說明：1）在STM32本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種多模式通信監護便攜式心電儀，其特征在于，包括STM32微處理器、人機接口屏模塊、手機終端、PC終端、GMS模塊、GPS模塊、SD卡存儲模塊、信號采集模塊，信號采集模塊包括前置放大電路、右腿驅動電路、帶通濾波電路、主放大電路、工頻陷波電路和電平抬升電路，左臂和右臂通過電極將人體的心電信號輸入到前置放大電路進行差分放大，前置放大電路輸出差分放大信號依次通過帶通濾波電路、主放大電路、工頻陷波電路和電平抬升電路，電平抬升電路輸出心電信號送入STM32微處理器內的A/D模塊，STM32微處理器通過藍牙無線通訊與手機終端連接，STM32微處理器通過USB?與PC終端連接，STM32微處理器與GMS模塊以及GPS模塊互相通訊，STM32微處理器與SD卡存儲模塊互相交換數據，STM32微處理器數據送人機接口屏模塊顯示，人機接口屏模塊設定指令到STM32微處理器。

【技術特征摘要】
1.一種多模式通信監護便攜式心電儀，包括STM32微處理器、人機接口屏模塊、手機終端、PC終端、GMS模塊、GPS模塊、SD卡存儲模塊、信號采集模塊，信號采集模塊包括前置放大電路、右腿驅動電路、帶通濾波電路、主放大電路、工頻陷波電路和電平抬升電路，左臂和右臂通過電極將人體的心電信號輸入到前置放大電路進行差分放大，前置放大電路輸出差分放大信號依次通過帶通濾波電路、主放大電路、工頻陷波電路和電平抬升電路，電平抬升電路輸出心電信號送入STM32微處理器內的A/D模塊，STM32微處理器通過藍牙無線通訊與手機終端連接，STM32微處理器通過USB與PC終端連接，STM32微處理器與GMS模塊以及GPS模塊互相通訊，STM32微處理器與SD卡存儲模塊互相交換數據，STM32微處理器數據送人機接口屏模塊顯示，人機接口屏模塊設定指令到STM32微處理器；信號采集模塊送入的模擬心電信號進行A/D模數轉換；轉化后的數字心電信號送到SD卡存儲模塊進行存儲：存儲長達24小時的心電數據并建立基于SD卡的文件系統，建立常見心臟病的數據庫；其特征在于，多模式通信監護便攜式心電儀在運動監護和病理監護兩種模式的通訊方式如下；在運動監護模式下，不同年齡和性別的人在運動設置和監控下，當檢測到的心電信號數據異常時，則進行紅色Led燈閃爍預警和語言警報，并把分析得到的異常心電結果、科學運動計劃和合理的運動安排在LCD觸摸液晶屏上顯示出來，或者通過LCD觸摸屏設定運動路線，STM32微處理器接受GPS...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉穎，梁湞，
申請(專利權)人：上海理工大學，
類型：發明
國別省市：上海;31