一种基于SoCFPGA的心电信号检测系统设计

发布时间:2021-06-29    来源:电竞竞猜平台 nbsp;   浏览:10167次
本文摘要:概述:设计方案搭建了一种根据上面系统软件当场可编程控制器门阵列(SoCFPGA)的心电信号(ECG)监测系统。

概述:设计方案搭建了一种根据上面系统软件当场可编程控制器门阵列(SoCFPGA)的心电信号(ECG)监测系统。系统软件根据具有低输入电阻、高共模诱发比和低噪音的外置收集缩放电路,搭建心电信号的爆出和预备处理。根据根据SoCFPGA的硬件系统和重置的内嵌式Linux产品研发自然环境的韧协同管理方法,顺利完成了心电信号的A/D转换、VGA说明、MicroSD卡数据储存和心电信号优化算法处置,必须对心电信号进行时频分析和QRS波检验,搭建了对心电信号的收集、说明、储存和处置。  0章节目录  心电信号(electrocardiogram,ECG)必须客观性反映心血管各一部分的生理学情况,也是用于临床医学心脏疾病的关键根据,因为其具有更非常容易检验和有不错形象性等特性,在临床医学专业中得到 更加广泛的科学研究与运用于[1,2]。

自1906年,第一台血氧仪作为临床医学至今,各种各样方式的心电监护相继经常会出现。传统式的心电图检查测试仪器多以单片机设计、PC为关键设计方案,系统软件轻便、检验方式单一,有益于系统软件处理速度的提高和微型化搭建,或导致的用以麻烦[3]。

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因为可衣着机器设备和互联网医疗的迅猛发展,心电监护反过来微型化、携带式、智能化系统方位发展趋势[4]。  文中设计方案了一种根据上面系统软件当场可编程控制器门阵列(SoCFPGA)心电信号检验处置系统软件,根据A/D混和设计方案和韧协作设计的方法,搭建了心电信号监测系统。数据信号收集由模拟仿真前端开发电路顺利完成,运用SoCFPGA可多次配置和韧协同管理等优点,根据电脑编程对数据信号进行A/D转换、VGA说明、数据储存和优化算法处置,进而搭建数据信号收集、说明、储存和处置等智能集于一体的心电图检验处置系统软件。  1心电信号监测系统设计方案  心电信号检验监测系统软件是一个模拟仿真和数据的混合器,关键分为体表心电信号收集电路和以SoCFPGA为关键的心电信号数据处置系统软件。

收集电路终端设备医疗漏连线根据帖片电级爆出心电信号,心电信号历经收集电路缩放和模拟仿真过滤处置后转到SoCFPGA,再作由HPS尾端ARM内嵌式顶势上根据Linux的运用于系统控制进行A/D转换,转换为模拟信号在FPGA尾端进行VGA说明,另外将模拟信号传送到HPS尾端,能够对模拟信号进行优化算法处置和储存到MicroSD卡上。SoCFPGA韧协作的开发方法对硬件开发和心电信号此前优化算法处置的开发软件都十分便捷。按程序模块区别系统软件总体构架如图所示1下图。

  图1系统框架图Fig1Systemblockdiagram  1.1体表心电信号收集电路  长期心电信号幅度值范畴在10mu;V~5mV,典型值为1米V,頻率范畴在0.05~100Hz,另外心电信号对噪音十分敏感。因而,心电信号收集电路务必不具有低输入电阻、高共模诱发比、低噪音和较低改变等层面特性。体表心电图收集电路由外置缩放电路和后续缩放电路组成。

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  1.1.1外置缩放电路  外置缩放电路主要是对爆出到的心电信号进行可行性分析缩放和去噪,借之后级缩放和处置。心电信号中的噪音关键有直流阻拦、肌电阻拦、基线漂移和高频率噪音。

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  1)外置缩放电路设计方案  外置缩放电路由前面缩放电路、携带通滤波电路和50Hz直流陷波电路组成,在其中,前面缩放电路又还包含輸出维护保养电路、左腿驱动器电路和仪表盘运算放大器缩放电路组成,如图2下图。  图2外置缩放电路Fig2pre-amplifiercircuit  因为系统软件要接到体表收集数据信号,务必充分考虑数据信号收集全过程中身体维护保养的难题,系统软件中在收集电路的輸出级前端开发随意选择重进抗压值很高的暂态工作电压诱发(transientvoltagesuppressors,TVS)二极管来维护保养身体和电路。左腿驱动器电路是在收集心电信号中作为相连参考电级,能够合理地防止收集到数据信号中的共模阻拦[5]。

仪表盘计算缩放电路顺利完成心电信号的初中级缩放,另外也要具有低输入电阻、高共模诱发比、低噪音和较低改变的特点。综合性充分考虑,随意选择ADI企业的仪表设备运算放大器AD8220处理芯片,为了更好地避免出现饱和杂讯,前面增益值设定为20倍[6]。


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