2017毕业论文-基于labview的心电信号测试系统（心电信号采集）

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1、基于LabVIEW的心电信号测试系统（心电信号采集）1绪论由于计算机技术发展迅猛,且具有众多厂商的软硬件支持,使其在各领域的应用得到了长足的发展,同时也促进了图形开发软件包和图形开发环境的迅速普及【2】。虚拟仪器是计算机硬件资源、仪器与实验系统硬件资源和虚拟仪器软件资源三者的有效结合。在虚拟仪器的图形软件开发平台研究方面,最有代表性的是LabVIEW虚拟仪器软件开发平台【3】。LabVIEW是一种基于图形化语言的开发、调试、运行的集成化虚拟仪器开发平台。它针对测试系统软件开发的需要将数据的采集、处理、存储、输出和远程传输等一些常用的功

2、能模块化,通过对程序模块的调用,提高了模块的复用度和软件的开发效率【4】。LabVIEW是一种面向对象的图形化编程语言开发环境，本文对其在医学心电信号采集与处理中的应用将做出具体介绍。由于心电信号经DAQ数据采集卡采集后，在LabVIEW的前面板上只能显示出最原始，最简单的数据，尚不能直观的看出心电信号的心率大小等信息。因此，本次设计的目的是开发一套基于LabVIEW的心电信号测试系统，要求在LabVIEW的前面板上能直观的读取心率数据。这种方法在国际上，并不是一个新的课题，前人已有过研究。但是他们采用的计算方法都比较复杂。所以，在延

3、续已有的研究方案上，本人想设计出一套更为简单、便捷的测试系统。实验方法均是在插入式信号采集卡DAQ的硬件支持下，利用LabVIEW编程软件，设计一套多通道心电信号采集测试系统。使用模拟心电信号发生器，将心电信号进行调试和放大处理，然后输入DAQ数据采集卡进行采集，最终在电脑上通过LabVIEW编程软件的界面，显示出连续的，完整的心电信号。通过对LabVIEW的编程，使电脑能显示出心率大小，信号采集次数和信号采集频率的信息。与已有的方案相比，本次设计的不同之处就在于如何对LabVIEW进行编程【5】。本人的设计重点是信号的采集部分，对于

4、种种设计中应注意的问题，和细节，将在本文中得以解释。2虚拟仪器概述虚拟仪器（virtualinstrumention）是基于计算机的仪器。计算机和仪器的密切结合是目前仪器发展的一个重要方向。粗略地说这种结合有两种方式，一种是将计算机装入仪器，其典型的例子就是所谓智能化的仪器。随着计算机功能的日益强大以及其体积的日趋缩小，这类仪器功能也越来越强大，目前已经出现含嵌入式系统的仪器。另一种方式是将仪器装入计算机。以通用的计算机硬件及操作系统为依托，实现各种仪器功能，23基于LabVIEW的心电信号测试系统（心电信号采集）虚拟仪器主要是指这种

5、方式。下面的框图（1）反映了常见的虚拟仪器方案。图（1）常见的虚拟仪器组建方案虚拟仪器的主要特点有：（1）尽可能采用了通用的硬件，各种仪器的差异主要是软件。（2）可充分发挥计算机的能力，有强大的数据处理功能，可以创造出功能更强的仪器。（3）用户可以根据自己的需要定义和制造各种仪器。虚拟仪器实际上是一个按照仪器需求组织的数据采集系统。虚拟仪器的研究中涉及的基础理论主要有计算机数据采集和数字信号处理。目前在这一领域内，使用较为广泛的计算机语言是美国NI公司的LabVIEW。虚拟仪器的起源可以追朔到20世纪70年代，那时计算机测控系统在国防

6、、航天等领域已经有了相当的发展。PC机出现以后，仪器级的计算机化成为可能，甚至在Microsoft公司的Windows诞生之前，NI公司已经在Macintosh计算机上推出了LabVIEW2.0以前的版本。对虚拟仪器和LabVIEW长期、系统、有效的研究开发使得该公司成为业界公认的权威【6】。3数据采集系统简介在计算机广泛应用的今天，数据采集的重要性是十分显著的。它是计算机与外部物理世界连接的桥梁。各种类型信号采集的难易程度差别很大。实际采集时，噪声也可能带来一些麻烦。数据采集时，有一些基本原理要注意，还有更多的实际的问题要解决。在通

7、用微机系统里，含有一块非常重要的采集卡——DAQ数据采集卡,它是完成采集系统的不可或缺的部分。3．1数据采集系统的构成23基于LabVIEW的心电信号测试系统（心电信号采集）图（2）数据采集系统结构上图表示了数据采集的结构。在数据采集之前，程序将对采集板卡初始化，板卡上和内存中的Buffer是数据采集存储的中间环节。需要注意的两个问题是：是否使用Buffer？是否使用外触发启动、停止或同步一个操作。3．1．1缓冲（Buffers）这里的缓冲指的是PC内存的一个区域（不是数据采集卡上的FIFO缓冲），它用来临时存放数据。例如，你需要采集

8、每秒采集几千个数据，在一秒内显示或图形化所有数据是困难的。但是将采集卡的数据先送到Buffer，你就可以先将它们快速存储起来，稍后再重新找回它们显示或分析。需要注意的是Buffer与采集操作的速度及容量有关。如果你的卡有