基于低功耗蓝牙无线心率计的设计与实现

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1、万方数据DESIGNANDIMPLEMENTATIONOFWIRELESHEARTRATEMONITORBASEDONLOWPOWERBLUETOOTHAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYWUYingSupervisedbyProfessorLUSheng-liandSeniorEngineerYUJian—liSchoolofIntegratedCircuitsSoutheastUniversityJune2014万方

2、数据独创性声明东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。．研究生签名：塑I鎏二日期：1叶如6、也东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论

3、文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括刊登)论文的全部或部分内容。论文的公布(包括刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生签名警靳虢％缈万方数据摘要近年来，随着科技的高速发展和医疗信息化的迅速推进，灵活的无线医疗网络方案层出不穷。心率是健康检测中的重要项目。为改善传统心率检测成本高且操作单一化等弊端，本文基于低功耗蓝牙设计了一种应用于多点通信的小型无线心率计，实现了大范围的心率数据无线传输。本文设计的无线心率计采用红外线心率传感器采集数据，低功耗蓝牙芯片进行数据处理和传输。采

4、集的心率数据在放大滤波后传输至主芯片。经控制器处理后通过芯片的射频模块传输。系统的工作机制为多任务事件触发机制，工作流程根据任务的优先级先后调度。在多点传输设计中，蓝牙传统星型网络结构简单，易于控制，可实现一对多点的传输，但网络规模有限，不能满足本文应用场景的网络需求。针对网络容量问题，本文在星型网络传输基础上设计改进了一种多跳传输方案，该方案通过网络中节点角色变化机制、跳频机制和时分双工机制，在网络中建立路由表和路由跳数表，逐层向下扩展网络，从单跳网络转换成多跳网络，最终实现大范围传输的较大型网络。与此同时，为了有更好的人机交互体验，本文在

5、．NET和安卓平台，分别开发了与发送节点通信的应用程序。通过对应用程序的操作，丰富了本课题中心率计系统的功能。系统测试结果表明，本课题设计的无线心率计能够低能耗、可靠地传输数据。通过上位机连接实验可知多跳网络传输系统的容量得到极大改善，系统实现了大范围组网功能。节点的工作电流为14．2mA，睡眠电流为o．35uA，在丢包率小予O．1％时接收灵敏度为-92．5dBm，心率测量误差小于2．5％，各测试值符合设计指标的要求，系统具有良好的性能。关键字：低功耗蓝牙，心率计，无线网络，多跳传输万方数据AbstractInrecentyears，with

6、therapiddevelopmentoftechnologyandmedicalinformationtechnologyglowingpromptly，flexibilitywirelessmedicalnetworksolutionscontinuetopushnew．Heartrateissignificantinhealthchecks．Inordertoimprovedefectoftraditionalhighcost，operationunitaryheartratemeasuremethod，aminiaturizedwir

7、elessheartratemonitorsystemapplyingonmulti-pointcommunicationisdesignedbasedontheBluetoothlowenergy，whichrealizedheartratewidetransmISSlonThewirelessheartratemonitoradoptsinfraredheartratesensortocollectdata，Bluetoothlowenergychiptoprocessandtransmitdata．Collecteddatatransm

8、ittomainchipafteramplifiedandfiltered，andthendatatransmitStoRFmoduleafterprocessed