基于WiFi传输的心电信号采集与数据分析系统设计

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1、学校代码10459学号或申请号201512172091密级硕士学位论文基于WiFi传输的心电信号采集与数据分析系统设计作者姓名：余传奇导师姓名：范文兵教授学科门类：工学专业名称：电子科学与技术培养院系：信息工程学院完成时间：2018年5月AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterECGSignalAcquisitionandDataAnalysisSystemDesignBasedonWiFiTransmissionByChuanqiYuSupervi

2、sor:ProfWenbingFanElectronicScienceandTechnologySchoolofInformationEngineeringMay,2018原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者：日期：年月日学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品

3、，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者：日期：年月日摘要心电信号是通过心脏收缩舒张运动而产生，携带着丰富的生理信息。心电信号的规律性可以描述人体的生理

4、功能，是医生诊断和治疗心血管疾病的主要依据。近年来，心脑血管疾病在人群中发病率越来越高，具有隐蔽性、突发性等特点，有较高的致残率和死亡率，给患者家属带来经济和心理上的巨大压力。因此心电监护设备应运而生。本论文以人体心电生理信号采集与分析为研究对象，设计一套实时、高精度的心电信号便携式采集与分析设备，它可以将心脏活动的心电信息及时传送给医生并保存，达到辅助心脏病诊断和心电信号分析的目的。本文首先了解心电信号的产生机理和信号特征，分析睡眠呼吸暂停性病人心电信号特征及分类。然后选取MIT-BIH数据库里(Apnea-ECGdat

5、abase)37个具有睡眠呼吸暂停症状心电信号的RR间期数据，利用多尺度熵算法对心电信号进行处理。根据多尺度熵指数定义的MEI和MEI数据分析指标，快速区分正13−1315−常睡眠群体、轻度睡眠呼吸暂停患者、中度和重度呼吸暂停患者。便携心电分析设备硬件上设计了基于无线WiFi及QT上位机实时数据传输的成本低廉的心电采集及睡眠呼吸监护框架结构，详细给出了系统的STM32F103RCT6为主控模块电路、24位高精度A/D转换芯片ADS1292R的模拟前端心电采集电路、MCU与ESP8266WiFi模块无线数据传输模块电路及其他

6、辅助电路，并进行PCB印刷电路板设计、制作、打板和样机调试。最后，设计下位机嵌入式软件通过串行同步（SPI）通讯方式采集生理信号经数模转换传送到主控MCU，主控芯片与ESP8266WiFi模块通过串行通讯进行心电信号及呼吸波传输，实时把采集的心电信号和呼吸波送至上位机。上位机的数据分析软件采用QT集成软件开发环境进行设计，对接收到的WiFi模块传输的下位机采集的心电信号，经预处理得到心电图显示。并存储心电信号数据进行心电特征提取与分类，将结果进行监控或传送给下位机进行警示。论文对设计的心电监护系统进行可靠性评估，得出MTB

7、F和可靠度。在对连续的数据采集与分析方面，此设计的便携式采集与分析设备，具有实时性、精度高等优点。关键词：心电信号；多尺度熵；模拟前端；WiFi传输；QT上位机；MTBFIAbstractECGsignalsaregeneratedbysystolicanddiastolicmovementsandcarryawealthofphysiologicalinformation.TheregularityofECGsignalscandescribethephysiologicalfunctionsofthehumanbody

8、andisthemainbasisfordoctorstodiagnoseandtreatcardiovasculardiseases.Inrecentyears,theincidenceofcardiovascularandcerebrovasculardiseasesinthepopulationh