基于电容耦合的非接触心电测量系统研究

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1、硕士学位论文基于电容耦合的非接触心电测量系统研究RESEARCHOFNONCONTACTECGMESAUREMENTBASEDONCAPACITIVECOUPLING刘子敬哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TM724学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工学硕士学位论文基于电容耦合的非接触心电测量系统研究硕士研究生：刘子敬导师：崔天祥副教授申请学位：工学硕士学科：仪器科学与技术所在单位：电气工程及自动化学院答辩日期：2015年6月30日授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TM724U.D.C:621.3Dissertat

2、ionfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHOFNONCONTACTECGMESAUREMENTBASEDONCAPACITIVECOUPLINGCandidate：LiuZijingSupervisor：Prof.CuiTianxiangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：InstrumentScienceandTechnologyAffiliation：Dept.ofAutomaticTestandControlDateofDefence：June,30t

3、h,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要随着我国人口的增长和物质条件的提高，人口老龄化和疾病年轻化已经成为威胁我国人民身体健康的主要元凶。其中心脑血管疾病发病率和致死致残率都比较高，每年死于心脑血管疾病的人数占当前慢性疾病死亡率的百分之六十三。对人体心电信号进行测量和分析可以提前准确判断心血管疾病的状况，实现对心血管疾病的早发现、早预防和早治疗，可以大大减少心血管疾病的死亡率。本文设计的非接触心电测量系统可以实现人体心电信号的非接触测量，并且携带方便，操

4、作简单，使心血管疾病的诊断和监护更加方便快捷可靠。本研究设计的非接触心电测量系统由非接触心电测量电极片、心电信号调理电路、蓝牙数据传输模块和上位机心电显示程序组成。其中非接触心电测量电极是基于电容耦合原理设计的，通过与人体构成一个电容器的金属片将人体的心电信号耦合出来。非接触心电测量电极片克服了接触式电极片腐蚀不适和测量准备时间长等缺点。非接触心电电极片采集到的心电信号被后端的心电信号调理电路滤波放大等措施调理后输入给STM32单片机的AD采样端，单片机对采集到的心电信号进行数字滤波处理后通过OLED液晶显示屏显示出人体的实时心电图并通过蓝牙模块将心电信号传输给上位机。上

5、位机的心电显示程序可以对心电信号进行进一步的数字滤波调理，显示出滤波前和滤波后两种心电图。在心电显示程序中还设计了心率计算模块，可以根据心电图的特征计算出被测者的心率并显示出来，为心血管疾病的诊断提供更多的心脏参数。本文最后对设计的非接触心电测量系统的功能进行了测试。设计了非接触心电测量电极片性能对比实验，右腿驱动电路对共模干扰抑制效果实验和上位机心电信号显示测试。通过对实验效果的分析，本系统的性能可以满足对人体心电信号的非接触检测。关键词：心脑血管疾病；电容耦合；非接触；右腿驱动；蓝牙传输；Labview-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractCardiov

6、asculardiseasehasbecomethemainthreattopeople'sphysicalhealth.Eachyearthenumberofdeathsfromcardiovasculardiseaseaccountedforsixty-threepercentofthecurrentchronicdiseasemortality.MeasurementandanalysisoftheECGsignalcanaccuratelydeterminetheconditionofthecardiovasculardisease.Earlydetection,

7、earlypreventionandearlytreatment,cangreatlyreducethemortalityofcardiovasculardisease.Non-contactECGmeasurementsystemdesignedinthispapercanmeasurehumanECGsignalwithoutdirectlycontacttohumanbody,Thissystemmakecardiovasculardiseasediagnosisandmonitoringmoreconvenientan