基于labview的应用实例-模拟温度监测系统

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1、呼吸信号的测量系统摘要呼吸信号的检测具有很高的临床使用价值。人体呼吸的监护检测也是现代医学监护的一个重要组成部分，在运动医学、军事医学以及医学科学研究中，呼吸检测都是一项重要的生理指标。本文使用温度传感器设计了一个完整的测温系统。该系统所采用的温度传感器为热敏电阻传感器，放大器为CA3140，微型计算机采用的是8051单片机，系统将温度变换，控制和显示集成于一体，利用软件实现计数和报警功能，采用8051单片机作为系统控制器件。本文设计的呼吸测量仪的工作原理是：通过呼吸检测系统中的温度传感器采集温度信号：利用信号提取电路提取有效信号：采用信号处理部分将呼吸模拟信号转换数字信号。第1章绪论1.

2、1课题背景和研究意义1.1.1呼吸系统研究的选题依据及意义人体与外界环境进行气体交换的过程，称为呼吸。通过呼吸，人体不断地从外界环境摄取氧，以氧化体内营养物质，供应能量和维持体温；同时将氧化过程中产生的CO2排出体外，以免C过多扰乱人体机能，从而保证新陈代谢的正常进行。所以呼吸是人体新陈代谢和功能活动最重要的生理功能之一，一旦呼吸停止，生命也将终止。呼吸道也是人体健康的门户，收到病毒的侵害后会产生多种疾病。通过对人体呼吸功能及状况进行检测，就可发现并预防呼吸道、肺部以及心血管等部位的疾病，及时了解病情和发展趋势，对症治疗来保持人体的健康和平衡[1]。例如，在手术过程中及手术后，呼吸率给麻醉

3、科医生提供关于病人呼吸状况的基本信息；在重症病人镜湖和新生婴儿监护中，呼吸率也起着非常重要的作用；在分析血流速度模式时,也需检测呼吸率[1]。因此，人体呼吸的监护检测也是现代医学监护的一个重要组成部分，在运动医学、军事医学以及医学科学研究中，呼吸检测都是一项重要的生理指标。呼吸系统疾病占儿科疾病的第1位，以婴幼儿肺炎死亡率最高。肺功能对评估病情的严重程度、考核治疗效果有较高的价值。传统肺功能测试需要受试者做特殊的呼吸动作，而潮气呼吸只需平静呼吸，故适用于不能配合的婴儿。呼吸间隔可以给我们一些关于肺功能的信息，将是诊断哮喘的有用的方法。如果间隔时间短而且稳定，说明肺是健康的。本研究通过研究呼

4、吸间隔，探讨其特点和重要呼吸参数，为临床工作提供医学依据。检测时新生儿在安静睡眠状态下，无任何不适，保证了测试的准确性和良好的重复性。1.1.2国内外研究动态肺功能检测是呼吸系统疾病诊断中的重要组成部分，目前广泛应用于呼吸内科，胸腹部外科，儿科，妇产科，航空医学，高原医学，职业病评定等各个领域。自吴绍青于20世纪50年代将肺功能检测技术在临床应用推广以来，使我国的肺功能检测技术有了很大的提高。中华医学会呼吸病学会哮喘学组制定的支气管哮喘防治指南和慢性阻塞性肺疾病诊治规范中，肺功能检测和结果判断是诊治疾病判断疗效必不可少的组成部分。国外先进国家己将肺功能检测视为和心电图、胸部x线等检查同等重

5、要，列为常规的体检项目了。近10多年来，世界上许多国家和地区哮喘的发病率和病死率均呈上升趋势。它的表现为咳嗽发热，气喘、气急、鼻翼扇动，呼吸困难，严重的有时会威胁到生命。过敏或者母亲这边有哮喘病家族史的情况下孩子更容易患哮喘。因为婴儿肺的功能不如成年人，如果哮喘发生在婴儿身上将会发生严重的危害，其危害程度远大于成年人。所以，对于婴儿如果有一阶段严重的哮喘将会很快导致肺炎。目前临床上对于6岁以下患儿哮喘的评估只能依靠临床症状，缺乏客观依据。在世界上，特别是针对亚洲儿童年龄组，还没有一套科学的、正确的、完整肺功能检测参数的正常值。作为一个特殊年龄组，目前所选用成人预计值对儿童的偏差很大，不利于

6、正确、合理评价肺功能。一套适合中国儿童潮气呼吸肺功能正常值指标仍未建立[2]。1.1.3研究主要成果和发展状况呼吸信号的检测具有很高的临床使用价值。目前国内呼吸监护系统的研究包括对呼吸信号的采集，分析人体的呼吸率、呼吸流量等。由于人在呼气和吸气过程中，气流经上呼吸道、支气管到肺，在这一过程中，气压的快速变化及器官固体组织的振动将会产生声能，这种声能通过各种组织传输到胸壁，形成呼吸音，显然呼吸音中包含许多与气道结构有关的信息，因此对呼吸音的定量、准确的分拆，有助于了解呼吸音产生机理，并通过对异常呼吸音的分析，确定呼吸机能障碍的类型及位置，诊断疾病。随着现代数字信号处理技术的发展，国际上对呼吸

7、音的研究逐渐深入，由此形成了一些组织，比如ILSA国际肺音联盟、美国呼吸音协会等，为了研究方便，还提供了一些标准的呼吸音库，比如著名的R.A.L.E.肺部呼吸音库。目前国际上关于呼吸音研究的进展情况可见下表1-1：表1-1国外呼吸音研究状况研究种类a)哮鸣音b)哨鸣音c)爆裂音d)鼾音e)其他如呼吸率、呼吸容量信号采集主要依靠麦克风呼吸音存储a)盒式录音机b)DAT记录器c)直接数字化信号预处理a)高通滤波b)低通滤波c