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嵌入式系统在智能健康监测仪中的应用.docx
资料介绍
嵌入式系统在智能健康监测仪中的应用
一、引言
智能健康监测仪是嵌入式系统在医疗健康领域的重要应用，通过集成多种生物传感器实现血压、血氧、心电和体温等生命体征的监测。健康监测仪对嵌入式系统的要求集中在高精度测量、低功耗（便携式电池供电）、医疗级安全（IEC 60601）和数据可靠性上。本文将从生物传感器、信号处理、数据管理和无线通信四个方面系统阐述。
二、生物传感器
血压测量：MCU 控制气泵给袖带充气，通过压力传感器检测袖带压力，运行示波法算法计算收缩压和舒张压。MCU 在放气过程中检测脉搏波，分析波幅变化确定血压值。
血氧测量：MCU 控制红光（660nm）和红外光（940nm）LED 交替照射手指，光电二极管检测透射光强度，计算血氧饱和度 SpO₂。MCU 以 100Hz 采样光信号，处理 PPG 波形。
心电测量：MCU 通过高精度 ADC（24 位 Σ-Δ）采集 ECG 信号，运行数字滤波算法去除工频干扰和肌电干扰，检测 R 波计算心率。
三、信号处理
数字滤波：MCU 运行带通滤波器（0.5Hz 到 40Hz）去除 ECG 信号的基线漂移和高频噪声，运行 50Hz 陷波器去除工频干扰。滤波器使用 IIR 或 FIR 算法。
特征提取：MCU 从 ECG 信号中提取 RR 间期、QT 间期和 ST 段等特征参数，用于心律失常检测。特征提取算法在 MCU 上实时运行。
数据存储：MCU 将测量数据和波形存储到 Flash 中，支持 1000 条以上测量记录和 30 秒 ECG 波形存储。
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