基于LPC2103的嵌入式睡眠監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

嵌入式睡眠監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)，它能夠在不干擾受監(jiān)測(cè)者正常睡眠的情況下，獲取和處理睡眠過程中的脈搏信號(hào)。本文以ARM7(LPC2103)為微處理器核心，利用脈搏波特征量K值作為心血管疾病判斷檢查的一項(xiàng)重要生理指標(biāo)，為心血管疾病的預(yù)防和治療爭(zhēng)取寶貴時(shí)間，降低心血管疾病在夜間突發(fā)帶來的嚴(yán)重危害。

　　1 工作原理

　　通過對(duì)模型的理論分析以及不同年齡健康人和心血管疾病患者的臨床檢測(cè)對(duì)比，證實(shí)由心血管生理病理上的變化將會(huì)引起脈搏波特征量K值有規(guī)律且相當(dāng)敏感的變化。因此，采用脈搏波特征量K值作為心血管疾病診斷的一項(xiàng)重要生理指標(biāo)[6-7]。

　　脈搏信號(hào)波形特征量K值的定義為：

　　2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

　　本研究利用脈搏傳感器檢測(cè)人們睡眠狀態(tài)下的脈搏信號(hào)，在嵌入式微處理器的控制下，對(duì)突發(fā)疾病進(jìn)行監(jiān)控報(bào)警。

　　2.1 采集處理模塊

　　脈搏信號(hào)屬于低頻微弱信號(hào)，頻率范圍在0.2 Hz～45 Hz，幅度范圍在0～20 mV。在脈搏信號(hào)的采集過程中，容易受到基線漂移、人體活動(dòng)、工頻干擾等因素的影響。因此，采集到的脈搏信號(hào)必須經(jīng)過信號(hào)處理，才能滿足后期工作的要求。采集處理模塊框圖如圖1所示。

　　2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

　　本研究利用脈搏傳感器檢測(cè)人們睡眠狀態(tài)下的脈搏信號(hào)，在嵌入式微處理器的控制下，對(duì)突發(fā)疾病進(jìn)行監(jiān)控報(bào)警。

　　2.1 采集處理模塊

　　脈搏信號(hào)屬于低頻微弱信號(hào)，頻率范圍在0.2 Hz～45 Hz，幅度范圍在0～20 mV。在脈搏信號(hào)的采集過程中，容易受到基線漂移、人體活動(dòng)、工頻干擾等因素的影響。因此，采集到的脈搏信號(hào)必須經(jīng)過信號(hào)處理，才能滿足后期工作的要求。采集處理模塊框圖如圖1所示。(1)信號(hào)采集

　　脈搏傳感器選擇體積小、功耗低、靈敏度高、抗干擾能力強(qiáng)的HKG-07系列，選擇舒適、穩(wěn)固的外形及佩戴方法，設(shè)計(jì)成小巧貼身的指套型。

　　(2)信號(hào)處理

　　信號(hào)處理電路包括前置放大電路、基線校正電路、50 Hz陷波器、帶通濾波器、主放大電路和A/D轉(zhuǎn)換電路。

　　(3)閾值設(shè)置

　　根據(jù)現(xiàn)有醫(yī)學(xué)研究的結(jié)果或者遵從醫(yī)囑，針對(duì)不同年齡、性別、體質(zhì)、疾病的監(jiān)護(hù)對(duì)象，預(yù)先設(shè)置因人而異的異常閾值和危急閾值。

　　(4)病情診斷

　　根據(jù)實(shí)測(cè)值以及設(shè)定好的閾值，對(duì)身體狀況進(jìn)行自動(dòng)診斷，這是系統(tǒng)的難點(diǎn)。

　　(5)無線發(fā)送

　　無線通信模塊采用JF24C 2.4G，將異常數(shù)據(jù)和警報(bào)信號(hào)發(fā)送到監(jiān)控報(bào)警模塊，消除因?qū)Ь€纏繞身體而干擾睡眠的可能。采用2.4 GHz公共頻段進(jìn)行短距離無線通信時(shí)，無需申請(qǐng)專用頻段，且開放性好，可用資源比較豐富。