基于LPC2103的嵌入式睡眠監控報警系統設計

嵌入式睡眠監控報警系統，它能夠在不干擾受監測者正常睡眠的情況下，獲取和處理睡眠過(guò)程中的脈搏信號。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重要生理指標，為心血管疾病的預防和治療爭取寶貴時(shí)間，降低心血管疾病在夜間突發(fā)帶來(lái)的嚴重危害。

　　1 工作原理

　　通過(guò)對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對比，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值有規律且相當敏感的變化。因此，采用脈搏波特征量K值作為心血管疾病診斷的一項重要生理指標[6-7]。

　　脈搏信號波形特征量K值的定義為：

　　2 系統硬件設計

　　本研究利用脈搏傳感器檢測人們睡眠狀態(tài)下的脈搏信號，在嵌入式微處理器的控制下，對突發(fā)疾病進(jìn)行監控報警。

　　2.1 采集處理模塊

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

　　2 系統硬件設計

　　本研究利用脈搏傳感器檢測人們睡眠狀態(tài)下的脈搏信號，在嵌入式微處理器的控制下，對突發(fā)疾病進(jìn)行監控報警。

　　2.1 采集處理模塊

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

　　脈搏傳感器選擇體積小、功耗低、靈敏度高、抗干擾能力強的HKG-07系列，選擇舒適、穩固的外形及佩戴方法，設計成小巧貼身的指套型。

　　(2)信號處理

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

　　(3)閾值設置

　　根據現有醫學(xué)研究的結果或者遵從醫囑，針對不同年齡、性別、體質(zhì)、疾病的監護對象，預先設置因人而異的異常閾值和危急閾值。

　　(4)病情診斷

　　根據實(shí)測值以及設定好的閾值，對身體狀況進(jìn)行自動(dòng)診斷，這是系統的難點(diǎn)。

　　(5)無(wú)線(xiàn)發(fā)送

　　無(wú)線(xiàn)通信模塊采用JF24C 2.4G，將異常數據和警報信號發(fā)送到監控報警模塊，消除因導線(xiàn)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(wú)線(xiàn)通信時(shí)，無(wú)需申請專(zhuān)用頻段，且開(kāi)放性好，可用資源比較豐富。