CN205433676U - 一种基于树莓派的便携式人体多生理参数检测仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种基于树莓派的便携式人体多生理参数检测仪，包括模拟采集前端、模数转换模块、树莓派微处理器以及USB显示模块。模拟采集前端的数据输出端口与模数转换器的数据输入端相连；模数转换模块的数据输出端与树莓派微处理器的IIC接口相连；树莓派微处理器的USB接口与带有USB接口的显示模块相连。相对于市场上已有的生理参数检测仪器，本实用新型综合心电和血压信号，更好的检测人体健康状况，且成本较低，体积较小，易于携带，适用于各类人群，实时性强，其涉及的医学领域已经成为人们关注的重点，市场前景广大。
Description
技术领域
本实用新型属于医疗检测仪器领域，特别涉及一种基于树莓派的便携式人体多生理参数检测仪。
背景技术
随着科学技术的日新月异，“舒适、便利、智能化”渐渐成为各类产品的设计理念，因此各式各样的便携式设备应运而生，便携式设备和医学领域的结合则成为一个新型的课题。
在衣食无忧的大环境下，人们渐渐开始注重健康问题，血压和心电信号可以及时反应人体的健康情况。目前，检测心电信号的仪器不管是住院的病人在医院使用的大型的心电信号检测仪还是市场上现有的便携式心电信号检测仪，体积不仅庞大，而且不具有随身携带的功能，无法满足需要实时检测心电信号的患者的需求；而检测血压的仪器则多是传统的基于袖带的血压仪，佩戴不便还可能造成使用者动脉缺血。
发明内容
本实用新型提供一种基于树莓派的便携式人体多生理参数检测仪，该便携式检测仪的心电和脉搏采集模块、处理模块及终端显示模块均体积较小，克服了背景技术中不便于携带的问题，而且增加了测量血压的功能。所述多生理参数检测仪可同时检测心电信号和脉搏信号，显示心率和血压值，并且实时存储数据，便于医生诊断患者情况。
本实用新型的目的通过以下技术方案实现：
一种基于树莓派的便携式人体多生理参数检测仪，包括模拟采集前端、AD转换模块、树莓派微处理器和USB显示模块；
模拟采集前端的数据输出端与AD转换模块的数据输入端相连；AD转换模块的数据输出端与树莓派微处理器的IIC接口相连；树莓派微处理器的USB接口与带有USB显示接口的显示模块相连。
模拟采集前端包括心电信号采集传感器和脉搏传感器，采集到的心电信号和脉搏信号由数据输出端将数据传送给AD转换模块；
所述模拟采集前端输出值均为模拟信号；
所述心电信号采集传感器选用单导联ECG前端，可检测电极脱落情况，配有单导联电极片，贴至人体左右手腕处可采集心电信号，并对心电信号进行滤波、自动增益；
所述脉搏传感器需佩戴在手指或耳垂等处，可采集、放大脉搏信号。
AD转换模块包括模数转换器，可将模拟信号转换成数字信号。
树莓派微处理器包括GPIO口、中央处理器、USB接口和存储器。
所述树莓派微处理器，选用树莓派B版本，卡片大小，板载26个GPIO口、中央处理器、存储SD卡和个USB接口，其中26个GPIO口可实现串口功能和IIC功能；
作用是：树莓派微处理器上在所述便携式多生理参数检测仪中实现滤波、QRS波检测、血压计算、存储数据等功能。
所述滤波功能采用五点平滑滤波法，滤除心电信号中所含的工频及肌电噪声，最大程度的还原有益信号；
所述QRS波检测功能通过差分阈值提取心电信号中的特征信息，包含Q波波峰值、R波左侧波谷值、R波波峰值、R波右侧波谷值、S波峰值、QRS复合波持续时间。这些特征信息可以用以检测患者健康情况及测量心率；
所述血压计算功能采用脉搏波传输时间血压PTT算法；
所述存储数据功能选用板载存储器，程序编程实现数据存储。
心电信号波形中的波形显示软件由GTK界面编程语言实现。
有益效果：
本实用新型提供了一种基于树莓派的便携式人体多生理参数检测仪，由模拟采集前端、模数转换模块、树莓派微处理器以及USB显示模块组成。树莓派作为卡片电脑的代表，具有较高的处理速度，用以开发智能产品极为合适。本实用新型，可以采集人体心电信号和脉搏信号，经过去噪滤波、QRS波检测、脉搏波传输时间血压计算等处理，获取心率和血压值，并通过GTK界面编程，在miniUSB显示屏中实时显示心电波形。相对于市场上已有的生理参数检测仪器，本实用新型综合心电和血压信号，更好的检测人体健康状况，且成本较低，体积较小，易于携带，适用于各类人群，实时性强，其涉及的医学领域已经成为人们关注的重点，市场前景广大。
附图说明
图1为实施例的结构示意图；
图2为实施例的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型内容作进一步详述，但不是对本实用新型的限定。
实施例：
如图1所示，一种基于树莓派的便携式人体多生理参数检测仪，包括模拟采集前端1、AD转换模块2、树莓派微处理器3和USB显示模块4；
模拟采集前端1的数据输出端与AD转换模块2的数据输入端相连；AD转换模块2的数据输出端与树莓派微处理器3的IIC接口相连；树莓派微处理器3的USB接口与带有USB显示接口的显示模块4相连。
模拟采集前端1包括心电信号采集传感器5和脉搏传感器6，采集到的心电信号和脉搏信号由数据输出端将数据传送给AD转换模块2；
所述模拟采集前端1输出值均为模拟信号；
所述心电信号采集传感器5选用单导联ECG前端，可检测电极脱落情况，配有单导联电极片，贴至人体左右手腕处可采集心电信号，并对心电信号进行滤波、自动增益；
所述脉搏传感器6需佩戴在手指或耳垂等处，可采集、放大脉搏信号。
AD转换模块2包括模数转换器7，可将模拟信号转换成数字信号。
树莓派微处理器3包括GPIO口8、中央处理器9、USB接口10和存储器11。
所述树莓派微处理器3，选用树莓派B版本，卡片大小，板载26个GPIO口、中央处理器、存储SD卡和2个USB接口，其中26个GPIO口可实现串口功能和IIC功能；
作用是：树莓派微处理器上在所述便携式多生理参数检测仪中实现滤波、QRS波检测、血压计算、存储数据等功能。
所述滤波功能采用五点平滑滤波法，滤除心电信号中所含的工频及肌电噪声，最大程度的还原有益信号；
所述QRS波检测功能通过差分阈值提取心电信号中的特征信息，包含Q波波峰值、R波左侧波谷值、R波波峰值、R波右侧波谷值、S波峰值、QRS复合波持续时间。这些特征信息可以用以检测患者健康情况及测量心率；
所述血压计算功能采用脉搏波传输时间血压PTT算法；
所述存储数据功能选用板载存储器11，程序编程实现数据存储。
USB显示模块4包括2.8寸的miniUSB触摸显示屏12、USB显示接口13，作用是操作心电检测程序，显示心率、血压及心电信号波形。
如图2所示，
S101将心电信号传感器和脉搏传感器贴至人体适宜位置，获取心电和脉搏原始数据，并传送给AD转换模块；
S102该AD转换模块将所得数据由模拟值转换为数字值并由IIC传送给树莓派微处理器；
S103在树莓派微处理器上，先对该转换后的数据进行滤波，滤除该数据中所包含的工频噪声和肌电干扰噪声，获取有益数据；
S104接着经过QRS波检测算法，提取到心电信号的特征信息，包含Q波波峰值、R波左侧波谷值、R波波峰值、R波右侧波谷值、S波峰值、QRS复合波持续时间，并计算出心率值；
S105然后通过PTT算法，利用心电信号和脉搏信号存在的时间差就可以计算出血压值；
S106此时将这些数据本地存储到板载存储器中；
S107最后通过描点作图，在GTK编写的界面上实时显示心电波形；
S108经由USB接口与树莓派微处理器连接的miniUSB显示屏实时显示动态的心电波形。
Claims (5)
1.一种基于树莓派的便携式人体多生理参数检测仪，其特征在于，包括模拟采集前端、AD转换模块、树莓派微处理器和显示模块；
模拟采集前端的数据输出端与AD转换模块的数据输入端相连；AD转换模块的数据输出端与树莓派微处理器的IIC接口相连；树莓派微处理器与显示模块相连。
2.根据权利要求1所述的基于树莓派的便携式人体多生理参数检测仪，其特征在于，所述树莓派微处理器的USB接口与带有USB显示接口的显示模块相连。
3.根据权利要求1所述的基于树莓派的便携式人体多生理参数检测仪，其特征在于，所述的模拟采集前端包括心电信号采集传感器和脉搏传感器。
4.根据权利要求1所述的基于树莓派的便携式人体多生理参数检测仪，其特征在于，所述的AD转换模块包括模数转换器。
5.根据权利要求1所述的基于树莓派的便携式人体多生理参数检测仪，其特征在于，所述的树莓派微处理器包括GPIO口、中央处理器、USB接口和存储器。
Priority Applications (1)
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106510735A (zh) * | 2016-11-30 | 2017-03-22 | 江苏赛达医疗科技有限公司 | 一种穿戴式人体多元生理参数精神压力分析仪 |
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| CN113506607A (zh) * | 2021-04-29 | 2021-10-15 | 上海大学 | 一种基于树莓派的便携式脑卒中康复训练系统及方法 |
| CN114052682A (zh) * | 2021-12-14 | 2022-02-18 | 重庆科技学院 | 一种基于树莓派的生理参数监测系统 |
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