便携式心电记录仪系统分析与设计
2便携式心电记录仪系统分析与设计
半个周期 0.5秒 0.5秒 0.5秒 0.5秒
记录仪在显示器上回放心 电信号片段 显示标志任务进程的标识 停止执行当前的任务更新 显示 警告用户并停止执行当前 任务 关闭显示器 离开待用模式，为显示器 加电。
进
5 6 7 8
用户按下按钮“停止” 用户按下按钮“停止” 电量不足 进入待用模式 用户按下某个按钮将记 录仪从待用模式唤醒
便携式心电记录仪系统分析与设计
----UML应用案例 ----UML应用案例
心电记录仪外形
上 左 OK 右
记录 删除回放 菜单 停止 Nhomakorabea下
产品的主要功能
可以存储20个心电波（ECGWave)，每个心电波的长度 可以存储20个心电波（ECGWave)，每个心电波的长度 由内存的大小来决定。 具有屏幕菜单，使用方便。 可以设置闹铃，提示用户时间到。 具有LCD显示器可以显示心电波形、心电波形的记录时间 具有LCD显示器可以显示心电波形、心电波形的记录时间 和记录日期、当前时间和当前日期。当前的时间和日期问 题出现在显示器上。 显示器还显示电池使用情况指标。当电量不足时，系统发 出蜂鸣声提醒用户。 具有待用模式（Stand具有待用模式（Stand-by Mode），这样可以节省能量。 Mode），这样可以节省能量。 当不用时，系统关闭外设；当用户随便按一个按键时，系 统激活，返回正常工作状态。
进 进 进 进
随机的 随机的 随机的 随机的
1秒 1秒 1秒 1秒
需求分析
一、识别参与者
用户可以使用系统记录心电信号。 用户可以使用系统回放记录的心电信号。 用户可以删除系统中存放的心电信号。 用户可以设置闹铃。 用户可以更换电池。 用户可以更改当前时间。 用户可以观察时间。 用户可以听到闹铃。 用户可以看到提示信息。 所以本系统的参与者只有一个：用户(User) 所以本系统的参与者只有一个：用户(User)
便携式心电记录仪的开发与研究
便携式心电记录仪的开发与研究随着医疗技术的不断发展，心电记录仪已经成为医疗设备中不可或缺的一部分。
传统的心电记录仪规格大、耗时长、操作复杂、成本高，对于一些特殊人群来说并不方便使用。
因此，研发一款便携式心电记录仪已成为目前医疗器械领域的热点研究方向之一。
开发便携式心电记录仪的主要技术包括如下几个方面：1.信号采集技术心电记录仪采集的是心脏的电信号，因此信号采集对于记录仪整体性能有着非常重要的影响。
为了提高信号的质量、减少信号的噪声干扰，需要采用高质量的采集电极，同时还要考虑电极的位置和采集时间等因素。
2.数据处理技术心电记录仪采集的数据需要经过一定的处理才能得到有效的诊断结果。
因此，在开发便携式心电记录仪时需要考虑数据处理的方法和算法，以保证诊断结果的准确性和稳定性。
便携式心电记录仪通常需要搭配移动设备进行使用，因此需要采用可靠的信号传输技术。
目前，主要采用的是蓝牙技术进行数据传输，蓝牙技术具有传输速度快、覆盖范围广、能耗低等优点。
1.设备的舒适性便携式心电记录仪需要长时间贴在身体上，因此需要考虑设备的舒适性。
一般采用软性材料制造电极片，以提高患者的体验感。
便携式心电记录仪需要方便携带，因此外形尺寸和重量非常关键。
一般采用迷你化设计，使得设备便于携带。
便携式心电记录仪需要具有较高的可靠性，一旦设备发生故障将会对患者的健康产生不良影响。
因此，要采用高质量的材料，这是保证设备可靠性的关键。
总之，便携式心电记录仪的研发和推广，可以为医疗行业带来更多的便利，同时也能够提高记录仪的便携性和性能。
虽然在技术研究方面还有一些问题需要解决，但是相信我们可以通过共同的努力不断完善这一健康器械产品，为人类的健康事业做出更大的贡献。
便携式心电记录仪的开发与研究
便携式心电记录仪的开发与研究随着医疗技术的进步，便携式心电记录仪的开发与研究已经引起了广泛关注。
便携式心电记录仪是一种可以随时随地对心电信号进行记录和分析的设备，可以帮助医生对患者的心脏健康状况进行监测和诊断。
便携式心电记录仪的开发主要涉及硬件和软件两个方面。
在硬件方面，主要包括传感器、数据采集模块和存储设备等。
传感器用于检测心电信号，并将信号转化为数字信号进行处理。
数据采集模块负责将数字信号进行采样和转化，然后传输到存储设备进行保存。
便携式心电记录仪还需要具备小巧轻便的特点，方便患者佩戴和携带。
在软件方面，便携式心电记录仪需要配备相应的分析算法和图像处理功能。
分析算法可以对心电信号进行特征提取和异常检测，帮助医生准确诊断患者的心脏疾病。
图像处理功能则可以将心电信号转化为可视化的结果，以便医生观察和分析。
便携式心电记录仪的研究主要包括对心电信号的采集和处理方法的改进。
传统的心电记录仪一般采用电极贴片的方式进行心电信号的采集，这种方式比较麻烦且容易受到干扰。
研究人员正在探索非接触式心电记录的方法，例如心电图服装和手持式传感器等。
还需要对心电信号进行更加准确和有效的处理，以降低诊断误差和提高诊断准确性。
便携式心电记录仪的研究还面临一些挑战。
由于便携式设备的限制，其采集到的心电信号可能受到运动和肌肉干扰等因素的影响，因此需要进行相应的滤波和校正处理。
便携式心电记录仪的算法和模型需要在不同的人群和心脏病例上进行验证和优化，以确保其适用性和可靠性。
便携式心电记录仪的开发与研究在提高心脏疾病诊断水平和改善患者护理方面具有重要意义。
随着技术的不断进步和创新，相信便携式心电记录仪将会在未来得到广泛应用，并为人们的健康和生活带来更多便利。
便携式心电监护仪采集系统设计
ｆ２＝———，＝＝三掌＝一＝———，墨＿重霉—＿二＝鲁葺鲁＝＝＝＝一≈１００Ｈｚ ２１ｔ４ＣｇＣＩｏＲＩｅＲｔ ２ｎ４０．１５，ｏ
７
３３ ｘ１３ ｘ３．６×１０。
，
符合心电信号滤波要求。（见图２右下角部分电路） 尽管在前置放大电路中，我们采用了低噪声的 集成运放来抑制５０Ｈｚ工频干扰。但往往在不同环 境中实际测量时，市电电源的干扰和磁场感应不能 完全消除。因此实际电路中我们需要设计一个具有 ５０Ｈｚ陷波功能的滤波器来消除工频干扰。本设计 采用了Ｑ值可调的非对称双Ｔ有源带阻滤波器。可 实现用单一电位器调整陷波器的中心频率。 在本设计中，取Ｃ。＝Ｃ。＝Ｃ。＝Ｃ＝０．０４７ ｕ
位器Ｗ１＝Ｗ，Ｌ＋Ｗ１Ｒ来调整陷波器的中心频率。陷
，ｌ
波器的中心频率为＾２ｉ了君丽ｉ写元页鬲，由
于Ｗ１可调，则中心频率的范围为：
ｆＯＭＡＸ＝—１—亍』———一＊６１．９Ｈｚ
２ｎ、１１３ＣＬ＇Ｒ１２（Ｒ１３＋∥１）
ｆｌ＝瓦～≤ＩＣＴＣ一，Ｒ１４Ｒ
１
２７ｃ
ｚ５
一路运放与Ｃ９、Ｃ１０、Ｒ１６、Ｒ１７构成低通滤波 器，同样，为不损失高频成分。截止频率设计为
圆 圈
有重要意义。
聪嚣囊…ｒ…………一——……１石对姥，尊僖姜蠹璧戮
便携式心电监护仪采集系统设计
心血管疾病是危害人类健康的一种常见疾病。 随着新技术、新器件的出现，心电监护仪监测已 经成为心血管疾病诊断领域中的实用、高效、安 全、准确的重要检测手段。而便携式监护仪以其 小型方便。结构简单，性能稳定等优越性一般用 于非监护室及外出抢救病人的监护。由于心电（ Ｅｌｅｃｔｒｏｃａｒｄｉｏｇｒａｍ，ＥＣＧ）信号是诊断心血管疾病的 主要依据，因此设计便携式心电监护仪采集系统具
便携式心电记录仪的开发与研究
便携式心电记录仪的开发与研究便携式心电记录仪是一种用于记录和监测人体心脏电活动的设备，具有体积小、便携性强、操作简便等特点。
随着人们对健康关注的增加，便携式心电记录仪在医疗保健领域得到了广泛的应用。
本文将就便携式心电记录仪的开发与研究进行探讨。
一、便携式心电记录仪的发展历程便携式心电记录仪的发展历程可以追溯到20世纪60年代，当时由于心脏疾病的发病率逐渐增加，人们对心脏健康的关注度也在逐渐提高。
为了更好地监测和诊断心脏疾病，科研人员开始研发便携式心电记录仪，以满足各种不同场景下对心电监测的需求。
经过几十年的发展，便携式心电记录仪在技术、功能和外形上都取得了长足的进步。
二、便携式心电记录仪的技术原理便携式心电记录仪主要通过导联电极将人体心电信号转换成数字信号，然后通过内部的处理器进行处理和分析，并最终通过显示屏或者无线传输的方式呈现给使用者。
在技术原理方面，便携式心电记录仪需要解决信号获取、处理、传输和显示等一系列技术难题，同时还需要考虑设备的电源、电磁兼容、防水防护等实际使用中可能遇到的问题。
三、便携式心电记录仪的主要功能便携式心电记录仪具有多种功能，主要包括心率测量、心电图记录、心律失常监测等。
通过对心脏电活动的记录和分析，便携式心电记录仪可以帮助医生进行心脏疾病的早期诊断和监测，并提供有效的辅助诊断数据。
便携式心电记录仪还可以帮助患者进行自我监测和管理，提高心脏疾病的预防和治疗效果。
四、便携式心电记录仪的应用场景便携式心电记录仪的应用场景非常广泛，主要包括医疗机构、家庭健康监测和运动健身等领域。
在医疗机构中，便携式心电记录仪可以作为辅助诊断设备，帮助医生对心脏疾病进行更为全面和准确的诊断。
在家庭健康监测方面，便携式心电记录仪可以帮助家庭成员进行定期的心电监测，及时发现潜在的心脏健康问题。
在运动健身领域，便携式心电记录仪可以帮助运动员和健身爱好者对心率和心电信号进行实时监测，指导他们在运动过程中保持适当的训练强度。
便携式动态心电记录仪及数据回放系统设计
ｄ ｐ ｉｇ ｏ ｅｐ ｔ ｎｓｗｉ ａｄｏ ｒｍ ｉ ａ ｂ ｏｍｉ ｒｖｔ ｄ ｗ ｒ ｓ ｉ ｔ ｏ ． ａ ｔ ｔ ｄａ ｎ ｓ ａｉ ｔ ｔ ｃ ｒ ｉｇａ ｓｇ ｌａ ｎ ｒ ｔ ｂ ｉ ａ ａｄ ｈｐ ａ ｍｅ ｓｏ ｅ ｈ ｎ ｙ ｅ ｙｎ ｈ
Ｋｅ ｒ ｓ ａ ｄ ｏ ａ ｃ ｒ ｙ ｔｍ ；Ｍｓ ４ ０ ４ ８； Ｃ ａ ｄ； Ｌ ｂ ＥＷ ｙ ｗｏ ｄ ：ｃ ｒ ｉ一
１ 硬 件 系统 设 计
心电信号经前置仪用放大器放大并滤波后 ， 利 用单片机 Ｍ Ｐ ３Ｆ４ Ｓ４０ ４ ８自带的 １ ２位 Ａ Ｄ转换器进 ／ 行数据采集 ，经数字滤波 ，将数据以文件的形式存 储在 ｃ Ｆ卡 内。数据记录完毕后读 人 Ｐ Ｃ机 内，并 利用 Ｌｂ ＩＷ 设计 的软 件 进 行 回放 处 理 。为 保证 ａＶＥ 记录完 整 性 ，带 有 导 联 脱 落 检 测 和 报 警 电路 。 ＭＳ４０是 ， （ ｅａ ｎｔ ｍｅｔ Ｐ３ Ｉ ＴｘｓＩｓｕ ｎ）公 司推 出 的一 种 １ ｒ
Ｖｏ ２ Ｎ ４ Ｌ９
Ｄｅ ． ２ ０ ０ ６ ｃ
便 携 式 动 态 心 电记 录 仪 及 数 据 回放 系统 设 计
幸
（ ．长春理工大学 １ 摘 光电工程学院 ，长春
千÷ 壹
仪器科学与 电气工程学 院，长春 １０２ ） ３０ ６
１０２ ；２ 吉林大学 ３０２ ．
要 ：开发 了一种基 于超低 功耗 单片机 Ｍ Ｐ ３ Ｆ４ Ｓ ４ ０ ４ ８和 大容量 Ｆ Ａ Ｈ存储 器 Ｃ ＬＳ Ｆ卡的动态心电图记 录仪 ，能够
（ ． ｏｅｅｏ ｐ １ Ｃ ｌｇ ｌ ｆｏ ｔ ｏ—Ｅｅｔ ｎ ｎ ｉ ｅ ｎ ，Ｃ ｇｈ ｎＵ ｉ ＝ｔ Ｓｉ ｃ ａｄＴｃｎｌ ｙ ｈ ｎｃｕ １０２ ； ｌ ｒ ｉ Ｅ ｇｎ ｒ ｇ ｌ ｃｕ ｎ ｅ ｉ ｏ ｃ ｎｅ ｎ ｅｈｏ ｇ ，Ｃ ａ ｈｎ ３０ ２ ｃｏ ｃ ｅｉ ￣ ｖ ｙｆ ｅ ｏ ｇ ２ Ｃ ｌｇ Ｉ ｒｍ ｍ ｉ ｃ ｎ ｌ ｔｃ ｌ ｎ ｉ ｅｉ ． ｏｅｅｏ ｍｔ ｅ Ｓｅ ｅａｄＥ ｃ ｉ ｇｎ ｒ ｇ．Ｊ ｉ Ｕ ｌ ｒｔ，Ｃ ａｇ ｈｎ １０２ ） ｌ ｆ ｕ ｃ ｎ ｅ ｒａＥ ｅ ｎ ｉｎ ｎ ｅｓｙ ｈ ｎｃｕ ３０ ６ ２ ｖ ｉ
便携式心电记录仪的开发与研究
便携式心电记录仪的开发与研究便携式心电记录仪是一种能够实时记录人体心电信号的小型仪器，主要用于临床医学和运动训练等领域。
该仪器具有体积小、重量轻、易携带等特点，能够更加方便地对人体心电信号进行记录和分析。
本文将介绍便携式心电记录仪的开发与研究。
便携式心电记录仪的开发主要涉及硬件设计和软件开发两个方面。
硬件设计：便携式心电记录仪需要具备一定的硬件配置，包括心电信号采集模块、信号处理模块、数据存储模块和显示模块等。
其中心电信号采集模块是记录仪最核心的部分之一，它能够实时采集人体心电信号并对其进行放大和滤波处理，从而获得清晰可靠的信号。
信号处理模块主要用于对采集到的信号进行数字信号处理，以便后续的分析和诊断。
数据存储模块能够将处理过的数据保存在内存卡或其他存储设备中，方便随时查看和分析。
显示模块能够将处理后的数据以图形或数字形式显示在屏幕上，方便观察和分析。
软件开发：便携式心电记录仪的软件开发主要包括应用程序设计和数据后处理两个方面。
应用程序设计需要设计面向用户的操作界面和数据处理算法，使得使用者能够方便地操作记录仪并获取所需的数据。
数据后处理又需要设计相应的算法和程序，对采集到的心电信号进行分析和诊断，并输出评估报告。
1. 信号采集与处理技术：对于便携式心电记录仪来说，信号采集和处理是最关键的技术之一。
目前已经出现了多种基于MEMS技术的心电信号采集芯片，能够有效降低体积和功耗，并提高传感器的灵敏度和信号质量。
同时，信号处理算法也在不断改进，使得人体心电信号能够更加准确和稳定地被记录和分析。
2. 数据挖掘与分析技术：随着便携式心电记录仪的广泛应用，需要对大量的心电数据进行挖掘和分析。
目前已经出现了很多基于人工智能和深度学习的分析方法，能够自动识别心脏疾病和异常信号，并进行预测和治疗评估，为医生的决策提供了有力的支持。
3. 跨学科应用与发展：便携式心电记录仪是医学、生物、电子、计算机等多个学科的交叉应用，需要通过不同学科之间的合作和交流，共同推动其发展。
便携式心电检测记录仪设计与开发
－
Ｓ Ｖ
图 ２ 右腿驱动与导联屏 蔽驱 动
如 图 ５所示 。
（ 下转 ２ ４ １页 ）
２ ０ １ ３ ・ ０ ４
中国电子商务． ．２ ３ ９
为了能保 障在 有效 时间内完成碾压 ，初压 、复压和终压速度一定要
移 电流产生的共模电压对心电信号检测影 响很大 ， 因此 ， 右腿 不直接接 地而是接到辅助运放的输出端。 右腿驱动 电路可看成以人体为相 加点 的
共模电压并联负反馈电路 ， 流人人体的位移电流基本等于反馈 电阻上 的 图 ４ 电平抬升及末级放大 电路
驱动电流 。只要 放大器 ｕ ５ 的开环增益足够大 ，即使有较大的位移电流
１ ｋ Ｑ
图 ３ 中间放大级电路图
（ ５ ） 滤波 电路。心电信号频率较低 ，直流成份大，频率范围在
０ ． ０ ５ Ｈｚ ～ １ Ｑ Ｏ Ｈｚ ，９ ０ ％的 Ｅ Ｃ Ｇ频谱能量集 中于 ０ ． ２ ５ Ｈ ｚ ～ ３ ５ Ｈｚ之间。根据
美 国心 电学会确定 的标准 ， 滤波器 的截止频率为 ０ ． ２ ５ Ｈ ｚ ～ ４ ０ Ｈ ｚ 。考虑到 实 际电路误差 的影 响，将滤波器截止频率设置为 Ｏ ． ８ Ｈ ｚ ～ ９ ０ Ｈ ｚ 。高通滤
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Display（显示器）对象
Speaker(扬声器)对象
Timer(计时器)对象
MenuUserMode对象
SettingTimeUserMode对象
SettingDateUserMode对象
Scheduler对象与它的 客户之间的协作
SettingTimeUserMode对象、AlarmClock对象、Keyboard对象、 ClockView对象等之间的协作
时序图、协作图、状态图、活动图描述了 系统的动态方面
状态图对嵌入式系统的设计尤其重要
状态图可以用来描述单个对象的状态变化
协作图描述不同的软件对象如何协作以达 到目标
Controller(控制器)对象
ECGInput(心电输入)对象
ECGOutput(心电输出)对象
Sensor(传感器)对象
心电记录仪外形
上 左 OK 右
下
记录 删除
回放 停止
菜单
产品的主要功能
可以存储20个心电波（ECGWave)，每个心电波的长度由内 存的大小来决定。
具有屏幕菜单，使用方便。 可以设置闹铃，提示用户时间到。 具有LCD显示器可以显示心电波形、心电波形的记录时间和
记录日期、当前时间和当前日期。当前的时间和日期问题出 现在显示器上。 显示器还显示电池使用情况指标。当电量不足时，系统发出 蜂鸣声提醒用户。 具有待用模式（Stand-by Mode），这样可以节省能量。当 不用时，系统关闭外设；当用户随便按一个按键时，系统激户按下按钮“停止” 停止执行当前的任务更新 进
显示
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电量不足
警告用户并停止执行当前 进 任务
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进入待用模式
关闭显示器
进
随机的
随机的 随机的 随机的
0.5秒
1秒 1秒 1秒
8
用户按下某个按钮将记 离开待用模式，为显示器 进
随机的
1秒
录仪从待用模式唤醒
加电。
需求分析
一、识别参与者
用户可以使用系统记录心电信号。 用户可以使用系统回放记录的心电信号。 用户可以删除系统中存放的心电信号。 用户可以设置闹铃。 用户可以更换电池。 用户可以更改当前时间。 用户可以观察时间。 用户可以听到闹铃。 用户可以看到提示信息。 所以本系统的参与者只有一个：用户(User)
描述回放心电信号的场景
心电记录仪进入待用模式和 从待用模式苏醒的场景
回放心电信号过程中有警报信息的场景
静态结构模型
识别出类 主类：Battery、Alarmclock、Keyboard 、 Display 、GUI 、Controller 、ECGOutput 、 ECGMemory 、ECGSegment 、ECGInput 、 Sensor
需求分析
二、识别用例
记录心电信号(Record ECG) 回放心电信号(Playback ECG) 删除心电信号(Delete ECG) 设置闹铃时间(Set Alarm Time) 设置时钟时间(Set Clock Time)
三、系统的用例图
四、交互作用图
用例中的场景描述了外部参与系统的交互， 用例中的场景可以用交互图来描述，更加直 观，更易理解。
协作图中的硬件包装是代表硬件设备的软件 对象，它是应用程序对象和物理硬件设备之 间的接口。
配置图
GUI对象、Controller对象、ECGOutput对象、ECGWave对象 等之间的协作，该协作用来回放心电波
对象Controller、ECGWave、ECGInput、Sensor等之间的协 作，该协作用来对心电信号进行采样
回放心电信号过程中对象Controller、ECGSegment、 ECGOutput、Display等信号之间的协作
系统响应参数
事件
系统响应
方向
模式
响应时间
1
过了1秒钟
更新内部时钟
进
检查闹铃
更新时钟显示
更新心电波形的显示
2
一个样本周期结束
记录或回放下一个样本周 进 期
3
用户按下按钮“记录”
进
周期性
周期性 随机的
0.5秒
半个周期 0.5秒
4
用户按下按钮“回放” 记录仪在显示器上回放心 进
电信号片段
显示标志任务进程的标识
建立类图
类图
包图
ECG子系统
回放心电信号过程中对象之间的交互作用
Memory子系统
回放与删除中的对象交互图
Alarm_Clock子系统
User Interface子系统
Scheduler（调度）对象为依赖于时间的对象， 例如时钟、键盘提供准确的计时
动态行为模型
类图描述了系统的静态视