小波变换的脉搏信分析仪的设计方案
脉搏测试仪的设计制作与测试
脉搏测试仪的设计制作与测试（朱开明.电子技术实训指导.清华大学出版社.2005.11 p169～171）1．设计要求检测人体脉搏，并用数字显示。
可用于医用或运动中检查每分钟脉搏跳动次数。
2．设计分析①脉搏探测器，将脉搏跳动信号转换为电信号。
②对检测的脉搏跳动信号进行放大和整形。
③对脉搏信号进行计数和显示。
框图如图1所示。
图1 脉搏测试仪框图3．电路设计①为了使用方便，选用压电陶瓷片作脉搏探测器。
压电陶瓷也是一种人工合成的压电材料。
当受到外界压力时，两面会产生电荷，电荷量与压力成正比，这种现象称为压电效应。
选用直径约为20～30mm的圆片形压电陶瓷片，如HTD-27。
②脉冲整形放大电路，主要是用来放大由压电片转换而来的电信号，并将其整形为脉冲信号。
电路直接用CC4011实现。
③为使设计电路简单，这里选用CC4553作计数器，外形和引脚如图2所示。
CC4553是三位BCD码计数器，Q3、Q2、Q1、Q0为BCD码输出端，在内部分时电路控制下，三位BCD码分时从Q3、Q2、Q1、Q0端输出。
当百位BCD码输出时，＝0；当十位BCD码输出时，=0；个位输出时，=0。
所以常用、、作显示器控制端，分别实现三位数字显示。
DIS端为门脉冲控制端，这里用60s延时门脉冲输人，检测一分钟的心跳次数。
MR为清零端，MR＝1时清零。
图2 CC4553引脚图选用CC4511作译码显示CC4511集七段锁存／译码／驱动为一体。
配合CC4553使整个电路所用元件少。
60s门脉冲电路可用前面介绍过的秒脉冲发生器，计数60s得到门脉冲。
这里为使电路简单，将振荡频率降低，振荡器振荡周期约为T＝60/ (2.2RC213）=0.00333s。
f≈1/T=300Hz，C选0. 33μF，R约为l0kΩ，由CC4060计数分频电路直接得到计数60s关闭脉冲。
为使、、的输出驱动显示器，用三个输出信号推动晶体管，再驱动数码显示器。
晶体管可选用能驱数码管七段发光电流即可，这里选用9015，I CM＝100mA，P CM＝450mW。
《人体脉搏信号测试系统》设计提案
人体人体脉搏信号脉搏信号脉搏信号测试测试测试系统系统系统设计提案摘 要：人体脉搏信号测试系统由上、下位机构成，下位机通过电容传声器采集脉搏信号，由串口RS2232（USB或无线传输方式）将信号送入上位机；上位机利用虚拟仪器技术对信号进行软件处理、分析和波形显示。
一、第一方案第一方案人体脉搏信号测试系统人体脉搏信号测试系统组成组成组成人体脉搏信号测试系统由上、下位机组成。
下位机(单片机系统) 进行数据采集、信号调理，上位( PC) 机处理、分析数据、显示波形，上、下位机通过串口RS-232 通信(系统框图见图3) 。
（图1）人体脉搏信号测试系统框图1 1 传感器传感器传感器为了克服接触式(光电式、应变计式及压电晶体式等) 传感器获取脉搏信号信息时易受干扰的缺点，建议以非接触式采集低频率、低幅值的脉搏波信号。
选用外套耦合腔的电容传声器B&K-4193型(主要指标为：灵敏度12.5mV/Pa，极化电压200V，频率范围0.01Hz～20kHz，频响特性：声压场15～146dB，具有瞬态响应快、低频响应好等特点)。
2 2 下位机系统下位机系统下位机系统主要由选通滤波、程控放大、A/D 转换、单片机等几部分组成(图4) 。
信号调理(放大与滤波)是下位机的主要功能。
滤波处理包括抑制共模干扰(如工频干扰、人体静电干扰)、消除基线漂移等。
整个系统由(89C51) 单片机控制，经过处理后的信号由串口RS-232 送入上位机。
（图2）下位机系统框图上位机系统3上位机系统上位PC 机通过RS-232串口读入信号，由软件处理后显示脉搏波形。
上位PC 机的界面(软面板) 主要由控制窗口、显示窗口、数据窗口等组成。
软面板代替传统仪器硬开关、按钮控制整个采集过程、实现波形分析、显示、回放等功能。
第二方案二、第二方案该方案由应变式脉搏传感器及其信号放大及滤波电路、AD 转换、接口及脉搏信号数字处理软件构成。
系统的最大特点是能够用LabVIEW虚拟仪器的操作面板及相应的程序, 显示出脉搏的波形。
电子脉搏计设计论文
毕业论文（设计）任务书摘要对于医院的危重病人，或者在其他一些特殊场合，需对人的脉搏进行连续检测，本课题即针对这一需求，设计一台简易的脉搏检测仪。
本课题应用红外脉搏传感器，利用红外线检测由于心脏跳动而引起的手指尖微血管容积发生的变化，经过信号放大、调理、整形输出同步于脉搏跳动的脉冲信号，从而计算出脉率。
血液容积脉搏血流中包含有心搏功能、血液流动等诸多心血管系统的重要生理信息，同时容积脉搏血流主要存在于外周血管中的微动脉毛细血管等微血管中，所以容积脉搏血流同样包含有丰富的微循环生理病理信息，是我们研究人体循环系统重要的信息来源。
红外脉搏波采集操作简便性能稳定具有无创伤和适应性强等诸多优点因而受到国外医学界的普遍重视。
关键词：红外脉搏传感器；脉率；脉冲信号AbstractF o r h o s p i t a l c r i t i c a l l y i l l p a t i e n t s,o r i n s o m e o t h e rs p e c i a l o c c a s i o n s, a n d h e a r t r a t e f o r c o n t i n u o u s d e t e c t i o n, t h i s t o p i c i s a i m e d a t t h i s r e q u i r e m e n t s, d e s i g n a s i m p l e h e a r t r a t ed e t e c t o r.T h i s t o p i c a p p l i c a t i o n H K G-s e r i e s i n f r a r e d p u l s et r a n s d u c e r, u s i n g i n f r a r e d d e t e c t i o n b e c a u s e t h e b e a t i n g o f t h eh e a r t a n d c a u s e t h e t i p s o f y o u r f i n g e r s m i c r o v a s c u l a r v o l u m e i nt h e c h a n g e s o f, a f t e r a m p l i f i c a t i o n, r e g u l a t e, p l a s t i c o u t p u t i nt h e p u l s e o f s y n c h r o n o u s p u l s e s i g n a l, s o a s t o c a l c u l a t e M a i L v.B l o o d v o l u m e b l o o d c o n t a i n s i n t e n t i o n a l p u l s e c a r d i a c f u n c t i o n,b l o o d f l o w,a n d m a n y o t h e rc a rd i o v a s c u l a r s y s te m i m p o r t a n tp h y s i o l o g i c a l i n f o r m a t i o n,a n d a t t h e s a m e t i m e v o l u m e p u l s eb l o o d f l o w m a i n l y e x i s t s i n t h e p e r i p h e r a l a r t e r y o f t h ec a p i l l a r y, e t c i n c a p i l l a r i e s, s o v o l u m e c o n t a i n s r i c h s a m e p u l s e b l o od f l o wo f m i c r o c i r c u l a t i o n p h y s i o l o g i c a l p a t h o l o g y i n f o r m a t i o n, i s o u rh u m a n c i r c u l a t o r y i m p o r t a n t s o u r c e o f i n f o r m a t i o n.I n f r a r e dp u l s e w a v e a c q u i s i t i o n s i m p l e o p e r a t i o n p e r f o r m a n c e s t a b i l i t yh a s n o w o u n d a n d s t r o n g a d a p t a b i l i t y, a n d m a n y o t h e r a d v a n t a g e sa n d i s p a i d a t t e n t i o n t o t h e m e d i c a l p r o f e s s i o n a t h o m e a n d ab r o a dK e y w o r d:I n f r a r e d p u l s e t r a n s d u c e r,P u l s e r a t e,p u l s e s i g n a l目录1绪论11.1人体脉搏研究的背景和意义11.2国外研究现状21.3论文结构安排32方案原理与设计42.1方案原理介绍与论证42.2方案与传感器的选择52.2.1方案论证52.2.2方案设计62.2.3方案验证62.2.4总体方案介绍63系统技术基础83.1A T89C2051主要性能83.2A T89C2051的结构框图83.3A T89C2051的引脚说明93.4复位电路93.5振荡电路103.6A T89C2051的优点103.7光电式脉搏传感器原理114系统硬件设计124.1脉搏波检测电路124.2脉搏信号拾取电路134.3信号放大电路144.4二级放大电路和比较电路154.5波形整形部分164.6显示器设计174.7整体电路185软件分析195.1主程序流程图195.2T1中断服务程序205.3中断服务子程序216总结23致24参考文献24附录A25附录B271 绪论1.1人体脉搏研究的背景和意义脉搏是由心脏搏动而引起,经动脉和血流传至远端的桡动脉处,它携带有丰富的人体健康状况信息。
基于小波变换的脉搏波速度测量系统
基于小波变换的脉搏波速度测量系统刘宝华;任晓华【摘要】动脉脉搏波速度变化是动脉血管病变的指示器,因此脉搏波速度的测量对血管疾病的预防与治疗有较大的帮助.脉搏波中夹杂的噪声干扰、硬件系统的舍入误差以及标示点的选取,会直接影响到脉搏波速度测量结果的精度.采用双袖带采集脉搏波信号,利用小波变换去除脉搏波中的各种干扰,平滑重构脉搏波,同时选用二次差分的最大值点作为波速参考点,通过阈值找出参考点,简化了计算过程,提高了测量精度,为心血管疾病的临床诊断与治疗提供数据支持.【期刊名称】《计量学报》【年(卷),期】2010(031)003【总页数】5页(P269-273)【关键词】计量学;动脉弹性;脉搏波速度;小波变换;二次差分点【作者】刘宝华;任晓华【作者单位】燕山大学机械工程学院,河北,秦皇岛,066004;燕山大学机械工程学院,河北,秦皇岛,066004【正文语种】中文【中图分类】TB971 引言目前，许多流行病学研究和大规模临床实验均证实，血管结构及其功能的变化与血管疾病的发生与预防有非常密切的关系[1]。
血管壁病变及其发生发展所导致的管腔病变是心肌梗死、中风等各种心血管并发症的基础[2]；动脉弹性功能下降在初级阶段是可逆的，但是随着病变的发展，这种病变将逐渐转变为不可逆转性病变。
如何早期诊断动脉硬化，积极干预治疗，提高生存概率成为了目前医学关注的热点。
国外多年临床实验表明，脉搏波速度是动脉硬度的指示器，其已成为了各国学者公认的动脉僵硬度的评价方法。
因此，研制一套测量准确稳定、操作方便的脉搏波速度测量系统是非常有意义的。
国外目前流行的脉搏波速度测量系统一般以每个脉搏波的起始点、峰值点或斜率最大值点作为波速参考点。
在临床应用中，上述参考点测量脉搏波速度时存在以下问题：一些皮肤松弛的老年人，波形起始点往往容易被前一个脉搏舒张期末的噪声淹没而不易提取[3，4]；峰值点或斜率最大值点易受反射波的影响而容易发生移位；滤波电路会影响波形的起始点和峰值点。
基于小波变换的虚拟心电信号分析仪.
基于小波变换的虚拟心电信号分析仪赵丹，马胜前时间:2009年03月31日字体: 大中小关键词:<"cblue" "/search/?q=小波" target='_blank'>小波<"cblue" "/search/?q=心电信号" target='_blank'>心电信号<"cblue""/search/?q=去噪" target='_blank'>去噪<"cblue" "/search/?q=小波变换" target='_blank'>小波变换<"cblue" "/search/?q=消噪" target='_blank'>消噪摘? 要：针对<"cblue" "/search/?q=心电信号" title="心电信号">心电信号自动分析和处理的需要，采用<"cblue""/search/?q=小波" title="小波">小波变换的方法对心电信号进行<"cblue" "/search/?q=消噪"title="消噪">消噪、特征提取、压缩等分析与处理，并且结合虚拟仪器LabVIEW设计实现了多功能虚拟心电信号分析仪。
实验结果表明，它对于心电信号的自动检测、优化分析和处理有重要意义。
关键词：心电信号；小波分析；消噪； QRS波；虚拟仪器?心电（ECG）信号自动分析方法种类繁多[1]，但在进一步提高信号检测率、准确率以及降低成本、使分析诊断系统小型化和提高自动化检测水平等方面，仍有大量的研究工作要做。
脉搏信号检测仪的设计与实现
脉搏信号检测仪的设计与实现
Design and Implementation of the Detector for Beating of Heart
郑争兵
( 陕西理工学院物理与电信工程学院，陕西 汉中 723003)
摘 要： 根据人体脉搏信号特征，提出了一种基于透射式光电效应的脉搏检测系统。该系统以 AT89S51 微处理器为核心，基于光电
脉搏传感器是脉搏检测系统的重要组成部分，其 基本功能是将切脉压力和桡动脉搏动压力物理量转换 成便于测量的电信号量。脉搏传感器的精度、灵敏度、 抗干扰能力及安装方式决定了脉搏测量精度，因此，采 用合肥华 科 电 子 技 术 研 究 所 开 发 的 光 敏 元 件 HKG-
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脉搏信号检测仪的设计与实现 郑争兵
程序和语音提示子程序是设计的关键。
2． 2 脉搏频率计算程序
正常人体脉搏信号的频率为 60 ～ 80 次 / min，一
般情况下其频率为 1 Hz 左右，属于低频信号，所以在 设计中采用 周 期 测 量 法［10］。利 用 单 片 机 内 的 16 位
定时 / 计数器 T0 ，对 以 单 片 机 内 的 标 准 机 器 周 期 Tb 计数。将被测 信 号 的 周 期 作 为 信 号 闸 门，由 程 序 控
图 1 脉搏检测系统结构图 Fig． 1 Structure of human pulse detecting system
脉搏信号经过集成光电传感器得到数字信号，然 后对数字信号进行整形，去除干扰后送入 AT89S51 单 片机进行处理。单片机可实现测频显示功能、语音提 示报警功能和与 PC 机终端数据的交互功能。按键电 路用来完成相关功能的选择。PC 机具有简易的操作 监控软件，其对采集的数据进行分析、显示并保存相关 数据，从而完成对系统功能的测试。 1． 1 光电脉搏传感器
小波分析脉搏血氧仪波形鉴定儿童健康
编号：毕业设计(论文)外文翻译（译文）院（系）：机电工程学院专业：机械设计制造及其自动化学生姓名：学号：指导教师单位：机电工程学院姓名：职称：高级实验师2012年4月25 日小波分析脉搏血氧仪波形鉴定儿童健康P Leonard, T F Beattie, P S Addison, J N Watson作者的关系见文章末尾简介：P .A.伦纳德医生事故和急诊医学系，爱丁堡皇家医院为患病儿童，苏格兰;**************************.uk接受出版2003年5月5日新兴医学杂志2004;21:59-60背景：身体不适的儿童往往显示循环系统妥协的迹象。
它已被观察明显的变化发生在光电血管容积图的外观（脉搏血氧饱和度追踪）这些孩子。
这项研究的目的是为了发现，如果小波变换可以识别更多的微妙变化在身体不适的孩子们的光电血管容积。
从儿童参加儿童意外获得方法：光电血管容积图暗示显着的细菌性疾病或循环系统的临床特点与急诊妥协。
光电血管容积图也取得了良好的儿童的对照组。
小波变换被应用在试图分开两组的痕迹。
结果：获得了20的痕迹，从身体不适的儿童和12从控制。
熵分析小波变换的光电血管容积可以从控制身体不适儿童的分化（P =0.00002）。
结论：小波变换的光电血管容积图提供了一个快速的非侵入性的可能性儿童的重大疾病筛查方法。
普通的从业人员和急症工作人员常常与孩子们发烧。
大部分将有良性，自限性病毒疾病，需要比其他家长的意见没有处理解热药物。
然而，一个小数目将有严重的细菌性疾病（例如，脑膜炎双球菌病）。
人们认识到，它可以是很难区分这两个群体的儿童和各种临床症状和血液使用组合的指引测试已经提出。
1-5这些准则往往难以在那里获得的社会制度化验是有限的，甚至在医院设置因为需要耗费时间和原因遇险放血。
有显着的细菌性疾病的儿童往往显示心动过速的形式在循环妥协的迹象，长期毛细血管充盈时间，增加核心周边温差。
我们注意到，宏观脉搏血氧饱和度跟踪的视觉外观（照片在这些儿童中，从井的体积描记图）确认两个双峰波形平坦1双峰外观，还是一个完全平坦的痕迹，如果搏动毛细管在监测站点流量是缺席。
模拟电路课程设计脉搏测试仪设计.
模拟电路课程设计脉搏测试仪设计.(总18页)本页仅作为文档页封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March脉搏测试仪设计1、设计目的（1）熟悉脉搏测试仪的电路组成，工作原理和设计方法；（2）加深对电子电路的掌握，学会基于模拟电路的课程设计。
2、设计任务脉搏测试仪是用来测量一个人心脏跳动次数的电子仪器，也是心电图的主要组成部分。
它是用来测量频率较低的小信号（传感器输出电压一般为几毫伏）。
具体要求：（1）实现在30~60秒内测量1分钟的脉搏数。
正常人脉搏数为60~80次/min，婴儿为90~100次/min，老人为100~150次/min （2）用传感器将脉搏跳动的转换为电压信号并放大整形和滤波。
（3）测试误差不小于2/min。
3、设计要求（1）合理的设计硬件电路，说明工作原理及设计过程，画出相关的电路原理图（运用Multisim电路仿真软件）；（2）选择常用的电器元件（说明电器元件选择的过程和依据）；(3) 对电路进行局部或整体仿真分析；（4）按照规范要求，按时提交课程设计报告，并完成相应答辩。
4、参考资料（l）李立主编. 电工学实验指导. 北京：高等教育出版社，20052（2）高吉祥主编. 电子技术基础实验与课程设计. 北京：电子工业出版社，2004（3）谢云，等编著.现代电子技术实践课程指导.北京：机械工业出版社，2003目录一、设计要求 (4)二、设计的作用、目的 (4)三、设计的具体体现 (5)1、系统概述 (5)2、单元电路设计、仿真与分析 (5)四、心得体会及建议 (17)五、附录 (19)六、参考文献 (19)3脉搏测试仪设计报告一、设计要求脉搏测试仪是用来测量一个人心脏跳动次数的电子仪器，也是心电图的主要组成部分。
它是用来测量频率较低的小信号（传感器输出电压一般为几毫伏）。
具体要求：1、实现在30~60秒内测量1分钟的脉搏数。
脉搏测量仪设计方案
1. 引言脉搏是人体生命活动中重要的生理指标之一，脉搏测量仪可以实时监测人体的脉搏情况，并提供相应的数据分析。
本文档将详细介绍脉搏测量仪的设计方案，包括硬件设计和软件开发。
2. 硬件设计2.1 传感器选择脉搏测量仪的核心是脉搏传感器，选择适合的传感器对脉搏信号的采集至关重要。
我们建议选择带有光电传感器的脉搏传感器，该传感器可以通过红外线光电技术来测量脉搏信号。
2.2 信号采集电路设计脉搏传感器的输出是微弱的光电信号，需要通过信号采集电路进行放大和滤波处理。
我们建议采用放大器和滤波器的组合来实现信号的放大和去噪。
2.2.1 放大器设计放大器的作用是放大传感器输出的微弱信号，提高信号的幅值。
我们建议使用差分放大电路，以提高信号的抗干扰能力。
2.2.2 滤波器设计滤波器的作用是滤除高频噪声，保留脉搏信号的低频成分。
我们建议采用带通滤波器，设置合适的截止频率，以滤除高频和低频信号。
2.3 数据处理电路设计脉搏信号的采集和处理完成后，需要将脉搏数据传输到微处理器进行进一步处理。
我们建议使用微控制器作为数据处理的主要控制单元。
2.3.1 微控制器选择选择适合的微控制器对整个脉搏测量仪的性能和功能实现起着至关重要的作用。
我们建议选择一款具有高性能和低功耗的微控制器，以满足脉搏测量仪的要求。
2.3.2 数据传输接口设计在数据传输方面，我们建议使用串行接口（如UART）将脉搏数据传输到外部设备或计算机上进行进一步的分析和存储。
3. 软件开发3.1 脉搏信号处理算法在软件开发方面，我们需要实现一些脉搏信号处理算法，以提取和分析脉搏信号中的相关特征。
常见的脉搏信号处理算法包括脉率计算、心率变异性分析等。
3.2 数据可视化界面设计为了方便用户理解和使用脉搏测量仪，我们需要设计一个用户友好的数据可视化界面。
该界面可以实时显示脉搏数据，并提供相应的数据分析和报告功能。
3.3 脉搏测量仪的控制逻辑在软件开发过程中，我们需要设计脉搏测量仪的控制逻辑。
脉搏测量仪设计方案
脉搏测量仪设计方案脉搏测量仪是一种用于测量人体脉搏的仪器，具有重要的医疗和健康监测功能。
下面是一个脉搏测量仪的设计方案，包括主要功能、硬件设计和软件设计。
1. 主要功能：- 测量人体脉搏：使用传感器检测人体脉搏，并将数据转化为数字信号。
- 显示脉搏数据：通过液晶显示屏显示当前的脉搏数据，以便用户实时获知自己的脉搏情况。
- 存储数据：将脉搏数据存储在内部存储器中，为用户提供历史脉搏数据的查询。
- 分析数据：对存储的脉搏数据进行分析，并生成相应的报告，帮助用户了解自己的脉搏状况。
2. 硬件设计：- 传感器：采用光电传感器，通过感应人体血流的反射光强度变化来测量脉搏。
- 微控制器：选择一款高性能的微控制器作为主控芯片，负责数据采集、信号处理、通信和显示控制等功能。
- 显示屏：选用高分辨率的液晶显示屏，可以显示脉搏数据和其他相关信息。
- 存储器：选择大容量的闪存作为数据存储器，并考虑使用可拓展的存储器接口，方便用户扩展存储容量。
- 电源：采用可充电电池供电，确保仪器长时间的使用时间，并考虑添加低电量提醒功能。
3. 软件设计：- 数据采集和处理：通过光电传感器采集到的模拟信号经过采样和放大处理，并转化为数字信号，以便于后续的数据处理和分析。
- 数据显示和存储：将测量到的脉搏数据显示在液晶屏上，并同时将数据存储在内部存储器中。
- 用户交互：设计使用友好的用户界面，并增加触摸屏等交互方式，使用户操作更加方便、直观。
- 脉搏数据分析：对存储的脉搏数据进行分析，可将数据进行图表化显示，以便用户更加直观地了解自己的身体健康状况。
- 数据传输：可考虑添加数据传输功能，如蓝牙或USB接口，以便用户将数据导出到电脑或其他设备进行进一步分析和储存。
以上是一个脉搏测量仪的设计方案，旨在提供一个可靠、精确且易于使用的脉搏测量解决方案，以满足用户的医疗和健康监测需求。
具体的技术细节和设计参数需要在实际设计过程中进一步完善。
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基于小波变换的脉搏信号分析仪的设计陈若珠1，周红标1,2，田守军1<1 兰州理工大学电信学院甘肃兰州 730050；2 江苏淮阴工学院电信系江苏淮安 223001）摘要：提出一种基于自适应阈值的信号小波消噪方法，仿真实验表明该方法消噪效果优于传统的软、硬阈值法。
采用COM组件技术无缝集成LabVIEW与MATLAB实现虚拟脉搏信号分析仪的设计，该分析仪具有信号采集、消噪、特征提取和网络传输等功能，具有非常实用的价值。
关键词：脉搏信号；小波变换；LabVIEW；信号消噪中图分类号：TH772 ；TP391.9 文献标识码：A 国家标准学科分类代码:510.40Design of pulse signal analysis instrument based on wavelet transformChen Ruozhu1,Zhou Hongbiao1,2,Tian Shoujun1(1Collegeof Electrical and Information Engineering,LanzhouUniv. of Tech.,Lanzhou730050,China。
2Department ofElectrical and Information Engineering, Huaiyin Institute ofTech.,Huaiyin223001,China>Abstract：The denoising method based on wavelet with adaptive thresholding is proposed.The simulation experiment indicates that the proposed method is better than traditional waveletthresholding denoising methods.A new type of virtual pulse signal analysis instrument based on seamless integration technology between LabVIEW and MA TLAB is designed in this paper.The functions,such as data acquisition,signal denoising, feature extraction and network communicationare realized in this instrument which presents a good result through the preliminary application to the clinical practice.Key words：pulse signal。
wavelet transform。
LabVIEW。
signal denoising1 引言脉搏信号是一种非平稳的微弱生理信号，它包含有丰富的人体健康状况信息，具有重要的临床诊断价值。
在采集脉搏信号过程中，由于仪器、人体活动等因素而使采集的信号常伴有各种干扰，包括人体呼吸和测量压电膜移动引起的基线漂移、肌肉紧张引起的干扰以及工频干扰等[1]。
因此，在提取脉搏信号特征值之前消除噪声是一项极其重要的工作。
小波变换具有良好的时频分辨特性，很适合用来消除脉搏信号的噪声，常用的有阈值法、平移不变量法和模极大值法等，本文基于小波阈值消噪法提出了一种新的阈值函数用于脉搏信号的去噪。
文献[2]利用小波变换对15例海洛因吸毒者和15例正常人的脉象信号进行分析，提出各尺度-小波能量值作为判断正常人和吸毒者的特征向量；文献[3]根据脉搏波图面积变化提取特征值K来反映心血管疾病患者生理病理上的变化。
本文设计的分析仪在分别从时域和频域提取特征值的基础上，利用小波变换对脉搏信号进行时频域联合分析，提取各尺度能量值作为特征值来诊断心血管疾病患者的动脉硬化情况。
MathWorks公司开发的MATLAB带有小波工具箱，其中有大量的小波函数可供调用，但它很难实现对计算机端口的控制，同时也不适宜做上位机界面。
NI公司推出的La bVIEW是一种面向对象的虚拟仪器编程语言，具有优异的人机交互性能。
本文利用COM组件法将MATLAB编写的脉搏信号小波消噪和小波提取特征值算法程序无缝集成到LabVIEW中完成脉搏信号分析仪的设计，同时基于DataSo cket技术实现了分析仪数据的网络传输功能。
2 基于小波变换的脉搏信号消噪2.1 自适应阈值消噪原理Donoho等人提出对信号进行离散正交小波变换，然后通过选择适当小波系数重构的方法，得到对原信号的一个估计值，这种方法称为小波变换的阈值去噪法。
其主要原理是：信号经小波变换后，噪声能量小于信号能量，与之对应的小波系数也将小于信号对应的小波系数，则可以将小于某阈值的小波系数去除而实现去噪。
一般来说，噪声处于高频段，信号处于低频段，则可利用小波变换的多分辨特性，将原始信号分解成不同频段下的信号，根据阈值去掉某些细节，再用小波逆变换恢复剩余的信号，得到去除干扰的信号[4]。
在小波消噪中，最关键的就是阈值的选取和阈值的量化。
若阈值取的太小，则噪声不能够得到很好的消除。
若阈值取的过大，原信号中大量细节部分也被当作噪声去除了，影响了信号消噪的质量。
MATLAB 工具箱中主要有以下几种阈值选择：固定阈值；基于无偏似然估计原理的自适应阈值；启发式阈值；基于极大极小值原理的阈值。
在对系数进行处理时，通常采用全局阈值，即对各层系数采用同一个阈值进行处理；而局部阈值充分考虑各层的信噪比差异，针对不同的系数选取不同的阈值，去噪效果更好。
本文参考文献[5]提出自适应阈值，对分解的各层高频细节信号估计噪声方差，再确定各层细节信号自适应阈值为，其中N 为信号长度，j 为分解尺度。
可见随着j 的增大，thr j 的趋势是减小的，这符合噪声幅值变化规律。
处理阈值的方法有硬阈值法和软阈值法，设是小波系数的大小，是施加阈值后的小波系数大小，是阈值。
硬阈值<hard thresholding ）处理为<1）可见，式<1）中小波系数在阈值和处存在断点，容易产生振荡。
软阈值<soft thresholding）处理为<2） 式<2）中虽然是连续的，但是和之间存在偏差，直接影响重构信号质量。
本文结合软硬阈值，构造了新的阈值处理函数<3）式<3）中当时，新阈值函数趋于硬阈值函数；当时，新阈值函数趋于软阈值函数。
可见，新阈值函数优于软、硬阈值函数。
2.2 仿真实验分析以MATLAB 中的信号为测试对象，采用sym8小波，5层分解，噪声信号的SNR 为3。
通过图1以及表1给出的三种消噪方法的SNR 和MSE ，可以比较看出，新算法的消噪效果优于软、硬阈值法。
原始信号染噪信号硬阈值消噪软阈值消噪新算法消噪图1 含噪信号三种阈值消噪Fig.1 Three threshold denoising of signal with noise Table 1 The SNR and MSE of three method 表1 三种阈值消噪法的信噪比和均方误差hard softnew SNR MSE21.317 0.717221.761 0.647523.335 0.55802.3 脉搏信号自适应阈值小波消噪算法经过多次实验，并考虑噪声类型及其频带分布特点，基于自适应阈值的脉搏信号小波消噪算法描述如下：1）将含噪脉搏信号利用sym8小波进行5层小波分解。
2）由于高频噪声主要存在于第1层高频系数中，将此小波系数置零。
3）根据2~5层细节信号噪声方差估计确定各层阈值，采用新阈值函数处理。
4）利用离散小波逆变换重构原信号，得到去噪后的脉搏信号。
3 基于COM 组件法的LabVIEW 与MATLAB 的无缝集成MATLAB7.0带有MATLABCOMBuilder ，利用它能将M 文件编译成COM 组件，以供LabVI EW 编程语言调用，并最终打包LabVIEW 程序和所调用的COM 组件，使分析仪软件脱离LabVIEW 和MATLAB 环境下运行[6]。
具体的步骤如下：1）在MATLAB 中通过调用mbuild –setup 和 mex –setup命令，设置Visual C++6.0为外部编译器；增加MATLAB头文件、库和DLL路径为系统路径。
2）打开新M文件，定义名为mywavelet的函数，[xd]= mywavelet(x,wname,wlevel>，添加脉搏信号小波自适应阈值消噪算法程序，保存文件名为mywavelet。
3）在MATLAB中调用comtool命令，打开MA TLAB Builder for COM ，创建工程在Component name中输入要生成的COM组件的名comwavelet；将第2步生成的M文件添加到comwavelet类中；运行菜单命令COM Object，完成编译；在comwavelet文件夹的distrib中有生成的自动注册到系统中的comwavelet_1_0.dll文件；运行菜单命令PackageComponent，创建一个自解压可执行程序comwavelet.exe。
4）在LabVIEW程序中调用AutomationOpen函数生成Refnum，右键选择Select ActiveX Class，浏览列表选择comwavelet 1.0 Type Library Version 1.0；调用方法节点<InvokeNode），连接comwavelet_1_0.dll的引用，完成节点的输入、输出变量的设置。
核心程序如图2所示。
图2 LabVIEW调用COM组件对象程序框图Fig.2 Block diagram of LabVIEW calling com object method4虚拟脉搏信号分析仪脉搏信号分析仪硬件装置采用AVR系列ATmega16单片机，将PVDF压电膜采集的电信号进过放大调理由单片机A/D转换，并通过一款RS232转USB芯片CH341A将USB 口虚拟成串口，再由上位机对信号进行处理。
虚拟脉搏信号分析仪软件采用多面板设计，主程序前面板如图3所示。
图3 主程序前面板Fig.3 Front panel of the main progra患者管理模块采用免费并开源的LabVIEW数据库访问包LabSQL，实现患者信息的录入、查询、修改和删除等功能。
信号采集模块利用LabVIEW虚拟仪器软件架构VISA 打开、设置计算机的串口实现与脉搏信号检测装置间的通讯。