基于LabVIEW的心音信号检测系统设计
基于LabVIEW的心音和脉搏信号融合采集系统的设计
本设计在可拆卸的原型面包板上搭建电路，使用
收稿日期：2018-07-29 稿件编号：201807162
NI ELVIE Oscillscope 的 CH0 和 CH1 两个通道，分别接
作者简介：陈培敏（1992—），男，江西上饶人，硕士。研究方向：信号处理。
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《电子设计工程》2019 年第 9 期
号储存在文件夹中。
关键词：LabVIEW；融合采集；传感器；NI ELVIS
中图分类号：TN91019）09-0165-04
Design of heart sound and pulse signal fusion acquisition system based on LabVIEW
根据联合国老龄化社会标准，我国从 2000 年开 降趋势，实践证明开展心血管病预防是可以有效的
始 就 已 经 进 入 了 老 龄 化 社 会 ，据 统 计 ，从 2005 年 开 降低心血管病的发病和死亡[2]，因此，本文设计出一
始我国 60 岁以上的老年人口已达到 1.45 亿，占总人 套 基 于 LabVIEW 的 同 步 采 集 心 音 和 脉 搏 系 统 用 于
入 心 音 、脉 搏 传 感 器 ，实 现 心 音 和 脉 搏 信 号 的 采 集 。 通过 USB 接连 PC，实现心音和脉搏信号的传输。
图 1 NI ELVIS 实验平台上搭建的实物电路
1.2 心音采集模块 通 常 有 效 的 人 体 心 音 信 号 的 频 率 范 围 为 20~
180 Hz[4]，由 于 心 音 信 号 比 较 微 弱 ，以 及 周 围 环 境 的 干扰，常常会对采集产生很大的干扰，直接用麦克风 采集心音效果不是很好，为了较好的隔离干扰信号， 增 强 心 音 采 集 的 强 度 ，特 别 在 电 容 式 驻 极 体 麦 克 风 前 段 加 入 一 个 医 用 听 诊 器 合 金 听 头 ，该 合 金 听 头 带 有膜片，心音产生后也可以引起膜片振动，可以有效 放大心音信号，并且采用合金材料，可以有效隔离外 部杂音。所设计的心音采集模块如图 2 所示。
课题三基于LABVIEW的心电信号分析系统设计与仿真报告
课题一心电信号分析系统的设计一、本课题的目的本设计课题主要研究数字心电信号的初步分析方法及滤波器的应用。
通过完成本课题的设计，拟主要达到以下几个目的：（1）了解基于LabVIEW的虚拟仪器的特点和使用方法，熟悉采用LabVIEW进行仿真的方法。
（2）了解人体心电信号的时域特征和频谱特征。
（3）进一步了解数字信号的分析方法；（4）通过应用具体的滤波器进一步加深对滤波器的理解。
（5）通过本课题的设计，培养学生运用所学知识分析和解决实际问题的能力。
二、课题任务利用labVIEW设计一个基于虚拟仪器的简单的心电信号分析系统。
对输入的原始心电信号，进行一定的数字信号处理，进行频谱分析。
根据具体设计要求完成系统的程序编写、调试及功能测试。
（1）对原始数字心电信号进行读取，由数字信号数据绘制出其时域波形。
（2）对数字信号数据做一次线性插值，使其成为均匀数字信号，以便后面的信号分析。
（3）根据心电信号的频域特征（自己查阅相关资料），设计相应的低通和带通滤波器。
（4）编程绘制实现信号处理前后的频谱，做频谱分析，得出相关结论。
（5）对系统进行综合测试，整理数据，撰写设计报告。
三、主要设备和软件（1）PC机一台。
（2）LabVIEW软件一套，要求最低版本8.20。
四、设计内容、步骤和要求必做部分：1. 利用labVIEW读取MIT-BIH数据库提供的数字心电信号，并还原实际波形美国麻省理工学院提供的MIT-BIH数据库是一个权威性的国际心电图检测标准库，近年来应用广泛，为我国的医学工程界所重视。
MIT-BIH数据库共有48个病例，每个病例数据长30min，总计约有116000多个心拍，包含有正常心拍和各种异常心拍，内容丰富完整。
为了读取简单方便，采用其txt格式的数据文件作为我们的原心电信号数据。
利用labVIEW提供的文件I/O函数，读取txt数据文件中的信号，并且还原实际波形。
2.对原始心电信号做线性插值处理由于原始心电信号数据不是通过等间隔采样得到的，也就是说原始的心电数据并不是均匀的，而用Matlab 中提供的数字滤波器处理数据时，要求数据是等间隔的。
基于LabVIEW的心电监护系统设计
基于LabVIEW的心电监护系统设计摘要心脏病是严重威胁人类健康和生命的主要疾病之一。
心电监护系统可以及时获取患者的心电信息，以便及时发现异常情况，采取相应的处理措施，是降低心脏病死亡率的有效手段之一。
美国国家仪器有限公司(National Instruments，简称NI)开发的虚拟仪器编程语言LabVIEW提供丰富的函数库，利用I/O接口设备完成信号的采集和测试，利用计算机强大的软件功能实现数据的运算、分析和处理，利用计算机显示器来模拟传统仪器的控制面板，从而利用计算机仪器系统技术来完成各种测试功能。
本文通过对国内外医疗系统发展的分析，针对现代医疗监护系统的要求，利用LabVIEW平台开发了基于虚拟仪器的心电监护系统。
首先，根据心电信号的特点，设计心电采集模块，包括心电前置放大器，右腿驱动电路，高通滤波器，低通滤波器，可变Q值50Hz双T陷波电路和增益可调电路。
其次，软件上采用LabVlEW强大的图形语言，设计了操作简单、界面优美的PC机测试系统，包括对采集上来的心电信号、脉搏信号的分析处理和显示存储，同时设置了自动报警系统，操作者可以实时监测被测者的心电情况，便于及时做出诊断，及早治疗。
关键词：虚拟仪器；心电信号；LabVlEW；实时监测ABSTRACTHeart disease is one of the major diseases which is a serious threat to human health and life. ECG monitoring system can access to the ECG information of patients tim- ely and then detect anomalies and take corresponding measures, which is an effective means of reducing mortality of heart disease.National Instruments Developed a Virtual Instrument language--LabVIEW：it has abundant functions．Using I/O instrument realize acquisition and testing of signals，using powerful software realize calculating and analyzing and disposing of data, using the displayer to simulate the tradition control panel．in order to realize all kinds of testing functions through computer．Based on the analysis of the foreign Telemedicine development，according to the recent Telemedicine requirements．design a system based on Virtual Instrument．Firstly, electro-cardio signal collective module，including ECG signal preamplifier, high-pass filter，low-pass filter,50 Hz double T trap filter with adjustable Q value，circuit with adjustable gain，has been designed according to the ECG feature．Second，using powerful graph language LabVIEW，designed an easy to operate and beautiful PC Test system，including the analysis ,disposal , display and store the ECG data and pulse data. meanwhile，by designing auto—alerting system，the operator Can measure the ECG quality of the patient real time，then Can give the diagnoses and treatment．keywords：Virtual Instrument ；ECG data ；LabVIEW ；real-time detection目录第一章绪论 (1)1.1引言 (1)1.2生物医学信号简介 (2)1.2.1生物医学信号的特点 (2)1.2.2心电信号的产生机理及临床应用 (2)1.2.3心电信号的特点 (3)1.3虚拟仪器(VirtuaI Instrument) (4)1.3.1虚拟仪器应用于生物信号检测的意义 (4)1.3.2虚拟仪器概述 (5)1.3.3LabVIEW简介 (5)1.4本文主要研究内容 (6)第二章系统总体设计 (7)2.1系统设计原则 (7)2.2系统整体组成及工作原理 (7)2.3系统硬件组成 (8)2.3.1前置放大器的设计 (9)2.3.2LabVIEW数据采集卡的选择 (10)2.4系统软件组成 (11)2.4.1模块化结构设计 (11)2.4.2软件设计思想 (11)2.4.3系统的软件部分编写 (12)2.5技术指标 (13)第三章系统硬件设计 (14)3.1心电监控系统硬件的组成 (14)3.2心电信号调理 (15)3.3脉搏信号调理 (21)3.3.1传感器的选择 (21)3.3.2放大与滤波电路 (21)3.4Multisim仿真结果 (22)第四章系统软件设计 (25)4.1LabVIEW概述 (25)4.2系统的程序结构 (25)4.3各部分模块子程序设计原理 (27)4.3.1用户登录模块 (28)4.3.2 数据采集模块 (30)4.3.3数据处理模块 (32)4.3.4数据分析、报警模块 (35)4.3.5 数据显示、存储模块 (38)第五章结论 (41)参考文献 (42)致谢............................. 错误!未定义书签。
推荐-LabVIEW的心电信号测试系统心电信号采集 精品
1 绪论由于计算机技术发展迅猛, 且具有众多厂商的软硬件支持, 使其在各领域的应用得到了长足的发展, 同时也促进了图形开发软件包和图形开发环境的迅速普及【2】。
虚拟仪器是计算机硬件资源、仪器与实验系统硬件资源和虚拟仪器软件资源三者的有效结合。
在虚拟仪器的图形软件开发平台研究方面, 最有代表性的是LabVIEW虚拟仪器软件开发平台【3】。
LabVIEW 是一种基于图形化语言的开发、调试、运行的集成化虚拟仪器开发平台。
它针对测试系统软件开发的需要将数据的采集、处理、存储、输出和远程传输等一些常用的功能模块化, 通过对程序模块的调用, 提高了模块的复用度和软件的开发效率【4】。
LabVIEW是一种面向对象的图形化编程语言开发环境，本文对其在医学心电信号采集与处理中的应用将做出具体介绍。
由于心电信号经DAQ数据采集卡采集后，在LabVIEW的前面板上只能显示出最原始，最简单的数据，尚不能直观的看出心电信号的心率大小等信息。
因此，本次设计的目的是开发一套基于LabVIEW的心电信号测试系统，要求在LabVIEW 的前面板上能直观的读取心率数据。
这种方法在国际上，并不是一个新的课题，前人已有过研究。
但是他们采用的计算方法都比较复杂。
所以，在延续已有的研究方案上，本人想设计出一套更为简单、便捷的测试系统。
实验方法均是在插入式信号采集卡DAQ的硬件支持下，利用LabVIEW编程软件，设计一套多通道心电信号采集测试系统。
使用模拟心电信号发生器，将心电信号进行调试和放大处理，然后输入DAQ数据采集卡进行采集，最终在电脑上通过LabVIEW编程软件的界面，显示出连续的，完整的心电信号。
通过对LabVIEW 的编程，使电脑能显示出心率大小，信号采集次数和信号采集频率的信息。
与已有的方案相比，本次设计的不同之处就在于如何对LabVIEW进行编程【5】。
本人的设计重点是信号的采集部分，对于种种设计中应注意的问题，和细节，将在本文中得以解释。
基于LabVIEW的信号系统实验设计
摘要论文题目：基于LabVIEW的信号系统实验设计学生姓名：指导教师：摘要《信号与系统》是电类专业最基本的理论课程，其理论性非常强，内容较为抽象，学生感到有些理解上的困难，学习吃力。
针对这样理论性较强的专业课时，实验教学就显得尤为重要。
LabVIEW 作为一款主要针对测控、信号处理的图形化编程语言，具有形象、直观易懂以及强大的数据处理能力等特点，能支持多种硬件平台。
十分符合高等院校信号与系统实验教学要求，并且已经运用在国内外的一些高等院校中了。
为了加强学生对基本理论课程的理解，提高实际的工程能力，设计一个基于LabVIEW的实验教学系统是具有十分重要的现实意义。
本文先介绍LabVIEW的特点，然后在介绍实验的理论基础之上详细介绍了实验的LabVIEW实现。
完成了的信号分析、信号抽样、LTI系统特性、系统仿真、谐振电路的具体实现。
与传统的实验教学系统相比，LabVIEW易懂的图形化编程，强大的I/O 驱动能力——能方便的实现和多种硬件设备的连接，不仅能增加学生对实验的兴趣，还能增强学生软件和硬件结合的工程能力。
由这些模块构成的实验系统，可用于各电类专业的信号与系统的教学实验。
关键词：LabVIEW；数字信号处理；信号系统；实验教学平台；数据采集I西安交通大学本科毕业设计（论文）Title:Design of Signal and system experimental system based on LabVIEWname:Supervisor:ABSTRACT<signal and system> is a fundamental course for the students of the Electronics specialty, which has strong feature of theory and abstract content ,making students feel confused. For this kind of course, experimental teaching is extremely significant.LabVIEW is a Graphics Language , aiming at control and signal processing, with the feature of visual, easy understanding and strong data processing，it also can support many kinds of hardware platform ,and has applied in many schools at home and abroad. it has very important real sense to design a experimental teaching system based on the LabVIEW aiming at enhancing students' understanding of the basic theory courses and improving engineering capabilities.The thesis firstly introduces the feature of LabVIEW, and experiments on LabVIEW inclu ding signal analysis, signal sampling, LTI system features, system simulation, and the resona nt circuit. Compared with the traditional experimental teaching system, the easy-understandi ng graphical programming in LabVIEW and its powerful I/O drive capability not only incre ases students' interest in the experiment, but also enhances the engineering ability of students to combine the software and hardware. The experimental system constituted by these modul es can be used to the experimental teaching involved in the signal and system for the student s of the Electronics specialty.KEY WORDS: LabVIEW；Digital signal process; Signal and system; Experimental teaching platform; Data acquisitionII目录错误！未找到引用源。
基于LabVIEW的心电信号采集系统的设计
・基础研究・基于LabVIEW的心电信号采集系统的设计于 杰,李川勇,贾林壮摘 要:目的 设计一套基于LabVIEW的心电信号采集系统。
方法 在插入式信号采集板DAQ的硬件支持下,利用LabVIEW编程软件,设计了一套双通道心电信号采集系统,本系统用传统的心电图机采集心电信号,经过调解后,输入计算机采集并显示,同时,为了能够对心电信号作进一步的研究,利用小波变换对心电信号进行了处理。
结果 成功采集到心电信号,并计算了心率的大小。
关键词:LabVIEW;心电信号;采集系统中图分类号:R540.41;TP311.52 文献标识码:A文章编号:1009-7090(2001)03-0131-0003The Design of ECG Aquiring System on LabVIEW Y U Jie,LI Chuan-y ong,J I A Ling-zhuang Department o f Bio2 physics,Nankai Univer sityAbstract:Objective T o design the ECG acquiring system on LabVIEW.Methods With a DAQ board,we design an ECG acquisi2tion system based on LabVIEW.The electrocardiographic signal is conditioned by a traditional ECG machine and acquired by a DAQboard on a com puter.A wavelet trans formation was used to process the acquired signal.R esults The ECG signals were acquired success fully and the heartbeat rate was calculated.K ey w ords:LabVIEW;ECG;collecting system1 前言生物电是生命的特征,心电是生物电的一种。
基于labVIEW的信号检测系统设计研究
基于labVIEW的信号检测系统设计研究作者：陈立云周鹏蒋杏国来源：《科学与财富》2017年第34期摘要：在本文中主要结合下料机重复定位精度检测平台而分析信号检测系统的设计情况，并对其硬件结构以及软件模型而作出介绍，其中硬件结构主要包括的模拟信号调理、数字信号隔离和数据采集，而软件则结合LabVIEW 的技术对信号的采集、处理以及显示、存储等。
关键词：labVIEW；信号检测系统；设计；研究随着工业智能装备的快速发展，越来越多的工厂投入智能装备生产线，实现精确、高效的运作。
甚至在一个控制中心就可以操纵多个生产线的动作。
传感器作为一种检测装置被广泛的应用在工业智能装备生产线上，如应用电阻应变式位移传感技术检测下料机的重复定位精度[1]。
而往往一条生产线上由上百个甚至上千个类似的传感器，通过传感器能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制。
本文根据应用电阻应变式位移传感技术检测某下料生产线重复定位精度的平台而开发信号检测的系统，并通过此平台而模拟下料生产线试验，通过收集其中的参数能够帮助掌握重复定位精度的变化情况。
因此，在设计开发过程中，需要结合良好的信号检测进行试验。
在本文中主要根据硬件与软件研究而设计出硬件结构，主要目的是保护设备、抑制干扰和采集以及转换信号。
在软件方面则主要采用的是LabVIEW语言开发，可以实现信号的采集、显示、处理以及存储的目标。
一、概述信号检测的系统图在下料生产线重复定位精度的检测平台中，由于传感器的不同种类十分多，根据输出信号差异性可知，主要有模拟信号的电流输出情况，例如较为典型的有：电流传感器、位移传感器以及倾角传感器，而在模拟信号的电压输方面主要包括的是拉压力传感器；而数字量的输入中则有气缸限位的开关以及红外传感器[2]。
此外，在模拟信号中，其中的调理模块主要有小信号的隔离放大模块以及电流信号的转化模块。
基于LabView的语音信号分析系统
学号：***********毕业设计(论文)题目: 基于LabVIEW的语音信号分析系统的设计作者贾邦稳届别2015 届院别信息与通信工程学院专业电子信息工程指导教师彭仕玉职称副教授完成时间2015 年 5 月摘要虚拟仪器与传统仪器相比，实现了仪器的智能化、模块化、多样化等功能，体现出多功能、低成本等操作优点，应用前景广阔。
随着计算机的出现及计算机技术的快速发展，语音信号处理技术更是得到了飞速发展，得到了广泛的应用，如语音合成技术、语音压缩编码和语音识别技术。
本设计利用虚拟仪器软件平台LabVIEW 设计了一个语音信号分析系统。
先介绍了四种采集语音信号的方法，并选择采用录音机录制的方法采集语音信号，然后设计基于LabVIEW的时域信号的FFT分析模块，接着设计截止频率为3000Hz的Butterworth低通滤波器对语音信号进行滤波去噪，最后根据以上设计进行语音信号的时频分析、特性分析等。
关键词：虚拟仪器；LabVIEW；语音信号；时频分析；数字滤波器AbstractCompared with traditional instruments, virtual instruments achieve the intelligent, modularity, diversity and other functions of the instrument, and reflect the operating advantages, such as multi-purpose, low cost, etc. So it has broad application prospect. With the advent of computers and the rapid development of computer technology, speech signal processing technology has been develop rapidly, and used widely, such as speech synthesis technology, speech coding and speech recognition technology.This design projects a speech signal analysis system based on the virtual instrument software platform LabVIEW. The first step is to introduce the methods of four kinds of voice signal acquisition, and select the method of recording voice signal by recorder . The second step is to design FFT analysis of time-domain signals which based on LabVIEW. Then design Butterworth low pass filter to realize the filtration of speech signals which cutoff frequency is 3000hz. Finally it is to achieve time-frequency analysis and characteristic analysis according to the the above designs.Key words：Virtual instruments；LabVIEW；Speech signal；time-frequency analysis；digital filter.目录摘要 (I)Abstract (II)目录 (III)第1章绪论 (1)1.1 虚拟仪器概述 (1)1.2 语音信号处理的发展及应用 (2)1.3 本课题研究任务及章节安排 (4)第2章系统设计方案 (5)2.1系统基本概述 (5)2.2系统总体实现 (5)2.3系统框图 (7)第3章语音信号的采集 (8)3.1 语音信号的采集方法 (8)3.2 声卡的相关介绍及参数设置 (10)3.2.1 LabVIEW中的相关声卡函数 (10)3.2.2声卡的参数及设置 (11)3.3 读取历史语音信号的设计 (14)第4章基于LabVIEW的语音信号分析的实现 (15)4.1语音信号的时域分析 (15)4.1.1语音信号的预处理 (15)4.1.2语音信号的短时能量和短时平均幅度函数 (17)4.1.3语音信号的短时自相关函数和短时平均幅度差函数 (18)4.2语音信号的频域分析 (18)4.3滤波器的设计及滤波实现 (20)4.4语音信号的综合实现 (23)4.4.1语音分析系统的整体设计 (23)4.4.2语音信号的时频分析 (24)第5章总结 (25)参考文献 (26)致谢 (27)附录 (28)第1章绪论1.1 虚拟仪器概述1986年美国NI公司最先提出“虚拟仪器”。
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基于LabVIEW的心音信号检测系统设计
心音信号是人体最重要的生理信号之一，含有关于心脏各个部分如心房、心室、大血管、心血管及各个瓣膜功能状态的大量病理信息，是心脏及大血管机械运动状况的反映，具有非线性、非平稳的特点[1-2]。
心音来自于人体内部，不容易被复制或模仿，同时还具有独特性，个体的不同，心音信号的表现形式也不相同。
对其进行检测分析，可以达到对身份进行识别和验证的目的[3]。
此外，通过听取心音，也可以获得用以判断心脏疾病的相关信息[4]。
本文设计、实现一套心音信号采集与分析系统，并研究利用心音进行被测试者的身份识别。
因为传统的密码、口令等验证方法存在容易被忘记或破解的缺陷，而利用人体生物特征进行身份识别具有独特的优势，如指纹、虹膜、手形和面部特征等识别技术已经较为成熟，相关产品已经进入市场。
但是利用人体生理信号，如心音、脉搏等，进行身份识别的研究才刚刚兴起，有着很大的研究价值和发展空间。
随着计算机技术的迅速发展，基于单片机、DSP 等核心控制器采集心音信号，利用PC 机进行定量分析，已成为心音检测系统的研究趋势[5-6]。
因此，本系统利用STC12C5A 单片机采集HKY-06B 型PVDF 薄膜式心音传感器输出的心音信号，并通过RS232 总线发送到上位机，实现了检测终端与上位机之间的数据通信，同时在上位机采用虚拟仪器软件LabVIEW 设计
开发了一套集数据管理、采集和分析于一体的虚拟心音检测系统。
1 系统设计
系统的硬件结构框图如图1 所示，包括以下几个部分：(1)心音传感器模块。
能将心脏搏动信号转化为低阻抗音频信号;(2)信号预处理模块。
负责对微弱的
心音信号进行前置放大、低通滤波、高通滤波和功率放大;(3)单片机模块。
负
责将预处理后的心音信号进行A/D 采样以及通过键盘执行数据存储、液晶显示。