【摘 要】
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随着医疗水平的提高,家用医疗及保健电子设备将有很大的需求。目前医疗电子终端产品的普遍发展趋势是便携式、穿戴式。医疗电子终端产品采集的生物信息通常具有较强的隐私性。因此设计一个基于无线体域网的生物信号采集系统来提高当前医疗电子终端产品的便携性与安全性具有重要意义。本文首先针对微弱的生物信号,基于ADS1299芯片设计了生物信号的采集系统,对其所需要的硬件模块及控制软件进行详细描述;其次针对医疗电子终
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随着医疗水平的提高,家用医疗及保健电子设备将有很大的需求。目前医疗电子终端产品的普遍发展趋势是便携式、穿戴式。医疗电子终端产品采集的生物信息通常具有较强的隐私性。因此设计一个基于无线体域网的生物信号采集系统来提高当前医疗电子终端产品的便携性与安全性具有重要意义。本文首先针对微弱的生物信号,基于ADS1299芯片设计了生物信号的采集系统,对其所需要的硬件模块及控制软件进行详细描述;其次针对医疗电子终端产品的便捷性需求,设计了通过人体表面传输信号的收发系统,有效的降低了系统线路的复杂度,提升了便捷性。然后设计了数据安全传输的方案,采用身份认证的方式保证隐私数据的安全性。最后根据本文设计的各个系统与方案,完成脑电信号采集传输系统原型的设计。论文工作成果主要体现在:（1）基于ADS1299生物电势采集芯片设计了生物信号采集系统。其中包括了ADS1299采集电路、HT32F12366的控制电路、系统电源方案设计,同时设计程序完成与ADS1299芯片的数据交互。系统实现了识别最小0.5uV的生物信号,同时接触阻抗降低至4.2千欧姆,共模抑制比高达108dB。（2）设计了用于人体通讯的FSK收发模块及用于与电脑通信的蓝牙模块。包括基于73M223芯片的FSK收发电路与控制程序设计,以及基于HC-5.0模块的蓝牙通信电路与相应程序设计。（3）基于椭圆曲线非对称加密算法,设计了数据安全传输方案。包括通过MATLAB设计并仿真了数据安全方案,及基于FLINT/C库在LabVIEW上位机软件及单片机软件中实现了数据安全程序的设计。在方案中使用200位以内有限域椭圆曲线算法实现身份认证,提高安全性能的同时降低了计算复杂度。最后,整合了本文的生物信号采集系统、人体通讯收发系统、数据安全方案,以国产的HT32F12366控制芯片与LabVIEW软件为基础搭建了脑电信号采集传输系统原型设计,实现了脑电信号放大、滤波、显示。
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