基于LabVIEW的多生理信号采集与处理的研究

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本文研制开发了一套基于LabVIEW的无线传感器网络的多生理信号采集与处理装置,实现了数据采集、无线发送和接收、数据分析以及数据显示的实验平台。该系统采集如下几类信号:心电信号、加速度信号以及环境的温度和湿度信号。该系统低功耗、便携式并且使用方便。 本系统的无线传感器网络是基于Zigbee协议设计构建的星形网络。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。在前端数据采集部分,主要采集了心电信号、加速度信号以及温度和湿度信号。数据的采集、发送和接收由节点中的微处理芯片ATmegal128L控制。而数据的无线收发由CC2420具体执行。 在终端信号分析处理中,其程序是用NI公司的labVIEW编程语言编写的。LabVIEW,又称G语言,有着友好的编程环境,且提供了大量功能强大的用于数据采集和分析处理的模块,近些年在测控领域发展迅速。该部分程序能实现对前端各节点的控制,如采集发送数据等,还对心电和加速度等信号进行了分析,在心电分析部分对心电进行了小波分析滤波和HRV分析。在信号处理中,小波分析是一种非常有用的工具。而心电信号中的心率变异性(HRV)指标是情绪研究中比较敏感的常用生理指标,目前对HRV的研究也越来越多。在对加速度进行主要实现三维空间显示,实时显示加速度的变化并及时反应被试者当前的运动状态。同时能够显示当前被试者环境的温度和湿度。而所采集到的数据经过处理后将保存以便今后进一步的分析处理。
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