基于电子织物的生理监护系统研究与设计

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本文旨在建立协助诊断和预防患慢性病(尤其是慢性阻塞性肺病COPD)的多生理信号监测背心,通过基于电子织物的分布式可穿戴计算系统的可靠家庭和户外健康监测系统,使他们具有更多流动性,灵活性和安全性地独立生活。本系统将包括集成了廉价、低功耗传感器来对生命特征和运动进行监测的无扰生理传感衣物;一个集成控制和运算单元来进行信号采集,信号处理,实时数据存储和数据传输。  本文的课题背景为中德合作项目(中德中心资助):HealthWear@ALL: An Intelligent Wearable Solution for Home and Outdoor Health Monitoring and Diagnosis的前期研究的部分工作。主要工作内容如下:  (1)针对系统可穿戴性,通过对织物基底、硬件模块间的电气连接两个方面的研究,建立出基于电子织物的柔性无扰的穿戴系统的硬件基础。并针对 COPD等常见慢性疾病,分析需要采集的生理信号。根据系统需求设计出整个系统的结构框架。  (2)设计针对各生理信号的传感方案;设计并制作包括电源及其管理模块,数据采集模块,数据存储模块等,从而搭建出系统硬件部分。  (3)编写TF卡驱动并移植FAT文件系统,利用该文件系统API,将数据以文件的形式存储在TF卡中,从而更容易被患者获取。设计程序代码,使患者可以在不修改代码的情况下,分别修改各生理信号采样频率,从而使系统更加灵活。研究对信号频率进行识别的方法。  经测试表明:本文中所描述的基于电子织物的可穿戴生理监护系统适用了长期、实时、非突异动态生理信号时空观测。不仅如此,患者能够在不修改软件代码的情况下,随时配置各信号采样频率;所设计的数据存储格式为第三方开发人员对生理数据进行分析提供了可能。
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