基于ARM7的心电采集与远程传输系统设计

引言

　　心脏病是严重威胁人类健康和生命的主要疾病之一。统计显示约60％的心脏病人死于家中，这些病人如果能够及时获得抢救、护理，是完全可能避免死亡的。由于心脏病发作带有很大的偶然性和突发性，将心电监护从病床、医院扩展到社区、家庭实施远程监护，无论是从减轻患者的经济负担，还是从增强医院服务能力的角度考虑都具有重要的现实意义。

　　2 心电监护终端的硬件设计

　　从体积小、功耗低、操作简便的角度设计心电监护终端硬件电路。图1为整个监护终端的硬件框图，主要由调理电路、心电数据采集模块、ARM7微处理器模块、网口模块、电源模块5部分组成。该监护终端完成心电信号的采集和预处理，并通过网口实时发送至监护中心服务器，从而实现远程实时监护。

　　2．1 信号调理电路设计

　　人体心电信号是一种低频微弱电信号，其幅值约10μV～5 mV，频率范围为0．05～100 Hz。需要放大上千倍(即达到V量级)才便于观察以及A／D转换，具体增益还需结合A／D转换模块的测量范同确定。通过心电导联线获取的心电信号首先经仪表放大器AD620进行差分放大，由于体表液体与电极之间可能形成原电池，致使电极之间存在固定电位差，因此第1级的差分放大增益不能太高，否则容易饱和．所以第1级增益选为20；为了使信号满足A/D转换要求，需将信号放大至V量级，因此设置次级放大增益为30，这里采用普通的四运放LM324。由于心电信号中常混有直流和基线漂移干扰，因此应在第1级和次级放大电路之间加高通滤波器，可有效避免心电信号的基线漂移，相应的高频干扰信号可通过放大器输入端电路和一个截止频率为100 Hz的二阶低通滤波器予以滤除。此外，通过陷波器滤除50 Hz工频干扰。经上述信号处理后，心电信号接入微处理器LPC2210的P0．27引脚(AIN0)由其内部A／D转换模块完成A/D转换。根据采样定理，采样频率应保证高于其2倍，因此在A／D转换中将采样频率设置为500 Hz。图2为信号调理电路。