摘 要

随着社会的发展和人民经济生活水平的提高，心脏的健康也越来越受到人们的重视。人们的学习、生活和工作压力不断加大，导致心血管疾病的发病率越来越高。在中国，在经济实力得到了稳步增长，但社会基础设施服务还远落后于经济发展的速度，尤其与心血管疾病监控、治疗相关的设备设施，远远无法满足当今人类的需求。因而，无线通讯的心电监护设备也越来越受到人们的欢迎。

本文介绍了一种基于ZigBee无线通讯技术的心电监护仪系统。主要讨论了心电信号的产生、心电信号的采集、心电信号的无线传输以及上位机心电图显示。首先对心电信号的产生机理进行了介绍，以及心电信号的正确读取方式，为下文系统程序的编写做了准备。从监护仪的整体设计开始，介绍了微处理器的选型，通过ZigBee模块对数据进行了无线传输,在上位机上编写程序进行了读取。对心电数据实现了波形显示。

调试结果显示整个监护仪系统满足设计要求，在PC机上能实时看到心电信号图的变化情况。

关键词：心电信号；ZigBee；MFC；监护仪

Abstract

With the development of society, economy and people's living standards improve, the health of the heart more and more people's attention. People's learning, life and work pressure increasing, resulting in the incidence of cardiovascular disease is increasing. In China, economic strength has been growing steadily, but the social infrastructure and services is still far behind the pace of economic development, especially cardiovascular disease surveillance, treatment-related equipment and facilities, far unable to meet the needs of humanity today. Thus, wireless communications ECG monitoring equipment becomes more and more popular.

This article describes the ECG monitor system based on ZigBee wireless communication technology. It discusses the ECG signal generation, ECG acquisition, wireless transmission of ECG and PC ECG display. First, the mechanism of ECG were correct way to introduce reading and ECG, for the preparation of the following system program made preparations. Starting from the overall design of the monitor, we introduced the microprocessor selection, module by ZigBee wireless data transmission, programming was read on the host computer. ECG data to achieve a waveform display.

The debugging results appear entire monitor system to meet the design requirements, the PC can immediately see changes in the ECG graph.

Key Words：ECG signal；ZigBee；MFC；monitor

目 录

第1章 绪论 1

1.1 选题背景 1

1.2 ZigBee技术的发展现状 4

1.3 本文主要研究内容及章节安排 5

1.4 本章小结 6

第2章 心电理论概述 7

2.1 人体心电信号的产生 7

2.2 心电信号的波形分析及特点 8

2.3 心电信号采集的导联系统 9

2.4 本章小结 10

第3章 便携式心电监护仪的整体设计 11

3.1 便携式心电监护仪的整体设计 11

3.2 便携式心电监护仪系统的硬件电路设计 12

3.2.1 MSP430F149单片机特点 12

3.2.2 前置放大电路的设计 13

3.2.3 右腿驱动电路的设计 14

3.2.4 低通滤波及末级放大电路的设计 14

3.2.5 A/D转换 17

3.3 MSP430单片机串口通信 17

3.4 本章小结 19

第4章 基于ZigBee的心电数据传输 20

4.1 传输系统的整体设计 20

4.2 ZigBee技术特点及模块选择 20

4.3 心电数据传输系统的开发环境 22

4.4 无线传输程序的设计及调试 22

4.5 本章小结 23

第5章 便携式心电监护仪系统的软件设计 24

5.1 MFC类库简介 24

5.2 心电图显示界面的设计 24

5.3 心电图显示程序的调试 25

5.3.1 调试方法 25

5.3.2 调试和结论 27

5.4 本章小结 27

第6章 总结和展望 28

6.1 本文总结 28

6.2 未来展望 28

参考文献 30

致 谢 33

第1章 绪论

1.1 选题背景

近年来，随着世界经济的飞速发展，人民生活水平提升显著，人口老龄化程度也越来越高，这直接导致了心血管疾病的发病率，严重影响了人们的正常生活和幸福指数，心血管疾病成为威胁人类健康的一大公敌。在中国，据统计每年有44%的死亡人数是因为心脑血管疾病。由《中国心血管病报告2015出炉：心血管病负担日渐加重》得知，当前，心血管病死亡占城乡居民总死亡原因的首位，农村为44.6%，城市为42.51%。心血管病的发展趋势越来越明显，成为重大的医疗研究问题。2014年，疾病死亡构成中心血管病（CVD）死亡率仍居重要位置（图1.1，图1.2）。从2009年起，农村心血管病死亡率超过城市水平（图1.3）。在2014年，城市心血管病死亡率达到261.99/10万，其中脑血管病死亡率为125.78/10万（脑出血52.25/10万，脑梗死41.99/10万），心脏病死亡率为136.21/10万；农村心血管病死亡率达到295.63/10万，其中脑血管病死亡率为151.91/10万（脑出血74.51/10万，脑梗死45.30/10万），心脏病死亡率为143.72/10万。

图1.1 中国农村居民1990~2014年主要疾病死亡率变化