脉搏及心率监护系统设计

设计一款脉搏及心率信号检测装置,实现日常生活以及作业环境下对脉搏信号的动态实时采集.系统以ATMEGA32单片机为核心控制芯片,由压电式脉搏传感器提取脉搏信号,经由电路放大、陷波和滤波后将信号送入单片机.单片机对脉搏信号进行AD转换,计算出脉搏速率,同时得到一般情况下的心率.当脉搏信号采集出现超差时,系统启动报警.该监护系统无创、简单、操作方式容易,能实现在家庭中的日常健康监测和监护.     

可穿戴运动心率监测腕带的设计与实现

为了解决由于运动伪差干扰导致利用反射式光电脉容积脉搏波计算心率通常较难得到准确结果的问题,设计了一种腕式心率监测装置.通过反射式光电传感器和三轴加速度传感器分别采集脉搏波和运动信息,利用运动状态分析、自适应噪声抵消和谱峰搜索的方法提取心率值,对5名受试者进行静止、走动、跑动状态下的心率监测实验,同时采集心电信号进行心率对比,结果表明两种方法具有良好的一致性.本文作者设计的反射式心率监测装置可以有效抑制运动伪差干扰,实现心率精确监测.     

手机可见光提取脉搏中呼吸率的估计

针对智能手机摄像头进行呼吸率估计的问题,提出一种基于融合脉搏波的呼吸率估计(fusion respiratory rate estimation,FRRE)方法.通过融合手机闪光灯可见光中的红光和绿光,得到融合脉搏波,并提取手背的光电容积脉搏波信号.采用绿光脉搏波进行瞬时心率的计算,使用相干解调去除融合脉搏波中心率成分,提取出呼吸信号.而后对呼吸信号进行快速傅里叶变换,并求功率谱密度,从而得到呼吸率.实验结果表明,本文提出的FRRE方法较传统VFCDM方法具有更高的准确性和实时性,可以进行有效的呼吸率估计.     

基于脉搏波数学模型的运动员运动状态判别方法

针对利用运动员脉搏波信息对其运动状态(高强度运动、平静)进行判别,并减少身体状态的随机性对脉搏波特征信息的影响问题,提出了一种对原始脉搏波信号进行建模进而提取特征信息进行状态判别的方法.利用训练-测试的二分类分析方式,对运动员的心率状态进行判别,以分析运动员的运动状态,辅助其进行运动训练工作.实验通过对10名运动员志愿者在不同状态下进行脉搏波采集,对预处理后的原始信号进行函数建模并提取生理信息,利用SVM进行监督训练和测试.结果表明,该方法能够对运动员心率状态进行有效判别,得到运动员的运动状态.     

便携式动脉硬化无创检测仪设计

针对现有动脉硬化检测仪价格昂贵和体积大的缺点,设计了一种基于ARM和WinCE的便携式动脉硬化无创检测仪,并对该仪器进行了临床评估实验。该仪器以嵌入式系统为硬件平台,通过信号测量电路获取桡动脉和肱动脉脉搏波信号,并将信号送入ARM处理器。根据动脉弹性腔理论和示波法原理,基于LabVIEW for WinCE设计系统软件以实现脉搏波信号分析,并计算出11项动脉硬化评判因子,然后根据这些因子自动评判受试者的动脉硬化程度。临床评估实验结果表明：该仪器能准确评价受试者的动脉硬化程度,具有较好的稳定性和可靠性,其稳定性最大相对标准误差为4.37%,与对照仪器测量结果的相关系数均高于0.85(P<0.001)。     

基于光电容积脉搏波的心血管多参数检测系统

为了实现人体心血管多参数检测,设计了一种基于光电容积脉搏波描记法(photoplethysmography,PPG)的心血管多参数检测系统.该系统采用S5PV210处理器为控制核心,设计了指端脉搏波采集及滤波电路,提取指端脉搏波信号特征,测量人体心率、血氧饱和度、血压值.结果 表明:与标准仪器对比,心率测量最大误差为5次/min;血氧饱和度测量最大误差为2％;血压测量满足ANSL/AA-MI国际电子血压仪标准.     

一种高稳快速跟踪微分器及其应用

研究了一种高稳快速跟踪微分器,实现快速跟踪目标信号和精确求解目标信号的微分信号,并将其应用于卫星天线的姿态控制.以有界扰动二阶系统为研究对象,设计了一种新的非光滑控制器,证实了这种控制器的稳定性、快速收敛性和强扰动抑制能力;结合非光滑控制器和非线性跟踪微分器设计了一种新的高稳快速跟踪微分器（HSSTD）,证明了这种跟踪微分器的稳定性,验证了这种跟踪微分器可以快速准确地跟踪目标信号并精确求取目标信号的微分.将所研究的高稳快速跟踪微分器应用于移动卫星天线的姿态控制,实验证实了这种跟踪微分器可以实现天线姿态的快速稳定控制,保证天线与目标卫星间的稳定通信.      

多级跟踪微分带通滤波设计及柴油机转矩重构

针对同时带有高频和低频干扰的信号设计了一种多级跟踪微分带通滤波器,给出了跟踪信号和微分信号的计算方法;以船用16PC2-6柴油机的实测瞬时转速为例进行了仿真研究;在建立柴油机系统动力学模型的基础上,利用瞬时转速的跟踪信号和微分信号实现了柴油机指示转矩的预测.仿真结果表明：采用该多级跟踪微分器可以获得瞬时转速的高品质跟踪信号和微分信号,适用于柴油机的转矩重构.     

指夹式光电脉搏传感器

本文设计、制作了一种指夹式光电脉搏传感器,该传感器具有结构简单,精度高,使用方便等特点,可以作为脉搏检测仪的传感器部分使用。     

基于单片机控制的心率计

本文介绍了一种基于单片机技术制作的心率计，该心率计采用红外光学检测法。通过检测人体组织的半透明度随心脏的搏动而变化，由于此信号的频率与人体的脉搏次数成正比，将该信号转换成脉口信号并进行整形和计数，用数码管实时地显示出每分钟脉搏跳动的次数．     

倒谱技术在人体脉搏信号分析中的应用

运用倒谱理论讨论了正常心律和非正常心律受检者的脉搏信号在倒谱域中的特征表现．通过对２８６例脉搏信号的倒谱分析，发现代脉信号与其他正常心律脉搏信号的倒谱特征差别显著     

基于LabVIEW的无创脉搏血氧检测系统设计

设计了一种无创光电容积脉搏波检测系统,它借助LabVIEW图形化虚拟仪器开发平台,利用LabVIEW产生时序信号,调制夹指传感嚣拾取的光电容积脉搏波.通过前置放大滤波及信号调理电路,然后采集脉搏波.经过基于LabVIEW的数字锁相技术,最终解调获得光电容积脉搏波信号.实验结果表明,该系统可以实现无创脉搏波实时检测、脉搏波形回放、储存和分析等功能.     

脉冲步进频率雷达宽带数字接收

根据脉冲步进频率信号的特征，提出了一种新的宽带数字接收方案．通过对回波脉冲串的分组采样和数字正交混频，实现了宽频带的步进频率脉冲信号的频率搬移，显著降低了信号的采样速率和硬件实现的复杂性．通过多级滤波设计和结构优化，简化了处理结构并提高了滤波性能和实时性．该宽带数字接收处理方法从根本上解决了传统的步进频率混频和相干检波模拟电路中存在的寄生调制和I／Q通道幅相不一致的问题．利用QuartusⅡ软件进行了电路设计和时序仿真，仿真结果表明该数字接收机的处理性能可以满足实时处理的要求，有很好的仿真成像结果．     

用数字滤波方法提高电视图象质量

根据ＰＡＬ制电视信号频谱分布特点，讨论了几种数字滤波方法．实验采用了适应型三行梳状滤波器，经数字式ＹＣ分离、ＵＶ解调后，得到的视频亮度信号与色差信号阶梯清楚、边沿陡峭，说明ＹＣ分离较彻底．     

一种基于延时线的全数字脉冲式超宽带发射机

本文设计了一款应用于无线体域网的全数字超宽带脉冲发射机.采用开环工作的延时线得到不同的延时信号,再由边沿合成器将多路延时信号合成为具有较高中心频率的短时方波脉冲信号,该短时方波脉冲信号经过输出驱动模块及带通滤波电路整形成为超宽带脉冲信号.芯片采用中芯国际0.13μm RF CMOS实现,面积为1 118μm×873μm.测试结果表明,发射机输出脉冲信号的最大幅度为220mV,信号-10dB带宽可在0.9~1.5GHz之间调节,脉冲信号中心频率在3.2~4.4GHz范围内可配置,当脉冲重复速率为15Mb/s、信号带宽为0.9GHz,输出信号设置为最大幅度时,芯片功耗为0.9mW.     

一种工程化的数字调相信号快速分类识别方法

在数字调制分类中,信号的相位周期特性会形成相位的卷叠并降低对接收到的射频信号的自动数字调制正确分类的概率.根据多进制数字相位调制(multiple-level phase shift keying,MPSK)信号的相位特征,通过相位去卷叠、根据最小均方误差原则去线性相位分量,以及相位的模π运算,提出了一种MPSK信号的...     

升余弦滚降基带成型内插滤波器的FPGA实现

无线数字通信中,内插滤波器用来对基带信号进行脉冲成型滤波,以限制发送信号的带宽,降低带外干扰.研究一种应用于无线数字传输系统的高速FIR成型滤波器的设计方法,该方法采用分布式查找表算法,以降低硬件开销和提高处理速度为目标,是基于现场可编程门阵列(FPGA)并实现升余弦滚降基带成型内插滤波器的硬件电路.最后,通过实测波形与仿真波形证实方法的优越性.     

多普勒频率偏置LFM信号的模糊函数分析

线性调频（linear frequency modulation , LFM）信号是研究最早、应用也最广泛的一种脉冲压缩信号,当LFM回波信号有较大的多普勒频移时,匹配滤波器仍能起到良好的脉冲压缩作用,这使得多普勒频率偏置技术得以应用。由于需要对发射信号进行多次周期扫频来获得目标的速度信息,本文根据模糊函数定义推导了多周期多普勒频率偏置线性调频（Doppler frequency shifted linear frequency modulation, DFS-LFM）信号的模糊函数以及不同DFS-LFM信号的互模糊函数,并对DFS-LFM信号参数与雷达距离和多普勒分辨性能进行了分析。分析结果表明,多周期LFM信号进行多普勒频率偏置后,分辨性能不受影响;对于多个不同多普勒频率偏置的LFM信号,距离和速度分辨能力不受影响但其最大不模糊多普勒谱宽发生改变且与频率偏置间隔有关。当多普勒频率偏置间隔大于目标最大多普勒频移时,既不会影响目标的多普勒速度分辨性能,又能充分利用多普勒频谱,降低了系统对工作频率及带宽的要求。     

非整数倍采样情况下的符号定时同步研究

符号定时同步是数字信号解调的关键技术之一。实际应用中,为简化模数转换操作,数字接收机通常采用相对固定的采样速率对不同符号速率的信号进行采样,而传统的符号同步算法无法实现每个符号非整数个采样点的信号的同步。针对非整数倍采样情况下的定时同步问题,在传统最大平均功率算法的基础上,提出一种由多相滤波器、改进的积分级联梳状(CIC)插值滤波器和最大平均功率算法构成的符号同步方法,对非整数倍采样信号进行整数倍采样变换,再进行符号定时同步。以最具有代表性的16QAM和32QAM信号为例对算法进行仿真,仿真结果表明,新算法在保证较低的运算复杂度的同时,具有较高的估计精度,能够适用于MQAM信号在非整数倍采样情况下的符号定时同步。     

探地脉冲雷达回波信号波达方向估计方法的研究

估计探地脉冲雷达目标回波方向是探地雷达信号处理的一个重要内容，针对脉冲探地雷达回波信号的超宽带特点，提出了将探地雷达阵列信号经过高频带通滤波器分解成几个窄带信号后，再利用窄带子空间方法进行波达方向估计。通过对实验数据的处理发现，低频信号的分辨率较低，误差较大。在实际处理过程中，并不需要对所有频带信号进行处理，只需要用几个较高频率的窄带信号，就可以准确估计出超宽带脉冲探地雷达信号的回波方向。