基于压缩感知的便携式心电信号检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了基于压缩感知的便携式心电信号检测装置，涉及信号处理领域。本实用新型专利技术装置由采集装置与接收装置两大部分组成，采集装置内部主要有电源、心电信号传感器、信号预处理模块以及WIFI模块；接收装置中内部主要有电源、WIFI模块、CPU模块以及外壳，外壳正靠左边镶嵌有液晶触摸屏并设有电源开关键、模式设定键。本实用新型专利技术采用压缩感知技术，在信号传输过程中对心电信号进行稀疏分解重构，最终实现心电波形的快速实时检测；心电信号传感器通过皮质手环进行固定，排除因传感器脱落对测量过程中的影响，提高信号数据的有效性，且装置体积小，便于携带，适用心电信号的实时检测。

A portable ECG detection device based on compressed sensing

【技术实现步骤摘要】
基于压缩感知的便携式心电信号检测装置
本技术涉及信号处理装置
，特别是涉及基于压缩感知的便携式心电信号检测装置。
技术介绍
随着生活水平的提高，心血管疾病的发病率呈现增长态势。据统计，中国心血管病(CerebrovascularDisease，CVD)患病率处于持续上升阶段，CVD患病人数2.9亿，其中脑卒中1300万，冠心病1100万，肺源性心脏病500万，心力衰竭450万，风湿性心脏病250万，先天性心脏病200万，高血压2.7亿。因此，开发出心电检测装置对相关病情检测以及预警具有一定意义。近几年，利用压缩感知对心电信号进行预处理以及检测的相关研究越来越多，该方法相对传统的方法在预处理、检测、实时传输数据等方面具有很大优势，但在目前应用压缩感知技术的心电信号检测装置在便携性方面并不够，使用起来非常不方便。
技术实现思路
本技术实施例提供了基于压缩感知的便携式心电信号检测装置，可以解决现有技术中存在的问题。本技术提供了基于压缩感知的便携式心电信号检测装置，包括采集装置和接收装置，所述采集装置包括心电传感器、采集外壳、信号处理模块、WIFI发送模块；所述采集外壳上设有心电传感器，内部安装有信号处理模块和WIFI发送模块，所述信号处理模块包括依次电连接的放大电路、滤波电路、模数转换电路与Arduino控制芯片，所述心电传感器、信号处理模块和WIFI发送模块依次电连接；所述接收装置包括中央处理模块CPU、WIFI接收模块、接收外壳；所述中央处理模块CPU和WIFI接收模块安装在接收外壳内部，WIFI接收模块与中央处理模块CPU电连接；所述采集装置通过心电传感器对心电信号进行采集，采集的心电信号经过所述信号处理模块采样后由WIFI发送模块发送至接收装置的WIFI接收模块，接收到压缩信号后所述中央处理模块CPU对其重构，并通过内置的分类算法模型对信号进行实时分析。本技术中的基于压缩感知的便携式心电信号检测装置，具有以下优点和积极效果：利用压缩感知技术，对心电信号进行预处理，能够有效地提高心电信号的品质。接受装置与采集装置独立设计，保证了检测状态的稳定以及更便携化。装置结构简单，成本低，易于产品化。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为采集装置的结构示意图；图2为接收装置的结构示意图；图3为本技术的装置的工作原理图；图4为Arduino控制芯片与心电传感器和WIFI发送模块的电路连接示意图；图5为试验结果示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。参照图1、图2和图3，本技术提供了基于压缩感知的便携式心电信号检测装置，该装置由采集装置和接收装置组成，采集装置包括心电传感器1、采集电源模块2、采集外壳3、信号处理模块4、采集开关按键5、WIFI发送模块6；接收装置包括中央处理模块CPU13、接收开关按键7、模式设定键8、WIFI接收模块9、接收外壳10、液晶触摸屏11、接收电源模块12。采集装置与接收装置通过WIFI模块进行无线连接，在采集外壳3上设有采集开关按键5并和心电传感器1，外壳内部安装有采集电源模块2、信号处理模块4和WIFI发送模块6，信号处理模块4包括依次电连接的放大电路、滤波电路、模数转换电路与Arduino控制芯片，采集电源模块2为心电传感器1、信号处理模块4和WIFI发送模块6提供电源，而采集开关按键5则电连接在采集电源模块2与这些电子器件之间，心电传感器1、信号处理模块4和WIFI发送模块6依次电连接。本实施例中WIFI发送模块的型号为ESP8266，Arduino控制芯片和心电传感器、WIFI发送模块的电路连接关系如图4所示，所述采集外壳3安装在皮质手环中。接收装置的接收外壳10正面靠左镶嵌有液晶触摸屏11，靠右侧为接收开关按键7和模式设定键8；接收外壳10内部安装有接收电源模块12、中央处理模块CPU13和WIFI接收模块9。接收电源模块12为液晶触摸屏11、中央处理模块CPU13和WIFI接收模块9提供电源，接收开关按键7电连接在接收电源模块12与这些电子器件之间，模式设定键8、液晶触摸屏11和WIFI接收模块9均与中央处理模块CPU13电连接。本实施例中，中央处理模块CPU13为树莓派3B+核心控制处理模块，型号为RaspberryPi3B+，该型号的树莓派自带WIFI接收模块，液晶触摸屏1则通过HDMI接口与树莓派连接。采集装置通过皮质手环佩戴在用户手腕处对心电信号进行采集，采集的心电信号经过信号处理模块4采样后由WIFI发送模块6发送至接收装置的WIFI接收模块9，接收到压缩信号后中央处理模块CPU13对其重构，并通过内置的分类算法模型对信号进行实时分析，最终在液晶触摸屏11上显示检测结果，同时检测结果也由接收装置内置的存储装置进行存储。本实施例中，采集外壳3采用3D打印技术制作，整体尺寸为100mm×80mm×10mm，心电传感器1采用PulseSensor传感器，采集电源模块2采用2000mAh的可充电锂电池，信号处理模块中采集到的心电信号经过放大电路和滤波电路处理后得到初步的模拟信号，经过模数转换电路后得到数字信号，数字信号输入至Arduino控制芯片，Arduino控制芯片采用内置的压缩感知算法对数字信号进行压缩采样，采样结果发送到WIFI发送模块6，该WIFI发送模块的型号为ESP8266。接收外壳10采用3D打印技术制作，整体尺寸为200mm×80mm×25mm，液晶触摸屏11的尺寸为8英寸，分辨率为800*600，屏幕比例为4:3，接收电源模块12为5000mAh可充电锂电池，采集开关按键5、接收开关按键7和模式设定键8均为脉冲式按键，模式设定键8用来对心电信号进行分类。本技术中装置的使用方法如下：将采集装置置于人体表面，打开采集开关按键。打开接收装置的接收开关按键，整个装置处于采集心电信号环节。在接收装置上按下模式设定键，开始对采集得到的心电信号进行处理。在液晶触摸屏上显示心电波形图以及波形类型。针对本技术的装置，还设计了如下的试验：被试者基本资料采集，包含个人的基本信息，病史信息等；擦拭、清洁被检测的皮肤，将采集装置固定好；按下采集装置的采集开关按键以及接收装置的接收开关按键，此时装置开始采集信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于压缩感知的便携式心电信号检测装置，其特征在于，包括采集装置和接收装置，所述采集装置包括心电传感器、采集外壳、信号处理模块、WIFI发送模块；所述采集外壳上设有心电传感器，内部安装有信号处理模块和WIFI发送模块，所述信号处理模块包括依次电连接的放大电路、滤波电路、模数转换电路与Arduino控制芯片，所述心电传感器、信号处理模块和WIFI发送模块依次电连接；/n所述接收装置包括中央处理模块CPU、WIFI接收模块、接收外壳；所述中央处理模块CPU和WIFI接收模块安装在接收外壳内部，WIFI接收模块与中央处理模块CPU电连接；/n所述采集装置通过心电传感器对心电信号进行采集，采集的心电信号经过所述信号处理模块采样后由WIFI发送模块发送至接收装置的WIFI接收模块，接收到压缩信号后所述中央处理模块CPU对其重构，并通过内置的分类算法模型对信号进行实时分析。/n

【技术特征摘要】
1.基于压缩感知的便携式心电信号检测装置，其特征在于，包括采集装置和接收装置，所述采集装置包括心电传感器、采集外壳、信号处理模块、WIFI发送模块；所述采集外壳上设有心电传感器，内部安装有信号处理模块和WIFI发送模块，所述信号处理模块包括依次电连接的放大电路、滤波电路、模数转换电路与Arduino控制芯片，所述心电传感器、信号处理模块和WIFI发送模块依次电连接；
所述接收装置包括中央处理模块CPU、WIFI接收模块、接收外壳；所述中央处理模块CPU和WIFI接收模块安装在接收外壳内部，WIFI接收模块与中央处理模块CPU电连接；
所述采集装置通过心电传感器对心电信号进行采集，采集的心电信号经过所述信号处理模块采样后由WIFI发送模块发送至接收装置的WIFI接收模块，接收到压缩信号后所述中央处理模块CPU对其重构，并通过内置的分类算法模型对信号进行实时分析。


2.如权利要求1所述的基于压缩感知的便携式心电信号检测装置，其特征在于，所述采集外壳上还设有采集开关按键，采集外壳内部还安装有...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤伟，王权，马强，高涵，刘嫣，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61