一种基于Android的智能心音听诊与识别系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种基于Android的智能心音听诊与识别系统。现有的系统体积较大，不利于携带。本实用新型专利技术包含心音采集设备以及Android手机，心音采集硬件设备由驻极体话筒、30Hz到500Hz滤波器、主控制芯片、蓝牙芯片模组、放大电路组成。驻极体话筒采集心音信号，经滤波器滤波后发送至主控制芯片，主控制芯片处理后通过蓝牙芯片模组发送至Android手机，Android手机实现心音采集、存储以及身份识别。本实用新型专利技术使用Android智能手机完成心音信号的采集、存储、显示，简化了用户进行心音信号采集的过程。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

An intelligent heart sound auscultation and recognition system based on Android

The utility model relates to an intelligent heart sound auscultation and recognition system based on Android. The existing system is bulky and is not portable. The utility model comprises a heart sound collecting device and an Android mobile phone, and the heart sound collecting hardware device is composed of electret microphone, 30Hz to 500Hz filter, master control chip, blue tooth chip module and amplifying circuit. Electret microphone sound signal acquisition, the filter is sent to the main control chip, main control chip processing through the Bluetooth module is sent to the Android mobile phone, to achieve sound collection, storage and identification of Android mobile phone. The utility model uses the Android smart phone to complete the collection, storage and display of the heart sound signals, thereby simplifying the process of collecting heart sounds signals by users.

【技术实现步骤摘要】
—种基于Android的智能心音听诊与识别系统
本技术属于心音信号处理及传输的
,涉及一种基于Android的智能 心音听诊与识别系统。
技术介绍
心音信号是人体非常重要的生理特征之一，反映了心血管系统的机械运动状况， 包含了心脏各个部分本身及相互之间作用的生理和病理信息。利用心音进行听诊的方法已 经广泛应用于医疗诊断。心音信号的高质量采集对于基于心音的后续病理分析有十分重要 的意义。心音信号在不同的人身上有着完全不同的特征并且具有极高的稳定性，可以用作 生物识别技术的识别特征。不同于传统的生物识别技术，例如指纹、虹膜、语音等，心音身份 识别技术采用心音信号进行身份识别，能够有效地解决安全性问题。心音信号具备的优势 主要包括:不易被伪造、采集方便、普适性。近年来，国内外一些研究人员对心音身份识别进 行了研究，并取得了一定的进展，证明了采用心音信号进行个人身份识别的可能性。目前，采集心音信号的方法主要利用计算机声卡将心音信号存储至计算机，然后 计算机可以显示心音波形，并对心音信号进行特征提取与模式匹配。由于计算机体积较大， 不利于随身携带，因此用户无法方便地完成心音信号的采集以及利用心音信号进行后续的 分析处理，这也进一步降低了心音身份识别的实用性。鉴于上述原因，需要寻找一种便携的 心音采集、听诊装备，并在此装备上完成心音信号的识别。随着通信及网络技术的飞速发展，人们在日常生活中对于手机的依赖程度不断地 提高，手机已经成为当今人们生活不可缺少的科技产品。目前主流的手机操作系统主要有 Android、Windows Phone以及ios。搭载Android操作系统的智能手机基于其平台的开放 性、极高的用户自由度以及方便快捷的开发方式，已经成为目前市场占有率最高的手机操 作系统。利用Android智能手机实现心音数据的接收、显示和存储以及后续的特征提取和 模式匹配，符合人们对于心音采集设备以及身份识别设备便携性的要求，对于推动生物识 别技术的发展有一定的意义。
技术实现思路
本技术的目的在于提出一种基于Android智能手机的心音信号采集、听诊、 存储以及心音信号识别装备。能够完成心音信号的高质量采集、存储以及方便快捷地完成 基于心音的身份识别。技术方案:本技术包含心首米集设备以及Android手机，心首米集硬件设备 由驻极体话筒、30Hz到500Hz滤波器、主控制芯片、蓝牙芯片模组、电源电路和放大电路组 成。所述主控制芯片选用Microchip的dsPIC33FJ128MC706芯片。该芯片完成电源管 理、按键控制、A/D转换的操作。所述电源电路为3.3V稳压电源。所述驻极体话筒作为传感器，采集心音信号。所述30Hz到500Hz滤波器由一个30Hz高通滤波器和一个500Hz低通滤波器构成， 对传感器采集的心音信号进行滤波。滤波后的心音信号送至主控制芯片。所述蓝牙芯片模组用于将主控制芯片的数字信号通过蓝牙发送至Android手机， 蓝牙芯片模组选用HC-06蓝牙模块。所述放大电路采用LM4811，实现增益控制。经过放大后的信号经过双声道耳机插座驱动耳机，通过耳机能够清晰地听到采集的心音信号。所述Android手机实现心音采集、存储以及身份识别。本技术有益效果:使用Android智能手机完成心音信号的采集、存储、显示, 简化了用户进行心音信号采集的过程。用户通过智能手机屏幕便可以实时的查看自己的心音信号波形，有利于用户及医务人员掌握用户的自身生理状况。通过心音采集硬件模块，可以清晰地听到用户自身的心音，方便医务人员对于用户心脏状况的判断。此外，利用 Android智能手机进行身份识别，提供了一种方便快捷的生物特征识别新方法。【附图说明】图1为心音采集硬件结构图；图2为基于Android的智能心音听诊与识别系统功能示意图；图3为蓝牙配对与数据传输流程图；图4为用户注册流程图；图5为MFCC特征提取流程图；[0021 ]图6为LBG算法流程图；图7为用户辨识流程图；图8为基于VQ的身份识别流程图；图9为系统管理流程图。【具体实施方式】如图1所示，为心音采集设备硬件结构图。驻极体话筒以及医用听诊头构成了心音传感器，用于心音信号的采集。在采集心音信号的过程中，由于听诊头和衣服的摩擦、呼吸以及电路热噪声等引起的噪声无法有效的避免。而心音信号的有效频率范围在30Hz到 500Hz，所以通过心音传感器接收到的心音信号，需要通过30Hz的高通滤波器和500Hz的低通滤波器。经过滤波后的心音信号，经过主控制芯片的A/D转换，由模拟信号转变为数字信号。主控制芯片电路由Microchip (美国微芯科技公司)的dsPIC33FJ128MC706芯片构成， 其主要作用是采样、A/D转换以及电源管理等操作。A/D转换为12位A/D转换。增益控制电路由LM4811构成，其主要作用是控制耳机接收到心音的高低。系统的采样频率为2000Hz， 波特率为57600kbps。A/D转换后的数据通过HC-06蓝牙模组发送至Android智能手机。如图2所示，为基于Android的智能心音听诊与识别系统功能示意图。该系统主要包括四大功能模块:蓝牙配对、用户注册、用户辨识、系统管理。蓝牙配对模块的主要功能是搜索蓝牙设备、配对连接。用户注册模块的主要功能是基本信息注册、信号采集、波形显示、码本生成。用户辨识模块的主要功能是信号采集、波形显示、辨识操作。系统管理模块的主 要功能是注册用户信息查询、用户信息管理，在该模块中可以删除已有的注册用户信息。下 面详细介绍这四个模块的功能实现。如图3所示，为蓝牙配对与数据传输流程图。在蓝牙配对模块，主要完成的是手 机和心音采集硬件单元的匹配连接。通过点击按钮，可以完成蓝牙的开启、关闭以及搜索 蓝牙设备。首先打开蓝牙，并向系统注册UUID。然后开始搜索蓝牙设备，通过ListView 显示控件显示查询得到的可用蓝牙设备，点击HC-06蓝牙模块对应的设备。获取该HC-06 模块固有的MAC地址。通过该MAC地址得到BluetoothDevice对象。然后使用上述 UUID 获得 BluetoothSocket 对象。通过 BluetoothSocket 对象的 connect ()方法完成 BluetoothSocket的连接。若该HC-06蓝牙模块和Android手机在此之前并未配对,就需要 在手机中输入配对密码从而完成与HC-06模块的配对。在HC-06模块中可以人为的修改其 配对密码。在完成上述步骤后，就完成了 Android手机同蓝牙模块的连接，此时可以通过蓝 牙接收A/D转换后的心音数据。在手机客户端中可以通过串口发送指令控制dsPIC主控制 芯片的A/D转换，该指令经过蓝牙发送至dsPIC主控制芯片的串口。如图4所示为用户注册流程图。用户注册模块主要有基本信息注册、信号采集 处理、波形显示以及码本生成这四个功能。首先在“用户注册Activityl”的EditText控 件中输入用户名、年龄、联系电话等基本信息，完成基本信息的输入操作。点击按钮，打 开“用户注册Activity2”，通过Intent传入之前输入的用户基本信息。在蓝牙配对模 块完成手机和心音采集硬件单本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于Android的智能心音听诊与识别系统，其特征在于：包含心音采集设备以及Android手机，心音采集硬件设备由驻极体话筒、30Hz到500Hz滤波器、主控制芯片、蓝牙芯片模组、电源电路和放大电路组成；所述主控制芯片选用Microchip的dsPIC33FJ128MC706芯片；该芯片完成电源管理、按键控制、A/D转换的操作；所述电源电路为3.3V稳压电源；所述驻极体话筒作为传感器，采集心音信号；所述30Hz到500Hz滤波器由一个30Hz高通滤波器和一个500Hz低通滤波器构成，对传感器采集的心音信号进行滤波；滤波后的心音信号送至主控制芯片；所述蓝牙芯片模组用于将主控制芯片的数字信号通过蓝牙发送至Android手机，蓝牙芯片模组选用HC?06蓝牙模块；所述放大电路采用LM4811，实现增益控制；经过放大后的信号经过双声道耳机插座驱动耳机，通过耳机能够清晰地听到采集的心音信号；所述Android手机实现心音采集、存储以及身份识别。

【技术特征摘要】
1.一种基于Android的智能心音听诊与识别系统，其特征在于:包含心音采集设备以 及Android手机，心音采集硬件设备由驻极体话筒、30Hz到500Hz滤波器、主控制芯片、蓝牙 芯片模组、电源电路和放大电路组成；所述主控制芯片选用Microchip的dsPIC33FJ128MC706芯片；该芯片完成电源管理、按 键控制、A/D转换的操作；所述电源电路为3.3V稳压电源；所述驻极体话筒作为传感器，采集心音信号；所述30Hz到5...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵治栋，骆懿，何圣康，李静佳，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：实用新型
国别省市：