基于USB的胎儿心电信号无线传输系统设计与实现-电子与通信工程专业论文.docx

摘 要 胎儿心电监护作为最有效的胎儿监护方法之一，目前已广泛应用于临床产科。 现在的胎儿心电监护工作主要在医院进行，并需要专业医师操作；监护时复杂的 连线，也给孕妇带来了心理压力和行动上的不便。因此，研究一种无线胎儿心电 监护系统具有实际意义和应用前景。 本文设计并实现一种基于 USB 的胎儿心电信号的无线传输系统，分阶段完成 了无线传输模块，USB 数据传输模块以及上层显示控制系统三部分的设计与软件 编写。其中，无线传输模块基本功能采用 Nordic 无线芯片实现，为进一步改善无 线信道易受干扰，可能会出现短时间内无线传输速率下降甚至信道丢失以及主控 芯片的传输速率不同的问题，论文采用在无线数据发送端添加缓冲模块的方法， 解决无线传输丢包问题；USB 数据传输模块采用自带 USB 控制器的无线芯片，主 要完成接收终端机与上位机之间高效数据交互，不仅保证数据传输速率，而且有 效减少功耗、减小系统硬件体积和降低成本；上层显示控制系统主要包括实时动 态显示系统和无线配置控制系统，前者主要完成胎儿心电图的实时显示，便于用 户能够实时了解监护结果，后者主要通过一套配置命令，完成对无线模式、采样 率等的配置，以便在不同无线配置，不同采样率下的胎儿心电信号传输。 为评估该系统的性能，编写定制的功能测试程序，本文重点分析了该系统在 不同传输距离下的传输速率和传输数据的正确性。实验表明，室内环境下，该系 统可在 10m 的有 效工 作范围 内实 现定量 的 不丢包 数据传 输， 传输 速率可达 30KBps。 本论文设计的基于 USB 的胎儿心电信号的无线传输系统具有无线传输快速准 确，操作简单的特点，不仅满足目前胎儿监护系统的要求，同时在工作过程中高 效便捷，为研制开发适用于远程、家用的便携式胎儿心电监护仪奠定了坚实的技 术基础。 关键词：胎儿心电信号，无线传输，USB，上层显示控制系统 Abstract Fetal ECG，as one of the most effective fetal monitoring methods，has been widely used in clinical obstetrics. At present, fetal monitoring is mainly carried out in hospitals, and requires professional doctors to operate and complicate cables during the monitoring also bring mental stress and physical inconvenience to pregnant women. So, research on a Fetal ECG signal transmission system based on wireless communication technique has the widespread practical significance and application prospects. In this thesis, a USB-based fetal ECG wireless transmission system was designed and implemented. More specifically, the design and software programming of three main parts has been completed: wireless transmission module, USB data transmission module and the upper control system. Among them, the basic functions of the wireless transmission module is using Nordic wireless chip, to further improve low transmission rate within a short period of time or even the loss of channel and the different speed between chips. This thesis presents a method of adding a buffer module in the wireless data transmitting side, to solve Wireless transmission packet loss; USB data transmission module us