摘  要

    心血管疾病是威胁人类健康的主要疾病之一，动态心电图是临床诊断心血管疾病的重要办法。因此，研制高性能的动态心电监护系统对于心血管疾病的诊断和治疗具有十分重要的意义。
本文采用美国ATMEL公司的AVR单片机和FLASH 存储器芯片作为核心器件设计了一种便携式的心电监护仪。该监护仪通过串口与手机连接，依*GSM网络，用手机来传送病人的心电信息。病人只要感觉身体不适，就可随时随地打开佩带在其身上的监护仪，在单片机的控制下，它能实时、准确的记录病人的心电信号。一旦心电异常，可立即拨通医院的电话，发送心电数据到监护中心。然后医生将及时的把诊断结果通知患者，并给予相应的指导。
动态心电监护具有监测时间长、数据量大的特点，所以心电数据压缩十分必要。对于心电信号压缩的方法有很多，本文提出了一种心电数据的无损压缩算法，该算法简单有效，利于单片机实时实现。

关键词：远程心电监护；单片机；GSM；心电数据压缩

第1章 ABSTRACT
Cardiovascular disease is one of the most dangerous threats to human health. The application of dynamic electrocardiogram (DCG) is essential for the clinical diagnosis of cardiovascular disease. Therefore, it is of great significance to  research high-performance dynamic electrocardiogram monitor in cardiovascular diagnose and treatment.
In the paper, a portable monitoring device is designed by using an AVR microcontroller and FLASH memories which are the products of America’ ATMEL company. The device communicates with mobiles through RS-232,ECG is transmitted with mobiles on the foundation of GSM network. As soon as the patient does not fell well, he can open the carried monitoring device immediately. Controlled by the microcontroller, the device can record ECG precisely. If ECG is unusual, he can dial the telephone number of the hospital, and transmit ECG data to monitoring center. After that, doctors can analyze the ECG and then tell the patient what to do.
It is known that the long time period of recording for dynamic ECG signal is necessary. Therefore, a large amount of data should be stored, so the compression of ECG signal is very essential. There are a lot of methods on the compression of ECG signal, but in the paper, an ECG distortionless data compression algorithm is proposed .This algorithm is brief, effective and easy to be processed at real time by single-chip microcomputer.

Key words: telemedicine ECG monitoring; microprocessor; GSM; ECG data compression
 
目  录
第1章 绪 论 1
1.1 远程心电监护仪的意义 1
1.2 国内外研究现状及发展趋势[1] 2
1.3 本文的主要研究内容 3
第2章  心电监护仪的硬件设计 5
2.1 引言 5
2.2 监护仪硬件总体结构 6
2.3 单片机 7
2.3.1 单片机的选型 7
2.3.2  ATmega32单片机[2] 7
2.4  A/D转换 13
2.5  数据存储电路的设计 15
2.5.1  同步串行接口SPI[3] 15
2.5.2  FLASH存储器AT45DB021B芯片[4] 17
2.6  电源变换 18
2.7  报警装置设计 19
2.8  本章小结 19
第3章  心电仪的软件实现 20
3.1  编程及仿真软件 20
3.1.1  ICCAVR C编译器[14] 20
3.1.2  AVRSTUDIO仿真软件[15] 21
3.2  JTAG仿真器 22
3.2.1  JTAGICE特点[12] 22
3.2.2  JTAG片内调试系统概念 23
3.2.3  JTAGICE与ATmega32单片机的连接 24
3.3  主程序总体设计 25
3.4  心电信号的采集与存储 27
3.4.1  信号的采集 27
3.4.2  心电数据存储 28
3.5  心电数据的压缩 30
3.5.1  压缩的必要性 30
3.5.2  一重差值算法 30
3.6   心电数据的失常分析 31
3.7  心电数据有线传输 32
3.8  报警的实现 34
3.9  本章小结 35
第4章  心电监护仪的GSM通信 36
4.1  GSM特点及协议 36
4.1.1  GSM主要特点 36
4.1.2  GSM协议结构[8][20] 37
4.2  手机的GSM通信方式 38
4.3  心电数据的GSM无线传输 39
4.3.1  AT指令[16] 39
4.3.2  手机GSM数据传输 40
4.4  本章小结 42
结论…….. 43
参考文献… 44
致谢…….. 46
附录…….. 47

第1章   绪 论
1.1 远程心电监护仪的意义
 随着人们生活水平的提高，生活节奏的加快和饮食结构的改变，心血管疾病的发病率迅速上升，心血管疾病已成为威胁人类健康的主要因素之一。由于心脏病具有病情隐蔽、发展缓慢、发病危险性高的特点，它对心脏病患者、特别是中老年患者的危害性极大，是威胁人类生命安全的“第一杀手”[10] 。据统计全世界死亡人数中约有三分之一死于该疾病，在我国因心血管疾病而死亡的人数占死亡人数的44%。可见心脏病已成为危害人类健康的多发病和常见病，因此心脏系统疾病的防治和诊断是当今医学界面临的首要问题。
心电信号是人类最早研究并应用于临床医学的生物电信号之一，它比其它生物电信号更易于检测并具有较直观的规律性。当前，心电信号的处理仍是生物医学领域重要的研究对象之一，是医学上十分重要的检测依据[11]。
自本世纪初Einthoven研究发明弦线型心电图描记器并从体表记录心脏电活动以来，心电学发展历经百年。在这期间不仅常规心电图检测技术本身不断改进完善，同时从体表心电图演化派生出来研究心脏电信号的各种检测方法竞相问世，特别是近年来现代电子技术的进步和数字计算机技术

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