1。6 心率相关疾病

心率相关疾病的体现主要分为心率过速和心率过缓两个方面。心率过速所涉及的疾病有：发热、贫血、妊娠、甲状腺功能亢进、心力衰竭、休克以及植物神经功能紊乱等。心率过缓所涉及到的疾病有：病理性窦性心动过缓、窦性停搏、窦房阻滞、房室传导阻滞。

1。7 论文的组织结构

第一章：绪论。主要介绍本研究涉及的背景和意义，国内外的研究现状以及相关理论技术的介绍，并且叙述本文的主要研究内容和组织结构。第二章：讲解了系统总体的方案设计。第三章：论述了Arduino开发平台的现状和特点；第四章：叙述了健康监控系统的硬件模块设计；第五章：讲解了健康监控系统的软件模块的设计与功能实现；第六章：结论与展望。 

第二章  健康监控系统总体方案设计

2。1 系统总体设计

本文研究的健康监控系统主要分为三个模块：数据采集，数据传输和数据处理。如图所示：

图2-1： 系统总体功能模块

数据采集模块主要包括：心率传感器获得数据，AD转换，滤波，数据的简单计算。数据传输模块主要为蓝牙4。0低功耗模块。数据处理模块主要包括：PC端Processing对数据进行绘图和显示，移动终端对数据进行显示和将数据存入数据库。

2。2 数据采集

数据采集分为以下部分：心率传感器获得数据，AD转换，滤波和数据的简单计算。如图2-2所示

图2-2 数据采集功能模块

心率传感器获取数据后，经过AD转换模块将模拟信号转化为数字信号，并以此作为上位机进行心电图绘制的数据。如图2-3所示，在心电图中有重搏波的存在，会影响对心搏间期和心率值的计算，所以要进行数据过滤，在每次心跳后每隔半个上一次的心搏间期（IBI）后再进行对心跳时间的监测。最后通过两次心电峰值之间的时间间隔来计算心搏间期，并以此算出心率。文献综述

图2-3：  心搏间期计算和重搏波

2。3 数据传输

数据传输模块本文选用蓝牙4。0低功耗串口模块。蓝牙4。0低功耗模块有主机和从机之分，本文所述的Arduino开发板连接从机模块，移动终端自带的蓝牙4。0为主机。如图2。3-2，由主机主动搜索附近从机，选择是否连接。连接后，由从机模块将数据采集模块获得的心率和心搏间期传输给主机。

图2-4： 蓝牙4。0工作原理

2。4 数据处理

数据处理模块分为两个部分，即移动终端和PC端。移动端的主要功能是进行心率数据的实时显示和将心率数据和心搏间期存入数据库。PC端的主要功能是将心电信号绘制成心电图，将心率数值进行实时显示并将连续多次的心率数据绘制成曲线图。

2。4。1 移动终端数据处理

本文利用移动终端的数据处理能力和原本就携带的数据库技术进行数据处理和存储。

移动终端主要功能模块设计如图2-5所示：

图2-5： 移动终端功能模块

移动终端接收下位机通过蓝牙4。0低功耗模块传输的心率数据后，将心率数据实时显示在应用的界面上。同时在移动终端上使用SQLite搭建数据库，将心率数据存入在数据库中，并记录时间。用户或医务工作者可以在随意的时间对数据进行查询，并结合数据库中的长期数据判断健康状况以及进行疾病的诊断或防治。

2。4。2 PC端数据处理

本文PC端使用Processing作为上位机进行编程。Processing是一种偏向图形界面的语言，将JAVA语言简化，并将枯燥的代码进行视图化。

主要功能模块设计如下图2-5所示：