基于ZIGBEE的无线心电监控

摘 要 目的：设计一个采用无线网络可以实时监控心电的装置。方法：将设备前端心电采集模块采集到的心电信号通过ZIGBEE模块无线传输出去，通过PC机上由LABVIEW开发的上位机程序，使心电信号被显示出来。结果：心电信号可以实时稳定显示。结论：心电信号可以被ZIGBEE模块稳定的传输，ZIGBEE技术可以被应用于远程无线心电监控装置上。

关键词 ZIGBEE；无线传输；LABVIEW

中图分类号：TP274 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2015）01-0033-02

目前国内临床上主要运用有线传输技术对心电信息进行采集及监测。因其便捷性，各行业开始重视基于无线传感技术的远程监测手段。国内的研发人员曾经尝试运用无线传感器网络作为心电监护的信号传输载体，这些监护系统虽然做到了远程监护，但是价格昂贵且限号延时严重，无法进行实时监测。基于以上两个主要的缺点，该类设备未能得到有效推广。

国外的心电远程监护报警系统虽然可以记录短暂的心电信号且上传至医院中心计算机，完成一对一的心电图接收、显示、归档等管理功能。但是，此方法不具备连续监测功能，对突发状况无法实时监测。

ZIGBEE无线传输是因其结构简单、功耗低、自组织、低成本的双向无线通信等特点而成为研究热点，除此之外ZIGBEE还具有延时短、省电、可靠、网络容量大等优点。ZIGBEE无线传输技术为降低心电远程无线监测的成本和心电实时监测提供了保证。目前ZIGBEE技术已经发展的相对完善，心电信号的采集与滤波放大在实际应用中已较为成熟，但是市场尚无将ZIGBEE技术应用于心电信号监测的成熟产品。

1 系统方案

2 系统硬件设计

1）心电采集模块。

人体的心电信号主要频率范围为0.05～100Hz，幅度约为0～4mV。由于心电信号频率低，微弱信号，而且干扰较大，所以，系统必须具备抗干扰能力。由于各种生物电信号通常混杂于心电信号中，而且体外电磁场的干扰让心电信号都有较多的噪声。由于测量环境多变的特性，使得噪声信号较多。为了获得较为纯净度高、强度大的心电信号，稳定度高、精密度好的心电采集系统必须得到保证。所以，我们加强了心电采集模块的各项性能，使之达到高输入阻抗、低噪声、高共模抑制比和抗干扰性能强的水平。

前置放大电路：

本设计中TI公司生产的仪用放大器INA333被我们选作前级放大芯片，其相应的电压跟随器也被设计。同时我们选择了OPA2604放大器作为右腿驱动，用来去除工频50HZ干扰信号干扰。与此同时，我们改进了前置放大电路的设计，优化了信号抗干扰的能力。

4 结论

通过上位机程序实验表明，心电采集电路可以持续稳定的进行心电信号的采集。采集的信号进行数模准换之后可以经过ZIGBEE模块稳定地传给上位机程序，将心电信号显示出来。因为基于LABVIEW开发的上位机程序，基于Labview图形编程，系统具有极大的灵活性，使信号处理更加灵活多样化。同时，后期也可以将采集到的信号接入网络，使监控更加方便。

基金项目

全国大学生创新训练计划项目基金支持项目 编号201310313009

江苏省大学生创新训练计划项目基金支持项目 编号201310313009Z

参考文献

[1]Siemens TC35/TC37 Hardware Interface Description Vision 04.00.2002.5.29：2-5.

[2]Cellular Engine TC35 Audio Interface Vision 02.00.20011.11.21：3-5.

[3]未小文.PLC通过短信模块收发手机短信[J].电器自动化，2013（9）：2-5.

[4]胡乾斌，李光斌，李玲，等.单片微型计算机原理与应用[M].武汉：华中科技大学出版社，2006：115-150.

作者简介

王恒新（1990-）男，江苏徐州人，本科在读，生物医学工程专业。