1. 本选题研究的目的及意义
随着人们对健康状况越来越重视,以及物联网、可穿戴设备的快速发展,能够便捷、实时监测人体生理指标的仪器受到了广泛关注。
血氧饱和度作为一项重要的生理指标,能够反映人体呼吸系统和循环系统的健康状况,其监测对于诊断和治疗呼吸系统疾病、心血管疾病等具有重要意义。
本课题研究旨在设计一款基于光电容积脉搏波描记法(PhotoPlethysmoGraphy,PPG)的血氧检测仪,实现对人体血氧饱和度的无创、准确、实时监测,为人们的健康管理提供便捷可靠的工具。
2. 本选题国内外研究状况综述
血氧检测技术自20世纪70年代兴起以来,发展迅速,其应用范围不断扩大,技术方法不断革新。
目前,国内外在血氧检测技术领域的研究主要集中在以下几个方面:
1. 国内研究现状
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
1. 主要内容
本研究将围绕血氧检测仪的设计和实现展开,主要研究内容包括:
1.血氧检测仪工作原理研究:深入研究光电容积脉搏波描记法(PPG)测量血氧饱和度的基本原理,分析朗伯比尔定律在血氧检测中的应用,以及影响测量精度的主要因素,为硬件电路设计和软件算法开发提供理论基础。
2.血氧检测仪硬件电路设计:设计基于高亮度LED和高灵敏度光电二极管的光学信号采集模块,选择合适的波长组合,以获得高质量的PPG信号。
4. 研究的方法与步骤
本研究将采用理论分析、实验研究和数值仿真相结合的方法,按照以下步骤逐步开展:
1.理论研究阶段:深入研究血氧检测的基本原理,包括光电容积脉搏波描记法(PPG)、朗伯比尔定律等,分析影响血氧检测精度的关键因素,为后续硬件电路设计和软件算法开发奠定理论基础。
查阅国内外相关文献,了解血氧检测技术的研究现状、发展趋势以及存在的问题,为本研究提供参考。
2.系统设计阶段:硬件设计:根据理论研究结果,设计血氧检测仪的硬件电路,包括光源驱动电路、光电传感器信号采集电路、微处理器系统等。
5. 研究的创新点
本研究的创新点在于拟采用以下措施,以提高血氧检测仪的性能:
1.基于多波长PPG的血氧检测算法:传统血氧检测仪通常采用单波长或双波长PPG信号进行血氧饱和度计算,易受环境光、人体运动等因素的影响。
本研究拟采用多波长PPG信号,结合自适应滤波算法,有效消除噪声和干扰,提高血氧测量的精度和可靠性。
2.低功耗设计:针对血氧检测仪需要长时间工作的特点,本研究将采用低功耗设计方案,包括选用低功耗元器件、优化电路设计、采用低功耗工作模式等措施,以延长电池续航时间,提高设备的实用性。
6. 计划与进度安排
第一阶段 (2024.12~2024.1)确认选题,了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段(2024.1~2024.2)查询阅读相关文献,列出提纲
第三阶段(2024.2~2024.3)查询资料,学习相关论文
7. 参考文献(20个中文5个英文)
1. 李刚, 刘伟, 张强, 等. 基于STM32的血氧饱和度检测仪设计[J]. 传感器与微系统, 2021, 40(12): 134-137.
2. 王志强, 周强, 吴坤. 基于指夹式血氧饱和度检测仪的研究[J]. 电子测量技术, 2020, 43(21): 129-133.
3. 张晓明, 陈光, 王伟. 基于MSP430的血氧饱和度检测仪设计[J]. 电子技术应用, 2019, 45(10): 180-183.
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