遠程心電醫療信號監測系統設計

創建HAL設備驅動包括：創建設備實例和登記設備。設計中針對LWIP的結構，定義一個結構體作為DM9000A設備的alt_dev結構：

在NiosⅡ啟動時，將在aIt_sys_init()中對設備初始化，初始化程序如下：

應用程序設計采用TCP／IP、HTTP協議，把監測器作為Web服務器端，遠程PC端作為客戶端通過網頁顯示采集到的心電波形。

4 實驗結果

系統對人體心電信號進行了采集，通過LCD面板進行實時顯示。通過SD卡存儲數據，同時采用以太網網絡將數據發送到遠程的PC端上，以下是對系統功能的驗證與測試結果。

4.1 信號采集調理模塊

心電信號采集調理模塊是自行設計的采集板，主要測量參數為前置放大器的通道帶寬、放大能力和陷波特性。經測試，測試信號在1～1 kHz的頻帶帶寬內放大增益基本穩定在12.1 dB，即其通道帶寬能≥1 kHz；在頻率為20 Hz和50 Hz時，放大器對40～800 mV信號的放大能力增益并無明顯變化，基本穩定在11.7～13.1 dB；同時，陷波器在對50 Hz信號濾波時能將放大增益控制到0.5 dB以下。因此，基于心電信號的特點所設計的采集調理模塊能穩定地獲得人體的心電信號。

4.2 信號顯示模塊

圖5是采集后的心電信號通過本地的LCD面板實時顯示。從顯示結果看，心電信號的PQRST五個特征點明顯，波形平滑，并且在實際測量中穩定無干擾，能真實反映出采集后的心電信號。

4.3 網絡傳輸模塊

在設計中，網絡接口功能的實現使采集到的心電信號通過以太網發送到遠程PC端，實現數據的遠程傳輸。根據TCP／IP協議與HTTP協議，信號經過打包處理后發送到網絡上。在遠程PC端，通過網頁瀏覽器就可以觀看到服務器端采集到的心電波形。圖6是心電信號在遠程PC端的網頁瀏覽器上顯示結果。該測試結果顯示其與本地的LCD面板顯示波形基本一致，實現了遠程傳輸功能。

實驗表明，該心電監護系統能實時準確的實現數據的采集、顯示、存儲和傳輸功能。

5 結 語

本文描述了一種基于NiosⅡ軟核處理器的遠程心電醫療信號監測系統的設計，該設計已完成了系統平臺的搭建，并通過了EDA軟件仿真驗證和在DE2開發板上板級驗證，能夠實現對心電信號的采集調理、信號波形和數據的LCD顯示、數據的存儲、網絡傳輸。

設計中采用了SOPC技術與IP核復用技術，縮短了系統開發周期，同時使系統具有便攜式、靈活性、功能可擴展等功能。通過移植μClinux操作系統，使系統具有了強大的網絡功能與更加強健的系統穩定性。