基于labview的虚拟心电图仪_课程设计

虚拟仪器原理及应用课程设计某某学校虚拟仪器原理与应用课程设计课程设计名称：基于labview的虚拟心电图仪专业班级：信息科学与工程学院电子信息工程一班学生姓名：xxx学号：201xxx指导教师：xxx课程设计时间：2014年12月19日虚拟仪器原理及应用课程设计一、引言：心电信号是人体生物电活动信息的表征，通过心电信号可以判断人体的健康状况。心电研究一直是医学领域的一个重要课题，心电图是心血管等疾病临床检查诊断的重要方法。传统的心电记录方法主要靠心电图机来完成，其信号采集、处理和显示主要由硬件电路完成，电路生产技术要求较高，设备价格较贵，且维护和更新不便。虚拟仪器技术的发展为改造传统的心电记录设备提供了很好的技术支持，它利用计算机强大的软件处理功能和丰富的硬件资源来组成插卡式虚拟仪器系统，利用丰富的软件系统实现通常由硬件完成的功能。此心电程序主要用于读取心电数据，对其进行滤波显示，并计算心电的R-R间期，计算心率，心率不正常报警、保存数据。二、前面板设计：前面板设计及各部件的功能分析：利用LabVIEW设计的心电采集系统的前面板如图所示。虚拟仪器的前面板是仪器与用户交互的可视化操作界面，可以实现心电信号的实时采集、R-R间期、心率计算与显示以及报警等各项功能。前面板中设置了两个波形显示控件，左上面用来显示采集到的心电波形，左下面用来显示滤波后的波形，以利于医生观察、诊断所需的心电图。绿灯的作用是当心率超过100/s时进行报警。滤波显示中的红线是显示各波段波峰的值，以便判断各波形是否正常。阶数和截止频率是用来调节滤波效果，以便达到最佳滤波程度。如图2-1所示：虚拟仪器原理及应用课程设计图2-1心电图测试仪前面板三、程序框图设计：（1）框图程序整体如下所示：从左往右的实现功能为：读取心电数据、滤波显示、计算R-R间期和心率、心率不正常报警以及波形存储。虚拟仪器原理及应用课程设计图3-10程序整体框图1）数据读取与保存部件从文件中读入数据，以数组形式输入程序，最后再保存为数据文件。图3-11数据读取与保存部件2）滤波部件心电属于低频信号，采用低频滤波。可以通过改变截止频率和阶数来改变滤波效果。虚拟仪器原理及应用课程设计图3-12滤波部件3）R-R间期和心率的计算及心率不正常报警部件本模块的程序代替了传统心电图机硬件电路中的微分，整形和计数器电路，采用软件方法完成心电信号的R波检测、心率计算功能。将采集到的实时心电信号接入信号检测程序实现R波的检测，从而计算出两个R波间期和心率。由于正常人的心率介于60~100/s之间,当心率过大或过小时应能及时报警，故加入了报警灯。图3-13计算及报警部件四、总结：通过此次对虚拟仪器系统开发实践的课程设计，使我初步了解虚拟仪器系统开发的过程，能够在学习与工作中应用虚拟仪器技术开发一些简单的仪器及系统。大家都知道虚拟仪器技术已经广泛的应用于教学实验、科学研究和工程实际中。基于LabVIEW的虚拟仪器在教学试验中可以代替传统仪器；在科学领域可以节省时间提高效率；应用于工程实际，可以大幅度减少构建测试、控制系统和虚拟仪器原理及应用课程设计维护方面的投资。与此同时，虚拟仪器技术本身也在不断发展和创新，由于建立在商业可用技术的基础之上，使得目前正蓬勃发展着的新兴技术也成为推动虚拟仪器技术发展的新动力。例如PCIExpress总线技术可以让更多的原始数据以更高的速度传送给PC；而多核技术则可以实现并行运算，从而直线提升系统的数据处理性能；可编程逻辑门阵列（FPGA）技术则允许工程师根据不同的测试要求通过软件重新定制硬件的功能。可以遇见的是，这些主流的商业可用技术将让虚拟仪器技术向更多的应用领域敞开大门！通过各心电数据的心电检测分析实验，验证了虚拟心电示波器对心电信号的处理及分析的精确性，也验证了虚拟心电示波器对心电信号的处理和分析能力。同时通过与硬件实验的对比，虚拟仪器体现出稳定性高，不会因温度、湿度的影响而产生误差，不需要精度组件，性价比高，设计周期短等优点