臺灣博碩士論文加值系統

鑒於台灣老年化社會的快速來臨，以及Android行動裝置之盛行，加上ARM公司推出價格極具有競爭力的32位元Cortex-M微控制器架構，將使得長期居家看護型醫療儀器結合雲端醫療服務的產業愈顯重要價值。
本研究採用一顆價格便宜的Cortex-M系列微控制器（平均報價約為0.5美金/顆），並使用其內建之類比/數位轉換器（ADC）來轉換二個通道之類比輸入訊號，數位化後的輸入訊號再經由可適性雜訊消除器(ANC)處理，實驗是安排不同step size參數來測試ANC對於不同振福及頻率之干擾雜訊的濾除效能，目的是探討個人行動醫療檢測儀器之穩定可行的量產架構。
本研究最後使用藍牙通訊將資料傳送到終端Android裝置，進而實現一個個人行動生醫訊號擷取傳輸系統 。

Considering the rapid arrival of aging population society in Taiwan, the prevalence of the Android platform, and the competitive price of the 32 bits Cortex-M microcontroller by ARM corp., the long-term home-care medical instruments combined with cloud medical services become more and more important in the future.
This study adopts a cheap Cortex-M0 microcontroller ($0.5pcs or so for asking price) and uses its embedded ADC to convert two analog input signals, then the digital signals are processed by adaptive noise canceller (ANC). The experiments are arranged to use different step size to observe the filtering effect of interference and noise by different frequency and amplitude in order to discover the stable system structure for mass manufacture of individual mobile medical instruments.
The last part of this study is transferred the output of ANC to Android terminal by bluetooth protocol. The whole system realizes a individual mobile acquisition and transmission system for biomedical signals.

摘　　要 i
Abstract ii
誌　　謝 iii
目　　錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 vii
第一章 緒言 1
1.1. 研究背景 1
1.2. 研究目的 1
第二章 ARM Cortex-M0 2
2.1. 基本介紹 2
2.2. 常見的ARM Cortex系列核心一覽表 2
2.3. LPCXpresso 簡介 3
2.4. Keil-MDK 簡介 4
2.5. CMSIS簡介 4
第三章 可適性雜訊消除器 5
第四章 FreeRTOS 7
第五章 系統實作 8
5.1. 系統架構 8
5.2. 硬體設計 9
5.3. 軟體設計 10
5.3.1. Android 平台程式設計 10
5.3.2. LPC1114微控制器的FreeRTOS移植 13
5.3.3. 微控制器程式設計 17
第六章 實驗過程 21
6.1. 直流偏移之影響 22
6.2. 基本干擾雜訊之濾除 25
6.2.1. MATLAB模擬實驗 26
6.2.2. 實機測試實驗 30
6.3. step-size 參數之影響 34
6.3.1. MATLAB模擬實驗 35
6.3.2. 實機測試實驗 50
6.4. SNR之影響 65
6.4.1. MATLAB模擬實驗 66
6.4.2. 實機測試實驗 81
6.5. 低頻干擾之濾除最佳化 96
第七章 結論 97
參考文獻 98
附錄 99
一、 Android程式 99
二、 MCU程式 111
簡 歷 122

1.自由時報–經建會︰台灣人口老化指數69% 【2011/9/1 16:21】, http://iservice.libertytimes.com.tw/liveNews/news.php?no=537254&type=%E5%8D%B3%E6%99%82%E6%96%B0%E8%81%9E
2.薛承泰 善用人力資本黃金20年 - 行政院勞工委員會職業訓練局泰山職業訓練中心網站, http://talent.tsvtc.gov.tw/inside.php?index_id=245
3.Wikipedia條目 – ARM架構, http://zh.wikipedia.org/wiki/ARM%E6%9E%B6%E6%A7%8B
4.台灣恩智浦半導體公司官方網站 - LPCXpresso, http://www.tw.nxp.com/demoboard/OM11049.html
5.Keil官方網站, http://www.keil.com/arm/mdk.asp
6.CMSIS Overview, http://www.keil.com/support/man/docs/gsac/gsac_cmsisoverview.htm
7.Haykin, Simon S.（1996）, Adaptive filter theory, USA, Prentice Hall.
8.Wikipedia條目 – 即時作業系統, http://zh.wikipedia.org/wiki/RTOS
9.FreeRTOS官方網站 – 擴充模組（FreeRTOS+）, http://www.freertos.org/FreeRTOS-Plus/
10.FreeRTOS官方網站 – Supported MCUs, http://www.freertos.org/RTOS_ports.html
11.LPC111X Product data sheet, http://www.nxp.com/documents/data_sheet/LPC111X.pdf
12.LPC1114 User Manual – UM10398.pdf, http://www.nxp.com/documents/user_manual/UM10398.pdf
13.楊銘基、潘榮貴、石晏竹、陳榮富、吳淑玉（2012），ARM Cortex M0 嵌入式系統設計入門，台灣，秉華科技有限公司。