臺灣博碩士論文加值系統

摘要 I
ABSTRACT II
目錄 III
圖次 V
表次 VIII
第1章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究動機與目的 2
第2章 文獻探討 3
2.1 心電訊號 3
2.1.1 生物電訊號 3
2.1.2 心臟 5
2.1.3 心電訊號量測 8
2.2 濾波器 14
1.2.1 類比濾波器 15
1.2.2 數位濾波器 16
2.3 相關的研究 19
第3章 研究方法 22
3.1 硬體架構 22
3.2 穩壓電路 22
3.3 充電電路 23
3.4 準位提升 25
3.5 前端擷取電路 26
3.5.1 心電導程選擇電路 27
3.5.2 右腳驅動電路與儀表放大器 31
3.5.3 帶通濾波器 33
3.5.4 帶斥濾波器 37
3.5.5 增益放大 39
3.6 通訊協定 41
3.7 微控制器 43
3.8 藍牙 45
3.9 60HZ FIR帶斥濾波器 45
3.10 ANDROID APP 50
3.11 外殼設計 52
第4章 研究結果 55
4.1 心電訊號擷取電路 55
4.2 60HZ FIR帶斥濾波器 61
4.3 系統比較 62
第5章 總結與未來展望 69
5.1 結論 69
5.2 未來展望 69
參考文獻 70
附件 72
圖次
圖 1　高齡化時程推估 1
圖 2　膜電位改變過程 4
圖 3　生理訊號的頻率範圍與振幅範圍 5
圖 4　心臟切面示意圖 6
圖 5　心電訊號產生過程 7
圖 6　正常心電圖 8
圖 7　埃因托芬的心電圖描記裝置 9
圖 8　埃因托芬肢導與埃因托芬三角形 9
圖 9　威爾森中心點 10
圖 10　為威爾森中心點電路與威爾森中心點在埃因托芬三角形的位置 11
圖 11　Goldberger電路與Goldberger在埃因托芬三角形的位置 12
圖 12　胸前導程 12
圖 13　12導程的心電圖系統的導程矢量圖 13
圖 14　基本生物儀器系統 15
圖 15　常見的濾波器類型 15
圖 16　FIR濾波器流程圖 17
圖 17　IIR濾波器流程圖 18
圖 18　穿戴式ECG系統設計與製作的系統架構圖 19
圖 19　ECG擷取發射器之電路設計方塊圖 20
圖 20　ECG擷取發射器電路正反面 20
圖 21　ECG穿戴衣服 21
圖 22　量測結果 21
圖 23　本研究提出之系統架構圖 22
圖 24　穩壓電路 23
圖 25　FS8205A結構 23
圖 26　TP4056晶片架構 24
圖 27　DW01A晶片架構 24
圖 28　充電電路 25
圖 29　分壓電路 26
圖 30　前端擷取電路 26
圖 31　心電導程選擇電路 28
圖 32　多工器引腳配置圖 29
圖 33　控制多功器流程圖 29
圖 34　右腳驅動電路與儀表放大器 31
圖 35　INA333儀表放大器結構與放大倍率公式 32
圖 36　以TINA-TI模擬器模擬單電源儀表放大器 33
圖 37　Sallen-key濾波器的通用模型 34
圖 38　帶通濾波器 35
圖 39　以TINA-T模擬器模擬帶通濾波器 37
圖 40　帶斥濾波器 38
圖 41　以TINA-TI模擬器模擬帶斥濾波器 39
圖 42　增益放大器 40
圖 43　以TINA-TI模擬器模增益放大器 41
圖 44　10位元的資料被編碼為2個位元組 43
圖 45　 ATmega328P腳位配置圖 44
圖 46　藍牙HM-19 45
圖 47　以FDAtool模擬FIR帶斥濾波器結果 46
圖 48　60Hz FIR帶斥濾波器架構 48
圖 49　簡化版60Hz FIR帶斥濾波器架構 49
圖 50　Matlab模擬60Hz FIR帶斥濾波器架構 50
圖 51　 Android APP的架構圖 50
圖 52　藍牙連線畫面 51
圖 53　導程選擇畫面 51
圖 54　量測Lead I畫面 52
圖 55　檔案儲存的位置 52
圖 56　心電訊號擷取電路的外殼 53
圖 57　使用者配戴狀況 54
圖 58　心電訊號擷取電路 55
圖 59　使用Altium Designer繪製的心電訊號擷取電路 57
圖 60　心電訊號擷取電路連接的對應四肢示意圖 58
圖 61　手機顯示擷取到的心電訊號 60
圖 62　正常的6導程心電圖 61
圖 63　使用Matlab分析有無60Hz FIR帶斥濾波器的差異 62
圖 64　2018 BIOMDLORE量測到的ECG訊號 63
圖 65　BioRadio 65
圖 66　同時使用BioRadio以及本研究的電路量測ECG訊號 66
圖 67　同時使用BioRadio以及本研究的電路量測ECG訊號的結果 68
圖 68　A測試者使用本研究的電路量測ECG訊號的結果 73
圖 69　B測試者使用本研究的電路量測ECG訊號的結果 76
表次
表 1　FIR濾波器與IIR濾波器的比較 18
表 2　多功器74HC4052的功能表 29
表 3　多功器74HC4051的功能表 30
表 4　多工器控制指令對照表 30
表 5　PORTD指令與digitalWrite指令控制多工器輸出Lead aVRL的虛擬碼 30
表 6　Header格式 42
表 7　高位元組的OP Code對照表 43
表 8　濾波器係數 47
表 9　生理訊號紀錄器成本 63

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