电图机的设计方法 - 基于智能手机的心电图服务系统的设计与实现

　　1.2 AIKD812-256 模块及其应用

　　本文心电图机设计以AIKD812-256 模块为核心。

　　该模块是专用于心电信号采样的产品［6］， 采用同步12导联采样， 单5V 电源供电。 它有八个差分信号输入通道， 使用精密运算放大器、24 位模数转换器和高速处理器， 整个电路被封装在1.5×1.5×0.381 英寸的模块内， 并在处理器上安装了有效的数字滤波器算法， 使得本产品非常容易在强噪声背景、高输出阻抗环境下获取微小的心电图信号。

　　该模块以UART 串行方式输入输出数据， 3.3V 的TTL 电平， 波特率为115200bps， 数据格式为8 位数据位、1 位停止位、非校验。 对心电图采样模块的控制操作采用一定格式的命令帧， 命令帧均由20 字节组成。

　　如表1 所示， 其中帧头的4 个字节固定为“AIKD”字符串， 校验和为帧前面19 字节的异或结果， 具体的命令和附加字节表示的含义可参考资料［6］， 在此只给出本文用到的命令字节， 如表2 所示， 其中开始命令的附加字节为1、2 时， 模块输出数据类型分别为Wilson导联、Frank 导联； 模块收到握手命令后， 会回送15字节的应答帧。

　　表1 模块的控制帧格式

　　

　　表2 模块的控制命令字节

　　

　　模块收到开始命令后， 开始每2ms 输出一个心电数据帧， 每帧16 字节， 当输出为Wilson 体系时， 数据包内包括II、III、V1~V6 导联的数据（分别记为DII、DIII、DV1~DV6）， 手机终端接收到数据帧后可以计算出I、avR、avL 和avF 导联的数据（分别记为DI、DavR、DavL、DavF）， 计算方法如下：

　　DI = DII-DIII

　　DavR = DIII/2-DIII

　　DavL = DII/2-DIII

　　DavF = （DII+DIII）/2

　　1.3 蓝牙接口设计

　　在模块的硬件连接上， 心电图采样模块的输入端串联10K 电阻后可直接连接导联线， 如图2 所示。 图中蓝牙模块采用HC-06， 该模块采用CSR 蓝牙芯片，遵循蓝牙V2.0 协议标准， 模块尺寸为3.57×1.52cm，利用串口的TXD、RXD 信号脚与心电图采样模块直接相连， 波特率设置为115200bps。由于心电图采样模块与蓝牙模块尺寸小， 因此整个心电图机体积小巧，便于携带。

　　

　　图2 心电图机主要电路的连接图