一种人体生物电信号的无线传输与远程监控系统的制作方法

本发明涉及人体生物电信号处理，特别是涉及一种人体生物电信号的无线传输与远程监控系统。

背景技术：

1、在医疗健康领域，对人体生物电信号的监测是评估和诊断多种疾病的重要手段。生物电信号，如心电（ecg）、脑电（eeg）和肌电（emg）等，能够提供关于人体生理状态的详细信息。传统的生物电信号监测系统通常采用有线连接方式，将传感器与监测设备相连，以获取和记录信号数据。然而，这种有线连接的方式在生理信号的采集过程和数据传输过程中很容易受到外部环境干扰，影响信号的质量和监测的准确性，且不利于快速部署和移动监测。

2、为此，现有技术中将无线传输技术被引入生物电信号监测系统。例如，申请号为2010205438109的中国实用新型专利公开了一种网络化多生理参数检测仪及其信息管理系统，其包括采集人体的至少一种生物信号的生物信号采集装置，用于检测所述数字信号的模数混合信号处理模块，以及传输经嵌入式微处理器或数字信号处理器处理后的数字信息的无线传输模块。该系统通过无线传输模块，实现了生物电信号的无线传输，提高了患者的活动自由度，增强了监测的便捷性。但在前端的生理信号的采集过程中，由于生物电信号通常非常微弱，容易受到各种噪声和电磁干扰的影响，如电源线干扰、无线信号干扰、肌电干扰等，这些干扰可能导致信号失真，影响后续分析的准确性。

3、而另一申请号为2017104436780的中国发明专利公开了一种用于单通道脑电信号去噪的数字集成电路，包括单级小波变换电路模块，去均值电路模块，白化电路模块，迭代分离电路模块。该申请采用数字滤波技术将单通道脑电信号中夹杂的其它人体生物信号分离出来，以实现滤波效果。但实际应用过程中，尤其在面对动态变化的环境噪声和设备自身噪声时，则存在无法适应噪声特性的快速变化，导致去噪效果不稳定。且复杂的数字滤波算法需要较高的计算资源，导致处理延迟，影响信号处理的实时性，尤其是在需要快速响应的医疗监测场景中存在较大的局限性。

4、针对上述情况，本发明旨在提供一种新的方案来解决此问题。

技术实现思路

1、针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的在于提供一种人体生物电信号的无线传输与远程监控系统。

2、其解决的技术方案是：一种人体生物电信号的无线传输与远程监控系统，包括前端数据采集模块、信号处理模块、无线传输模块和远程监控平台，

3、所述前端数据采集模块，包括：

4、信号放大单元，用于对生物传感器的检测信号进行差分放大，并在信号放大过程进行失调抑制处理；

5、调幅滤波单元，用于对所述信号放大单元处理后的信号进行干扰抑制和稳幅处理，以及

6、深度反馈闭环调节单元，用于对所述调幅滤波单元的输出信号进行采样放大，并深度反馈至所述差分放大单元中，以形成闭环反馈调节；

7、所述信号处理模块，包括：

8、比较整形单元，用于对所述前端数据采集模块的输出进行信号同步；

9、数据采集卡，用于将所述比较整形单元处理后的模拟电信号转换为数字信号；以及

10、微处理器，用于对所述数据采集卡的运行控制及所述数字信号的编码处理；

11、所述无线传输模块，用于将编码后的数字信号通过无线方式传输至所述远程监控平台。

12、优选的，所述信号放大单元包括差分放大电路、采样电路和失调抑制组件，所述差分放大电路包括运放器op1，运放器op1的同相输入端通过电阻r2连接电阻r1、电容c1的一端和所述生物传感器的第一检测信号输出端，运放器op1的反相输入端通过所述失调抑制组件连接电阻r3的一端，电阻r1、电阻r3与电容c1的另一端连接所述生物传感器的第二检测信号输出端；

13、所述采样电路用于对所述差分放大电路的输出信号进行采样放大，并反馈至所述失调抑制组件中，通过所述失调抑制组件的分流作用以抑制失调量。

14、优选的，所述采样电路包括运放器op2，运放器op2的反相输入端通过电阻r4连接运放器op1的输出端，并通过并联的电阻r5与电容c2连接运放器op2的输出，运放器op2的同相输入端接地，运放器op2的输出端通过电阻r6连接所述失调抑制组件的输入端。

15、优选的，所述失调抑制组件包括mos管q1、电位器vr1和电阻r7，mos管q1的栅极连接所述采样电路的输出端和电位器vr1的调节端，mos管q1的源极连接运放器op1的反相输入端，mos管q1的漏极连接电阻r3和电位器vr1的一端，电位器vr1的另一端通过电阻r7接地。

16、优选的，所述调幅滤波单元包括三极管vt1，三极管vt1的发射极连接电阻r8、电容c4和电位器vr2的一端，电阻r8的另一端连接运放器op1的输出端，电容c4的另一端通过电阻r9连接三极管vt1的集电极，电位器vr2的另一端接地，电位器vr2的调节端连接电阻r10的一端、稳压二极管dz1的阴极和mos管q2的栅极，电阻r10的另一端、稳压二极管dz1的阳极与mos管q2的源极接地，mos管q2的漏极通过电阻r11连接三极管vt1的基极，三极管vt1的集电极还通过电感l1连接电阻r12、电阻r13和电容c5的一端，电容c5的另一端接地，电阻r12的另一端连接所述深度反馈闭环调节单元的输入端，电阻r13的另一端连接所述比较整形单元的输入端。

17、优选的，所述深度反馈闭环调节单元包括运放器op3，运放器op3的反相输入端连接电阻r12的另一端和电阻r14的一端，运放器op3的同相输入端通过并联的电阻r15与电容c6接地，运放器op3的输出端连接电阻r14的另一端，并通过电阻r16连接电阻r17的一端和三极管vt2的发射极，三极管vt2的基极连接三极管vt3的集电极，三极管vt3的基极连接电阻r17的另一端，并通过电容c7接地，三极管vt2的集电极与三极管vt3的发射极连接二极管vd1的阴极、电阻r19的一端和运放器op1的同相输入端，二极管vd1的阳极连接电阻r18的一端，电阻r18和电阻r19的另一端接地。

18、优选的，所述比较整形单元包括运放器op4，运放器op4的同相输入端连接电阻r13的另一端，并通过电阻r20接地，运放器op4的反相输入端通过电阻r22连接+5v电源和电位器vr3的一端，运放器op4的输出端通过电阻r21连接三极管vt4的发射极，三极管vt4的基极连接电位器vr3的调节端和稳压二极管dz2的阴极，电位器vr3的另一端与稳压二极管dz2的阳极接地，三极管vt4的集电极连接mos管q3的栅极，mos管q3的漏极通过电阻r23连接+5v电源，mos管q3的源极连接所述数据采集卡，并通过电阻r24接地。

19、优选的，所述数据采集卡选用ti公司adc12d800芯片。

20、优选的，所述微处理器选用stc15系列单片机。

21、优选的，所述无线传输模块为无线ism收发器。

22、通过以上技术方案，本发明的有益效果为：

23、1.本发明在前端数据采集模块中，信号放大单元利用差分放大原理对生物传感器的微小检测信号进行放大，并通过采样电路与失调抑制组件通过协同工作来抑制放大失调，提升对微弱生物信号放大的线性度和准确性；调幅滤波单元对信号进行干扰抑制和稳幅处理，有效降低环境噪声和设备自身噪声对生物电信号采集过程的干扰；深度反馈闭环调节单元通过深度反馈控制来减小系统的非线性失真，保证前端数据采集准确可靠；

24、2.信号处理模块对采集后的生物电信号进行信号同步，不仅提高了信号处理的效率和准确性，还增强了系统的灵活性和集成度；

25、3.系统采用无线数据传输技术使得系统更加灵活便捷，便于快速部署和移动监测，同时远程监控平台的使用实现了对用户生理状态的远程实时监测和诊断决策，提高了医疗服务的效率和质量。