顏家鈺臺灣大學：機械工程學研究所林冠名Lin, Kuan-MingKuan-MingLin2007-11-282018-06-282007-11-282018-06-282007http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/61027本論文以國立台灣大學的無線生醫奈米生醫檢測系統為發展中心，其中包括了三個部分植入式的體內感測器、無線生醫監控裝置和遠端健康監控伺服中心，本文中實現了以嵌入式ARM9模組為核心來設計周邊電路建構出一個無線生醫監控裝置的構想，裝置上架設Windows CE為作業系統，並且在無線生醫監控裝置上建構一初步訊號檢測系統，然後在健康監控伺服中心做更進一步的訊號診斷分析，並以心電圖來做為我們檢測的訊號的依據，其中訊號分析主要以頻譜估測和模糊群聚分析來作為生醫訊號檢測判斷的理論基礎。This thesis develops a mobile transceiver for the NTU Wireless Health Advanced Monitoring Bio-Diagnosis System (WHAM-BioS). The system embeds one or more body-sensors into patient bodies and uses the mobile transceiver as a relay station to gather the bio-medical information and to relay the information up to the internet. The previous researches have developed the necessary fundamental technologies. This thesis realizes the technology into a small 7cm x 5.5cm device. The device is Win-CE based and runs on battery power for mobility. It is not only capable of relaying the data but can also perform preliminary biomedical signal analysis. This thesis demonstrated the embedded function on the device for preliminary ECG analysis. We use frequency spectrum templates as the basis for comparison and perform autoregressive model identification on the signals. Analysis results show that our device achieves conservative judgments which are necessary for safety operation.摘要 Ⅰ abstract Ⅱ 目錄 Ⅲ 圖目錄 Ⅵ 表目錄 Ⅸ 第一章 緒論 1 1.1 前言 1 1.2 研究動機與目的 1 1.3 文獻回顧 2 1.4 論文架構 5 1.5 貢獻 6 第二章 系統架構與環境 7 2.1 系統架構 7 2.2 硬體架構 8 2.2.1 架構說明 8 2.2.2 嵌入式系統定義與目標 9 2.2.3 A9M2410發展版 10 2.2.4 SD無線網卡 13 2.3 軟體架構 14 2.3.1 Windows CE作業系統 14 2.3.2 Windows CE 應用程式發展環境 14 2.3.3 伺服端應用程式發展環境 18 第三章 Windows CE 21 3.1 Windows CE 簡介 21 3.1.1 Windows CE特點[33] 21 3.1.2 Windows CE 重要功能[21] 22 3.2 Windows CE平台開發架構 24 3.3 Windows CE平台開發環境介紹—Platform builder 25 3.3.1 Platform builder簡介及重要功能 25 3.3.2 使用Platform builder建立一個新的平台[17][30] 25 3.3.3 平台設定(Platform Setting) 32 3.3.4 建立Windows CE映像檔(Build Windows CE image) 33 3.3.5 設定系統發展套件(Configure System Development Kit) 34 3.3.6 下載Windows CE映像檔至目標位置(Download Windows CE image) 35 第四章 系統電路設計 37 4.1 電路設計簡介 37 4.2 電路設計軟體發展與簡介—OrCAD 38 4.3 電路設計流程與環境[35][36] 38 4.4 裝置電路架構設計 41 4.4.1 電路設計部分—OrCAD Capture 42 4.4.1.1 接收部分(Serial port) 42 4.4.1.2 傳送部分(Ethernet&Wireless) 45 4.4.1.3 電源與重置部分(Power Supply&Reset) 47 4.4.1.4 USB的部分 48 4.4.1.5 ARM9模組插槽部分 49 4.4.2 電路佈線部分—OrCAD Layout 51 4.4.3 電路設計實現 55 第五章 訊號分析理論 57 5.1 隨機程序(Random process) 57 5.2 頻譜估測(Spectral Estimation) 63 5.2.1 古典頻譜估測(Classical Spectral Estimation) 63 5.2.2 參數頻譜估測(Parametric Spectral Estimation) 65 5.3 群聚分析[12][27][28] 71 5.3.1 群聚分析演算法介紹 73 5.3.2 模糊C-means分群演算法 75 第六章 無線生醫裝置實現 77 6.1 軟硬體的實驗 77 6.1.1 硬體電路及作業系統測試 77 6.1.2 軟硬體整合測試 83 6.2 ECG訊號分析實驗 88 6.2.1 心電圖(Electrocardiogram, ECG or EKG)概說 88 6.2.2 ECG訊號分析 90 第七章 討論與未來展望 103 7.1 討論 103 7.2 未來展望 104 參考書目 1056293110 bytesapplication/pdfen-USWindows CE嵌入式系統頻譜估群聚分析電路設計生醫訊號檢測系統心電圖Window CEEmbedded systemSpectral EstimationFuzzy ClusteringCircuit designBiomedical DiagnosisElectrocardiogramthesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/61027/1/ntu-96-R94522820-1.pdf