1.一種智能家庭心率檢測(cè)系統(tǒng),其特征在于,所述系統(tǒng)包括:用于采集心率信號(hào)和脈搏信號(hào)的信號(hào)采集與預(yù)處理單元;所述信號(hào)采集與預(yù)處理單元信號(hào)連接于用于對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行處理的數(shù)字處理單元;所述數(shù)字處理單元分別信號(hào)連接于用于提供給用戶控制系統(tǒng)運(yùn)行的控制單元、用于顯示系統(tǒng)信的顯示單元和用于和其他模塊進(jìn)行通信的通信單元。
2.如權(quán)利要求1所述的智能家庭心率檢測(cè)系統(tǒng),其特征在于,所述信號(hào)采集與處理單元包括:反射式光電脈搏傳感器、去噪模塊和A/D轉(zhuǎn)換模塊;所述反射式光電脈搏傳感器信號(hào)連接于去噪模塊;所述去噪模塊信號(hào)連接于A/D轉(zhuǎn)換模塊。
3.如權(quán)利要求2所述的智能家庭心率檢測(cè)系統(tǒng),其特征在于,所述數(shù)字處理單元包括:匹配濾波器、數(shù)字微分單元、低通濾波器、中值計(jì)算模塊和處理器;所述匹配濾波器分別信號(hào)連接于A/D轉(zhuǎn)換模塊和數(shù)字微分單元;數(shù)字微分單元分別信號(hào)連接于匹配濾波器和低通濾波器;所述低通濾波器分別信號(hào)連接于數(shù)字微分單元和中值計(jì)算模塊;所述中值計(jì)算模塊分別信號(hào)連接于低通濾波器和處理器。
4.如權(quán)利要求3所述的智能家庭心率檢測(cè)系統(tǒng),其特征在于,所述匹配濾波器包括:濾波器選擇電路和濾波器電路;所述濾波器選擇電路,用于對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行分析和處理,根據(jù)分析和處理結(jié)果在濾波器電路中選擇合適的濾波器。
5.如權(quán)利要求3所述的智能家庭心率檢測(cè)系統(tǒng),其特征在于,所述中值計(jì)算模塊包括:外部晶振、計(jì)數(shù)器和計(jì)算電路;所述外部晶振信號(hào)連接于計(jì)算電路,用于給計(jì)算電路提供外部時(shí)鐘頻率;所述計(jì)數(shù)器信號(hào)連接于計(jì)算電路,用于記錄心跳間隔的次數(shù);所述計(jì)算電路,用于根據(jù)晶振電路提供的時(shí)鐘頻率和計(jì)數(shù)器提供的數(shù)值,計(jì)算得出最終的平均間隔值。
6.一種基于權(quán)利要求1至5之一所述的智能家庭心率檢測(cè)系統(tǒng)的方法,其特征在于,所述方法包括以下步驟:
步驟1:系統(tǒng)初始化;
步驟2:數(shù)字處理單元檢測(cè)控制單元是否有用戶發(fā)送過來(lái)的控制命令;如果有,則執(zhí)行步驟3;如果沒有,則重新執(zhí)行步驟2;
步驟3:數(shù)字處理單元發(fā)送命令給信號(hào)采集與預(yù)處理單元,信號(hào)采集與預(yù)處理單元開始采集脈搏信號(hào)和心率信號(hào),將采集到的信號(hào)發(fā)送給數(shù)字處理單元;
步驟4:數(shù)字處理單元開始對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行處理,得出最終的結(jié)果,將結(jié)果發(fā)送至顯示單元進(jìn)行顯示。
7.如權(quán)利要求6所述的智能家庭心率檢測(cè)系統(tǒng)的方法,其特征在于,所述數(shù)字信號(hào)處理單元對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行處理的方法包括以下步驟:
步驟1:數(shù)字信號(hào)處理單元對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行匹配濾波,將匹配濾波后的結(jié)果發(fā)送給數(shù)字微分單元;
步驟2:數(shù)字微分單元對(duì)匹配濾波后的信號(hào)進(jìn)行數(shù)字微分,將數(shù)字微分后的結(jié)果發(fā)送給低通濾波器;
步驟3:低通濾波器對(duì)數(shù)字微分后的信號(hào)進(jìn)行低通濾波,將低通濾波后的結(jié)果發(fā)送給中值計(jì)算模塊;
步驟4:中值計(jì)算模塊對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行中值計(jì)算,將處理后的最終結(jié)果發(fā)送給處理器;
步驟5:處理器將接收到的最終結(jié)果進(jìn)行處理后,發(fā)送給顯示單元進(jìn)行顯示。
8.如權(quán)利要求7所述的智能家庭心率檢測(cè)系統(tǒng)的方法,其特征在于,所述匹配濾波器對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行匹配濾波的方法包括以下步驟:
步驟1:設(shè)輸入信號(hào)為:;其中,為有用信號(hào),為高斯噪聲;
步驟2:設(shè)經(jīng)匹配濾波模塊濾波后的信號(hào)為:;
步驟3:就去濾波后的有用信號(hào)對(duì)應(yīng)的時(shí)間域的信號(hào)為:
;
步驟4:經(jīng)匹配濾波后的噪聲信號(hào)的平均功率為:;
步驟5:得到匹配濾波器抽樣時(shí)刻,線性濾波器輸出信號(hào)的瞬時(shí)功率與噪聲平均功率之比為:;
步驟6:根據(jù)帕塞瓦爾定理,得出如下等式:;
步驟7:得到如下關(guān)系式:根據(jù)該不等式得出滿足該不等式匹配濾波器的脈沖響應(yīng)。