由于其優(yōu)點(diǎn)眾多，工業(yè)應(yīng)用（例如用于保護(hù)工人安全的有毒氣體檢測）率先采用了電化學(xué)傳感器。這些傳感器的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性促進(jìn)了區(qū)域有毒氣體監(jiān)測系統(tǒng)的部署，確保了采礦、化學(xué)工業(yè)、沼氣廠、食品生產(chǎn)、制藥工業(yè)等行業(yè)員工的安全環(huán)境條件。

盡管檢測技術(shù)本身在不斷進(jìn)步，但自電化學(xué)氣體檢測出現(xiàn)以來，其基本工作原理以及與生俱來的缺點(diǎn)并未改變。電化學(xué)傳感器的保質(zhì)期有限，一般為六個月至一年。傳感器的老化也會對其長期性能產(chǎn)生重大影響。傳感器制造商通常會指定傳感器靈敏度每年最多可漂移20%。雖然目標(biāo)氣體選擇性已有顯著改善，但傳感器仍存在對其他氣體的交叉敏感性問題，導(dǎo)致測量受到干擾和讀數(shù)出錯的幾率增加。傳感器性能還與溫度相關(guān)，必須在內(nèi)部進(jìn)行溫度補(bǔ)償。

設(shè)計(jì)先進(jìn)氣體檢測系統(tǒng)需要克服的技術(shù)挑戰(zhàn)可以分為三類，分別對應(yīng)于系統(tǒng)生命周期的不同階段。

與PC機(jī)相連的S3C2410A作為中心躲護(hù)端．其功能是傳遞由PC機(jī)發(fā)出的命令，與監(jiān)護(hù)各個床位的監(jiān)護(hù)終端進(jìn)行通信，將各個臨護(hù)終端所采集到的數(shù)據(jù)匯總到中心監(jiān)護(hù)端，并通過USB口傳遞給Pc機(jī)。監(jiān)護(hù)一個床位的便攜式心電監(jiān)護(hù)終端作為終端節(jié)點(diǎn)，功能是采集心電信號，對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的處理，同時當(dāng)收到中心監(jiān)護(hù)端的命令時，做出回應(yīng)。

系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)包括中心監(jiān)護(hù)端的硬件設(shè)計(jì)和監(jiān)護(hù)一個床位的各個心電監(jiān)護(hù)終端的硬件設(shè)計(jì)兩大部分。中心監(jiān)護(hù)端的硬件設(shè)計(jì)包括S3C2410A與PC機(jī)的連接和nRF401與S3C2410A的連接。由于S3C2410A具有USB設(shè)備控制器，因此可通過USB口與PC機(jī)相連，并得到5V的T作電壓。無線收發(fā)芯片nRF401直接與S3C2410A的串口1連接。監(jiān)護(hù)一個床位的心電監(jiān)護(hù)終端硬件電路的結(jié)構(gòu)框圖，包括ARM微處理器S3C2410A、心電放大及采集電路、外部擴(kuò)展的Nand FLash存儲器、電源、LCD顯示、鍵盤和nRF401尤線數(shù)傳模塊等。

心電采集電路包括放大器、低通濾波器、50Hz陷波器等。該電路的放大器由差動放大電路和放大級電路兩級放大電路組成。導(dǎo)聯(lián)系統(tǒng)采用通用的二電極方式，右胸上電極及左腹下電極為心電采樣電極．右腹下電極為右腿驅(qū)動電極。由于采集的心電信號是籌模信號，采用三運(yùn)放籌動放大電路作為第一級放大電路，增益約為22，再經(jīng)第二級放大電路，總增益接近1000。由于心電信號屬于低頻信號，因此，為消除高頻信號，本設(shè)計(jì)了采用了一階濾波電路的低通濾波器，截止頻率為100Hz。為抑制50Hz的工頻干擾，還設(shè)計(jì)了二階壓控電壓源帶阻濾波器，即50Hz陷波器。

一款基于ARM920T處理器構(gòu)架的嵌入式CPUS3C2410，它提供8通道的10位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器以2．5MHz MD轉(zhuǎn)換時鐘將模擬輸入信號以最大500ksps轉(zhuǎn)換率轉(zhuǎn)換為lO位二進(jìn)制數(shù)字編碼。根據(jù)美困心臟學(xué)會AHA標(biāo)準(zhǔn)[3]和Nyquist采樣定律，當(dāng)信號采樣頻率等于或大干信號最高頻率的2倍時，就可以從抽樣后的信號中不失真的還原出原信號。ECG頻率范圍為0．05~100Hz，中心頻率在17Hz左右，故取采樣頻率取200Hz，即采樣周期為5ms即可滿足要求。采集到的信號經(jīng)通道1送入S3C2410A微處理器。經(jīng)分析處理后在液晶屏上顯示心電波形和分析結(jié)果。

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