基于Zed board的人体生理状态监测系统设计与实现

　　本文设计的系统主要研究了基于Zed board的人体生理状态监测系统设计与实现。现在体动信号(Ballistocardiogram，BCG)与心电信号(Electrocardiogram，ECG)同步监测的系统还很少有，这样的系统可以更加全面的监测心脏的活动状态，使在家庭、办公等环境下，长时间实时监护和评估心脏功能变为可能，进一步发展后还可以辅助医生更准确地了解心脏功能，预测诊断心脏疾病，评价循环系统和心脏药物的性能，评估生理或心理测试结果及监测睡眠质量等。

　　系统总体架构

　　本设计的系统是实时同步监测人的心电信号与心脏跳动和肺部呼吸时引起的体动信号。其中，心电信号采用的是传统的级导联方式来采集，体动信号则是利用压力传感器将其变成电信号，再结合现代电子技术，信号处理技术以及临床医学诊断技术，以获得连续的心电信号和体动信号的动态波形。通过此方法得到的心功能指标可以用来判断人的健康状况和身体状态。整个系统主要分为三个部分：信号采集模块、信号处理模块和显示模块。系统总体示意图如图1所示。　　

 

　　系统以Zed board开发板为核心对信号进行处理。Zed board上采用的是Zynq-7000系列中的XC7Z020-CLG484 FPGA，双核Cortex-A9 MP core，主频达到667MHz，板载512MB内存，堪比一个便携设备的ARM平台。该开发板具有丰富的资源，可根据需要进行选择。Zed board开发板实物图如图2所示。　　

 

　　XilinxZynq-7000 可扩展处理平台(EPP)将双ARM Cortex-A9 MP Core处理器系统与可编程逻辑和硬IP 外设紧密集成在一起，提供了灵活性、可配置性和性能的完美组合。Zed Board开发板主要参数如下：

　　(1)Zynq-7000 EPP：XC7Z020-CLG484-1 双核ARM Cortex-A9，最大频率667MHz
　　(2)存储器：512 MB DDR3 (1066 Mbps)、256Mb 四位SPI FLASH、4 GB SD卡
　　(3)通信连接：10/100/1000 以太网(Ethernet)、USB OTG (Device/Host/OTG)、USB UART
　　(4)扩展连接：FMC (Low Pin Count)、5个Pmod?插座(2x6)
　　(5)视频显示：HDMI (1080p60 + audio)、VGA、128 x 32 OLED、9个用户LED
　　(6)输入：8路开关、7路按钮
　　(7)音频：24位立体声CODEC
　　(8)模拟：Xilinx XADC 插座、支持4路模拟输入
　　(9)电源：12V DC @ 3.0 A (Max)