Czasopismo | ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA | Rocznik 2024 - zeszyt 8

Zastosowanie mikrokontrolera STM32 do przetwarzania sygnałów biomedycznych w czasie rzeczywistym

(Us ing of a STM32 microcontroller for biomedical signals process ing in real time)

10.15199/13.2024.8.2

nr katalogowy: 150172
10.15199/13.2024.8.2

Streszczenie

W artykule przedstawiono zastosowanie mikrokontrolerów STM32 do przetwarzania sygnałów biomedycznych w czasie rzeczywistym, ze szczególnym uwzględnieniem wykorzystania bibliotek CMSIS-DSP. Opisano podstawy przetwarzania sygnału fotopletyzmograficznego (PPG) i elektrokardiograficznego (EKG), przedstawiono strukturę biblioteki CMSIS-DSP i koncepcję przetwarzania sygnałów w mikrokontrolerach oraz przedstawiono przykładową implementację algorytmów DSP. Przedstawiono również wybrane elementy optymalizacji opracowanych algorytmów obliczeniowych, zwracając uwagę na efektywne zarządzanie zasobami pamięci i mikroprocesora. Zaproponowane rozwiązania mogą mieć zastosowanie w systemach elektroniki noszonej do monitorowania parametrów życiowych człowieka, np. pomiaru saturacji krwi tlenem i do obliczania zmienności rytmu serca.

Abstract

The article presents applications of STM32 microcontrollers for real-time biomedical signal processing, with particular emphasis on the use of CMSIS-DSP libraries. The basics of photoplethysmographic (PPG) and electrocardiographic (ECG) signal processing are discussed, the structure of the CMSIS-DSP library and the concept of signal processing in microcontrollers are presented and an example implementation of DSP algorithms is provided. Computational algorithm optimization elements are also presented, focusing on efficient memory and processor resource management. The proposed solutions can be applied in wearable electronics systems for monitoring human life parameters, such as blood oxygen saturation measurement and heart rate variability calculations.

Słowa kluczowe

Keywords

Bibliografia

[1] Z. Gajo, Podstawy cyfrowego przetwarzania sygnałów, Warszawa: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, 2019.
[2] E. Sazonov, Wearable Sensors. Fundamentals, Implementation and Applications. Second Edition, Academic Press, November 10, 2020.
[3] T. P. Zieliński, Cyfrowe przetwarzanie sygnałów. Od teorii do zastosowań., Warszawa: Wydawnictwo Komunikacji i Łączności, 2014.
[4] A. Dobrowolski, Transformacje sygnałów od teorii do praktyki, Legionowo: Wydawnictwo BTC, 2018.
[5] J. A. Panicos A. Kyriacou, Photoplethysmography signal processing and synthesis, Academic Press, November 3, 2021.
[6] A. D. T. S. Krzysztof Sieczkowski, Metoda ciągłego monitorowania zmienności czasu propagacji fali tętna w warunkach naturalnych zakłóceń, Warszawa: Wojskowa Akademia Techniczna, 2020.
[7] M. K. B. S. Krzysztof Szydło, „Zasady wykonywania elektrokardiogramu,” w Interpretacja EKG. Kurs podstawowy, Warszawa, PZWL Wydawnictwo Lekarskie, 2024.
[8] M. E. Y. H. D. G. Cem Ünsalan, Digital Signal Processing using Arm Cortex-M based Microcontrollers. Theory and Practice, Cambridge: Arm Education Media, 2018.
[9] „Arm Keil official website,”
[Online]. Available: https://www.keil. com/pr/article/1302.htm.
[10] „CMSIS-DSP Software Library,”
[Online]. Available: https://www. keil.com/pack/doc/CMSIS_Dev/DSP/html/index.html.
[11] „CMSIS-DSP FIR,”
[Online]. Available: https://arm-software. github.io/CMSIS_5/DSP/html/group__FIR.html.
[12] „Witryna środowiska projektowego SignalPlant,”
[Online]. Available: https://medisig.com/signalplant/.
[13] „CMSIS-DSP RFF T,”
[Online]. Available: https://www.keil.com/ pack/doc/CMSIS_Dev/DSP/html/group__RealFF T.html#gac5fceb172551e7c11eb4d0e17ef15aa3.
[14] „CMSIS-DSP Complex Magnitude,”
[Online]. Available: https:// www.keil.com/pack/doc/CMSIS_Dev/DSP/html/group__ cmplx__mag.html#gaba4e0eff7816fe80d01121fb4cf6c6bc.

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA- e-publikacja (pdf) z zeszytu 2024-8 , nr katalogowy 150172 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	10.00 zł

Zeszyt


ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA- e-zeszyt (pdf) 2024-8 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	47.00 zł

Prenumerata

ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

420.00 zł

ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA - papierowa prenumerata roczna	528.00 zł brutto 488.89 zł netto 39.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

570.00 zł

ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	636.00 zł brutto 588.89 zł netto 47.11 zł VAT (stawka VAT 8%)

636.00 zł

Zeszyt

2024-8

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma