Өндөр хурдны ЭКГ эсвэл бусад өгөгдлийг нэг сарын турш тасралтгүй бүртгэх: 6 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:02

Энэхүү төслийг хэм алдагдлыг илрүүлэх зорилгоор 30 хоногийн турш 1000 дээж/сек тутамд (нийт 2K дээж/сек) 2 удаа ЭКГ -ийн дохиог бүртгэх боломжтой элэгддэг багаж хэрэг болох их сургуулийн анагаах ухааны судалгааны багийг дэмжих зорилгоор боловсруулсан болно. Энд танилцуулсан төсөлд мод бэлтгэлийн алсын удирдлага, хяналт орно. Алсын удирдлага нь компьютер эсвэл гар утсан дээр цуваа терминал дээр байрлуулсан цэсээр дамждаг. Энэхүү төсөл нь ЭКГ -ийн хэмжилт, баглаа боодол, эцсийн зүүхэд шаардагдах батерейг хамрахгүй.

Энэхүү өндөр хурдны/урт хугацааны хувилбар нь Teensy 3.2, Adafruit Micro-SD таслах модуль, өгөгдлийг бүртгэхэд чанарын 16G SDHC ангиллын 10 SD карт, хяналт, мониторингийн Bluetooth холбооны модулийг ашигладаг. Энэхүү төслийн UNO/Mega2560 -ийн арай боловсронгуй, удаан хувилбарыг бас ашиглах боломжтой. Энэхүү төсөл нь мод бэлтгэлийг хянах, хянах зорилгоор Bluetooth холбооны модулийг ашигладаг бол та WiFi эсвэл BLE модулийг ашиглаж болно.

Teensy 3.2 дээр суурилсан энэхүү хувилбар нь UNO/Mega2560 хувилбараас хамаагүй өндөр түүвэрлэлт хийх чадвартай. Энэхүү кодыг ашигласнаар Teensy 3.2 нь ADC -ийн хоёр дээжийг> 30 кГц -т 4 ширхэг дээжийг дунджаар тоноглох боломжтой бөгөөд дээрх 1000 дээж/сек шаардлагыг хялбархан хангаж өгдөг. Код нь тус бүр 128K хэмжээтэй 100.bin файлыг хадгалахыг дэмждэг. 30 кГц давтамжтайгаар 29 цаг 30 минутыг хамарна. 1000 дээж/сек энэ нь 37 хоног хамарна. Кодыг хялбархан сунгаж 100 гаруй файлтай ажиллах боломжтой тул ажиллах хугацааг уртасгадаг. Гүйлтийн төгсгөлд танд> 10Gig өгөгдөл,.bin, файлууд болон ажил, үр дүнг тайлбарласан мета өгөгдлийн.met файл байх болно. Өгөгдсөн SDtoCSV.jar (эх код SDtoCSV_src.zip) ашиглан.bin файлуудыг компьютер дээрээ.csv файл болгон хөрвүүлж, цаашид боловсруулж болно. Үр дүн нь> 60Gig байна. UNO/Mega2560 хувилбар нь Arduino -ийн ноорог хэсэгт.bin -аас.csv хөрвүүлэлт хийгдсэн боловч Teensy хувилбараар бүртгэгдсэн өгөгдлийн хэмжээг харгалзан үзвэл энэ нь хөрвүүлэх үр дүнтэй арга биш юм.

Хангамж

Teensy 3.2 by PJRC

Adafruit MicroSD карт таслах самбар+ эсвэл үүнтэй төстэй.

16G SDHC ангилал 10 сайн чанарын MicroSD карт, жишээ нь. SanDisk.

5V USB хангамж

470R эсэргүүцэгчтэй цуваа.

2 x 100R резистор (Tx/Rx утаснуудын алдаанаас болж гэмтэхээс хамгаална)

Bluetooth Mate Silver OR эсвэл Android/pfodApp -ийн удирддаг Arduino UNO/Mega Starter дээр тайлбарласан модулиудын нэг.

Алхам 1: Барилга

Http://arduino.cc/en/Main/Software дээрээс Arduino IDE V1.8.9+ татаж аваад суулгаарай. Энэ вэб хуудас нь янз бүрийн үйлдлийн системүүдийн холбоосууд болон GettingStarted -ийн линктэй (https://arduino.cc/en/Guide/HomePage).

Teensyduino (Arduino IDE -ийн Teensy Support) татаж аваад суулгана уу. Эхний хэрэглээний зааврыг анхааралтай анхаарна уу.

Самбарын хувьд Teensy 3.2 -ийг сонгоод BLINK жишээ програм ачаалагдаж, ажиллаж байгаа эсэхийг шалгаарай.

Дараах сангуудыг татаж аваад суулгана уу:- millisDelay ба SdFat (Эдгээр туршилтуудад ашигласан SdFat номын сангийн орон нутгийн агшинг энд оруулав.) Болон pfodParser.zip (pfodBufferedStream болон pfodNonBlockingInput ангийн хувьд)

Номын сангийн zip файлуудыг татаж аваад Arduino IDE → Sketch → Include Library →. ZIP номын сангийн цэсийг ашиглан зип файлуудаас номын сангуудыг суулгана уу.

Teensy32AnalogLogger.zip файлыг Arduino тойм зургийн лавлах руу задалж, Teensy32AnalogLogger.ino програмаар Teensy 3.2 самбарыг програмчилна уу (Хувилбар 0.01)

Teensy 3.2, Bluetooth модуль болон SD картны модулийг дээр үзүүлсэн шиг холбоно уу (pdf хувилбар)

Алхам 2: Хөтөлбөрийг ажиллуулах - Туршилт

Эхлээд https://www.sdcard.org/downloads/formatter/ ашиглан SD картаа форматлана уу.

Бүртгэлийг эхлүүлэхийн тулд SD карт хоосон байх ёстой.

Анхны туршилтыг хийхийн тулд танд харилцаа холбооны модулийг холбох шаардлагагүй, Teensy 3.2 + SD модулийг (хоосон карт суулгасан) USB цуваа кабелиар Arduino IDE руу холбоно уу. Teensy32AnalogLogger.ino -ийн ноорог нь USB холболтыг ашиглан хяналт, хяналтыг ашигладаг. Харилцах төхөөрөмжийг хянах, хянах зорилгоор ашиглахын тулд доорх бодит мэдээллийг бүртгэх алхамыг үзнэ үү.

COM_SERIAL -ийг Serial болгож Teensy32AnalogLogger.ino ноорогны дээд хэсгийг засварлаж Teensy USB холболт руу гаргана.

COM_SERIAL цувралыг #тодорхойлох

Дараа нь ноорогоо Teensy 3.2 дээр байршуулна уу

Arduino IDE Serial Monitor -ийг 115200 baud дээр нээнэ үү (NL & CR багцтай). Хэдэн секундын дараа Teensy 3.2 нь командын цэсийг харуулна

Ver: 0.01 дараах тушаалуудын аль нэгийг оруулна уу? - одоогийн байдал ба метадатай - файлуудыг эхлүүлэх - файлуудыг жагсаах>

? cmd нь одоогийн тохиргооны дэлгэрэнгүй мэдээллийг харуулдаг. (Эдгээр тохиргоог өөрчлөхийн тулд Teensy32AnalogLogger.ino -ийн дээд хэсгийг үзнэ үү) Cmds -ийг NL эсвэл CR эсвэл хоёуланг нь дуусгах ёстой.

720: 00: 00.000 -ийн 0: 00: 00.000

Дээж тээглүүр: 16 17 Байтын дараалал: Бяцхан-Эндиан ADC бит: 10 ADC дээж дунджаар: 4 Дээж авах хурд: 1000.00 Дээжийн интервал: 1000uS Нэг блок дахь дээж: 127 Блок бөглөх хугацаа: 127000uS Файл бөглөх хугацаа: 9:01: 52.000 БҮХ файлыг бөглөх хугацаа: 894: 04: 48.000 SD -ийн хамгийн их хоцрогдол (файл хаах/нээх) орно: 0uS Макс файл хаах/нээх хоцролт: 0uS Буферийн блокуудын тоо: 28 БҮХ блокны буферийг бөглөх цаг: 3556000uS Хамгийн их буферийн тоо storeSampleBuffers () -д дуудлагад хадгалсан

Энэ тохиолдолд одоогийн бүртгэлийн ажиллах хугацаа нь хүссэн цагийн 720 цаг (30 хоног) 0 бөгөөд D16/A2 ба D17/A3 дээжийг авна уу (доорх ADC оролтын сонголтын хязгаарлалтыг доороос үзнэ үү) секундэд 1000 удаа. Хамгийн их ажиллах хугацаа 894 цаг (37.25 өдөр) хүртэл байж болно. Үндсэн хүрд () -ийг бүх боломжтой буферуудыг бөглөж, дээж устаж эхлэхээс өмнө 3.5 сек хүртэл (БҮХ блокны буферийг бөглөх цаг) хүртэл эзэлж болно. Хадгалагдсан буфер гэх мэтийг ажиллуулах явцад шинэчлэгддэг.

Хоосон SD карт оруулаад өгөгдлийг хадгалахад ашигладаг 99 файлыг эхлүүлэхийн тулд 'i' cmd ашиглана уу. Энд тэдгээрийг урьдчилан эхлүүлэх нь нэг файлаас нөгөө файл руу шилжих хугацааг удаашруулж, түүвэрлэлтийг хурдан хийх боломжийг олгодог.

99 файлыг эхлүүлж байна

Шинэ файл үүсгэж байна: log00.bin Өнгөрсөн хугацаа: 368mS Шинэ файл үүсгэх: log01.bin Дууссан хугацаа: 520mS… Шинэ файл үүсгэж байна: log98.bin Өнгөрсөн хугацаа: 15660mS Шинэ файл үүсгэх: log99.bin Дууссан хугацаа: 15812mS

Та r cmd -ийг ашиглан бүртгэл хөтлөх ажлыг эхлүүлж болно. Хүссэн хугацаанд эсвэл s cmd -ийг зогсоох хүртэл ажиллуулах болно. Та мөн ашиглаж болох уу? Шинэчлэгдсэн цаг, тооллогыг авахын тулд нэвтрэх үед cmd. Энд s cmd ашиглан эрт зогссон богино гүйлт байна.

Өгөгдлийг бүртгэж байна ….

Ver: 0.01 дараах тушаалуудын аль нэгийг оруулна уу? - одоогийн байдал ба мета өгөгдөл s - өгөгдлийн бүртгэлийг зогсоох

Өгөгдлийг бүртгэх… Шалгах уу? тушаал

Ажиллах хугацаа: 720: 00: 00.000 -ийн 0: 00: 10.000..

Бүртгэлийг зогсоох, ашиглагдаагүй файлуудыг устгах.

… Ашиглаагүй файлыг устгах: log98.bin Ашиглаагүй файлыг устгах: log99.bin

720: 00: 00.000 -ийн 0: 01: 04.976

Дээж тээглүүр: 16 17 Байтын дараалал: Бяцхан-Эндиан ADC бит: 10 ADC дээж дунджаар: 4 Дээж авах хурд: 1000.00 Дээжийн интервал: 1000uS Нэг блок дахь дээж: 127 Блок бөглөх хугацаа: 127000uS Файл бөглөх хугацаа: 9:01: 52.000 БҮХ файлыг бөглөх цаг: 894: 04: 48.000 SD -ийн хамгийн их хоцролт (файл хаах/нээхэд орно): 204uS Хамгийн их файл хаах/нээх хоцролт: 0uS Буферийн блокуудын тоо: 28 БҮХ блокны буферийг бөглөх цаг: 3556000uS Хамгийн их буферийн тоо storeSampleBuffers () дуудлагад хадгалсан

ls:

2000-01-01 01:00:00 261632 log00.bin 2000-01-01 01:00:00 240 log.met

ДАТА ЛОГГИЙН ДУУСГАЛАА!

Ver: 0.01 дараах тушаалуудын аль нэгийг оруулна уу? - одоогийн байдал ба мета өгөгдөл ** r - ADC өгөгдлийг бүртгэх ** байхгүй байна. Өгөгдөл аль хэдийн байна ** i - файлуудыг эхлүүлэх ** боломжгүй байна. Өгөгдөл аль хэдийн байна l - жагсаалтын файлууд

МЭДЭЭЛЛИЙГ БҮРЭН БҮРТГҮҮЛСЭН БАЙНА УУ?

Лэд дэлгэц

D3 -т холбогдсон LED (G2 холболтыг G2 холбож өгдөг) ямар нэгэн дээж орхигдсон тохиолдолд хатуу асах бөгөөд алдаа гарсан тохиолдолд анивчих болно. Ноорог нь алдааны дараа үргэлжлүүлэхийг оролддог боловч амжилтанд хүрч чадахгүй байж магадгүй юм.

Алхам 3: Бодит өгөгдлийг бүртгэх

Бодит өгөгдлийг удаан хугацаанд бүртгэх үед харилцаа холбооны модулийг D0/D1 тээглүүрт холбож, бүртгэлийг алсаас хянах, хянах нь илүү тохиромжтой байдаг. Энд Bluetooth Mate Silver модулийг анхдагч тохиргоо, 115200 бод, тоног төхөөрөмжийн гар барих (RTC, CTS), пин код 1234 ашиглан ашигласан болно.

Анхаарна уу: Mate Silver модульд тэжээл асаахад энэ нь тохируулгын горимд орж, хурдан улаан гэрэл анивчиж, 60 секундын турш ажиллах болно. Энэ хугацаанд та модулийг тохируулахын тулд цуваа холболтоор $$$ илгээж болох боловч модулийг холбож чадахгүй байна. Улаан гэрэл удаан анивчихад bluetooth модуль нь холболтыг хүлээн авах болно.

Teensy32AnalogLogger.ino дахь COM_SERIAL -ийн тодорхойлолтыг Serial1 -ийн тоног төхөөрөмжийн цуваа (D0/D1) холболт болгон өөрчилнө үү.

COM_SERIAL Цуврал1 -ийг тодорхойлох

Компьютертэй хослосны дараа компьютер дээр шинэ COM порт үүсгэсэн бөгөөд бүртгэлийг бүртгэх, хянах, хянахад CoolTerm -ийг ашиглаж болно. WiFi эсвэл BLE зэрэг цуваа холболтын бусад модулийг ашиглаж болно, дэлгэрэнгүй мэдээллийг Android/pfodApp -ийн удирддаг Arduino UNO/Mega Starter -ээс үзнэ үү.

Та мөн Android гар утаснаасаа Bluetooth терминал гэх мэт bluetooth терминал аппликэйшн ашиглах, эсвэл TCP Telnet Terminal Pro гэх мэт WiFi, TCP терминал програм, Uart to BLE mdoule болон BLE терминал апп ашиглан бүртгэл хөтлөх, хянах боломжтой. nRF UART V2

Алхам 4: ADC оролтын сонголтыг хязгаарлах

Teensy 3.2 нь ADC_0 ба ADC_1 гэсэн хоёр тусдаа ADC техник хангамжийн модулийг бичил процессортой болгосон тул хоёр оролтыг нэгэн зэрэг дээжлэх боломжтой. Энэ нь мөн олон тооны ADC дээжийг авч, үр дүнг эргүүлэхээс өмнө дунджаар авдаг тоног төхөөрөмжийн дундажтай.

Оролтыг ADC_0, ADC_1 руу холбох хязгаарлалтууд байдаг. Teensy3_1_AnalogCard-p.webp

Дүгнэж хэлэхэд: -GND ADC_0-д заасан +вольт нь A0-аас A9, A10, A11, A12, A14-ээс унших боломжтой ADC_1 нь A2, A3, A10, A13, A15-аас A20 хүртэл унших боломжтой. уншиж чадахгүй бол буцаана 0 (үргэлж)

Энэхүү төсөл нь A2, A3 ашигладаг бөгөөд тус бүрийг ADC_0 эсвэл ADC_1 ашиглан үзэх боломжтой.

Алхам 5:.bin файлуудыг.csv файл болгон хөрвүүлэх

Teensy32AnalogLogger.ino нь дээжийг logxx.bin файлд хоёртын хэлбэрээр хадгалдаг. Teensy32AnalogLogger.ino нь гүйлтийн талаархи мета өгөгдлийн log.met файлыг хадгалдаг.

Та SDtoCSV.jar (эх код SDtoCSV_src.zip) ашиглан.bin файлуудыг.csv болгон хөрвүүлж, цаашид боловсруулж болно. SD картнаас хамгийн багадаа 70Gig хоосон зай бүхий компьютерийн хатуу диск рүү хуулж, SDtoCSV.jar -ийг ижил директор руу хуулж ав. Тухайн директорт командын цонх нээгээд ажиллуулна уу

java -jar SDtoCSV.jar бүртгэл

Хэрэв таны компьютерт Java суулгаагүй бол www.java.com дээрээс суулгаарай

SDtoCSV нь log.met файлыг боловсруулж, дараа нь лавлах дахь боломжтой logxx.bin файл бүрийг боловсруулж,.bin тус бүрт.csv файлыг гаргана.. Csv файлын дээжийн дарааллын дугаар, дараа нь хоёр уншилт байна.

30303 удаа/сек дээж авсан 2 adc унших жишээ консолын гаралтыг энд харуулав, output.txt. Энэ нь алдагдсан дээжийг хэрхэн мэдээлдэг болохыг харуулж байна. (Эцсийн ноорог дээрх буферын тоог хоёр дахин нэмэгдүүлсэн нь эдгээр орхигдсон дээжийг зассан болно)

CS_ хөрвүүлэлт рүү SD_Logging. SDtoCSV.log дэвшилт болон алдааны мэдээг шалгана уу. Log00 боловсруулж байна 256000 блок боловсруулж байна Log01 боловсруулсан 256000 блок… Боловсруулах бүртгэл25 Боловсруулсан 256000 блок Боловсруулах бүртгэл26 Боловсруулсан 256000 блок Боловсруулах бүртгэл27 Боловсруулсан 256000 блок Алдагдсан дээж: 2715 Боловсруулах бүртгэл28 256000 блок боловсруулсан… Боловсруулах бүртгэл29 256000 блок боловсруулсан… Боловсруулах бүртгэл47 Боловсруулсан 256000 блок Боловсруулах бүртгэл48 Боловсруулсан 35935 блок --- Боловсруулсан боловсруулалт

SDtoCSV.log гэсэн бүрэн бүртгэлийн файлыг SDtoCSV -ийн ажиллуулах бүрт хавсаргадаг. Энэ нь мета өгөгдлийн гаралт болон аливаа алдааны мэдэгдлийг агуулдаг. Энд тоо: 254 нь тухайн блокт хадгалагдсан өгөгдлийн тоо, өөрөөр хэлбэл нэг блокод 127 дээж x 2 adc уншилт. MissSamples нь.csv гаралт дахь уншсан хос хосын тоо юм.

=== CSV хөрвүүлэлт рүү SD_Logging хийх бүртгэлийн файл 7 -р сарын 13 13:19:51 AEST 2019 Console дээрх явцын мэдээг харахын тулд java -jar SDtoCSV.jar үндсэн файлын нэрийг 'log' мета өгөгдлийн хувилбар: 0 (Little Endian) sampleInterval uS: 33 adcBits: 10 adcAvgs: 4 pin Тоолох: 2 зүү: 16, 17 дээж PerBlock: 127 noBufferBlocks: 28 үргэлжлэх хугацаа mS: 51649820 ажиллахыг хүссэн цаг mS: 106216704 maxBuffersАшигласан: 32 Анхааруулга: боломжтой буферийн тооноос давсан байна (28). Зарим дээж байхгүй байж магадгүй. maxLatency uS: 221476 Анхааруулга: Буфер блокоор өгсөн хугацаанаас хэтэрсэн (117348uS). Зарим дээж байхгүй болно. maxFileOpenTime uS: 20998 орхигдсон Таймер: 0 дутуу Дээж Нийт: 2715 нийтБлок Бичсэн: 12323935 нийтЖагсаалт Бичсэн: 1565139665 Боловсруулах log00.bin боловсруулсан 256000 блок Боловсруулалт log01.bin 256000 блок боловсруулсан… Log26.bin боловсруулж байна 256000 блок боловсруулж байна log27.bin !!! Блок: 57696 тоо: 254 дутуу Дээж: 2339 !!! Блок: 57697 тоо: 254 дутуу Дээж: 376 Боловсруулсан 256000 блок --- Алдагдсан нийт дээж: 2715

Боловсруулах бүртгэл28.bin 256000 блок боловсруулсан

… Боловсруулах log47.bin 256000 блок боловсруулсан Log48.bin боловсруулсан 35935 блок --- Боловсруулсан боловсруулалт

Log00.csv гаралтын файлын жишээ бол

SampleCounter (33uS тутамд), 16 -р зүү, 170, 248, 205 1, 273, 195 2, 228, 337 3, 360, 302 4, 355, 369 5, 220, 281…

Дээж тоолуур нь файлаас файл руу нэмэгдэх тул цагийн тамга болгон ашиглаж болно. Хэрэв дутуу дээж байгаа бол дээж тоолуурыг дараагийн мөрийг гаргахаас өмнө тооллогын тооллогыг нэмэгдүүлснээр тоолуур/цагийн тэмдэг нь бүртгэгдсэн дээжийн хувьд үнэн зөв хэвээр байх болно.

Алхам 6: Код болон өргөтгөлүүдийн талаархи сэтгэгдэл

Teensy32AnalogLogger бол түүний SdFat Arduino номын санд байдаг Билл Грейманы AnalogBinLogger жишээний нэлээд өөрчлөгдсөн хувилбар юм. Энд номын санг Teensy 3.2 дээр ажиллуулахаар дахин бичсэн болно.

Teensy32AnalogLogger нь түүврийн интервалыг тохируулахдаа timer0 -ийг ашигладаг. Timer0 -ийн тасалдлын зохицуулагч нь ADC -ийн хоёр хөрвүүлэлтийг эхлүүлдэг. Хоёрдахь ADC модулийн тасалдлын зохицуулагчийг хоёуланг нь дуустал байнга дууддаг бөгөөд ихэвчлэн ADC_0 -ийг эхлүүлсэн эхний ADC модуль нь хоёрдахаас өмнө дуусах тул тасалдаг зохицуулагчийг ганцхан удаа дууддаг. ADC_1 тасалдлын зохицуулагч нь дээжийг өгөгдлийн буферт хадгалдаг.

Үндсэн давталтад (), storeSampleBuffer () нь бүх буферийг SD картад хадгалж, буферийг хоосон буфер дараалалд дахин боловсруулдаг. Teensy 3.2 дээр их хэмжээний RAM байдаг тул олон тооны буфер хуваарилах боломжтой байдаг тул storeSampleBuffer () руу байнга залгах шаардлагагүй байдаг. Энэ нь үндсэн давталт () процессын команд болон гаралтыг илгээх гэх мэт бусад ажлыг хийх цаг үлдээдэг.

Өргөтгөлүүд

Энэхүү төсөл нь өндөр хурдны өгөгдөл бүртгэгчийн үүргийг гүйцэтгэдэг боловч бүрэн элэгддэг тул үүнийг савлаж, батерейны систем, ЭКГ мэдрэгчийг нийлүүлэх шаардлагатай хэвээр байна. Үүнээс гадна зарим өргөтгөлүүдийг анхаарч үзэх хэрэгтэй.

1. Долгионы хэлбэрийн агшинг харуулахын тулд pfodApp -ийн график функцийг ашиглан pfodApp -ээр дамжуулан түүвэрлэсэн долгионы хэлбэрийн бодит цагийн хяналт, хяналтыг нэмнэ үү.
2. Түүвэрлэлтийг илүү удаан явуулахын тулд файлын тоог 99 -ээс дээш болгоно
3. 2 -оос дээш оролтын дээж. Teensy 3.2 нь давхар ADC модулиудтай тул дээж авах хурдыг нэмэгдүүлэхийн тулд хос нэмэлт оролтыг нэмж кодоо өөрчилж болно.
4. Зайны цэнэгийг хянахын тулд батерейны хяналтыг нэмнэ үү. Teensy 3.2 нь bluetooth болон SD модулийг оролцуулаад 24 цагийн турш 1100 мАч зарцуулдаг боловч мэдрэгчийн модулийг оруулаагүй болно.
5. Бүртгэлийг тасалдуулахгүйгээр батерейг өөрчлөх боломжийг олгохын тулд батерейны хос тэжээлийн хэлхээг нэмнэ үү.