基于陣列波導(dǎo)光柵(AWG)的心動檢測系統(tǒng)的研究.pdf

1、心動信號是隨心臟的收縮和舒張產(chǎn)生的信號，通過對心動信號的檢測與分析能夠了解人體的健康狀況，發(fā)現(xiàn)心腦血管疾病。智能服裝是信息學(xué)科、材料學(xué)科、紡織學(xué)科及其它相關(guān)學(xué)科結(jié)合與交叉的產(chǎn)物。它能夠監(jiān)測人體外部環(huán)境或內(nèi)部狀態(tài)的變化，具有攜帶方便、實時監(jiān)測等特點。研究具有心動信號檢測功能的智能服裝對心血管疾病的及時發(fā)現(xiàn)與治療具有很高的應(yīng)用價值。
　　本文對基于陣列波導(dǎo)光柵的心動檢測系統(tǒng)進(jìn)行了研究，在分析了光纖光柵傳感原理和陣列波導(dǎo)光柵工作原理，以

2、及比較了光纖光柵各解調(diào)方法的基礎(chǔ)上，提出了一種基于陣列波導(dǎo)光柵(AWG)的心動檢測系統(tǒng)設(shè)計方案;利用陣列波導(dǎo)光柵設(shè)計了系統(tǒng)的光路，包括ASE光源、光隔離器、耦合器、陣列波導(dǎo)光柵和光電探測器;以ARM芯片STM32F103ZET6為核心設(shè)計了系統(tǒng)解調(diào)電路的硬件，包括光電轉(zhuǎn)換電路、信號調(diào)理電路、ARM處理器電路、電源電路和串口通信電路;采用C語言編寫了ARM處理器電路的軟件，包括主程序、波長解調(diào)算法子程序、A/D采樣子程序、串口通信子程序和

3、D/A轉(zhuǎn)換子程序;提出了一種AWG解調(diào)通道自動選擇的方法，實現(xiàn)了解調(diào)通道的自動選擇，提高了心動檢測系統(tǒng)的檢測精度;在分析了陣列波導(dǎo)光柵各補償方法的基礎(chǔ)上，提出了一種基于補償光柵的陣列波導(dǎo)光柵溫度補償方法，實現(xiàn)了對陣列波導(dǎo)光柵中心波長溫度漂移的補償，并進(jìn)行了實驗驗證;搭建了基于陣列波導(dǎo)光柵的心動檢測系統(tǒng)實驗平臺，進(jìn)行了實驗，結(jié)果表明，該系統(tǒng)能夠利用光纖光柵傳感器實現(xiàn)動靜態(tài)信號的解調(diào)和心動信號的檢測，解調(diào)誤差僅為5pm，達(dá)到了設(shè)計要求。