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心电自动分析系统的研究

心电自动分析系统的研究

作者：李雪飞重庆大学

学位级别：硕士

心血管疾病是当今危害人类健康的主要疾病之一,心电图检查是临床上诊断心血管疾病的重要方法。心电图准确的自动分析与诊断对于心血管疾病的诊断起着关键作用。随着计算机技术、数字信号处理技术、人工智能等先进理论的发展,心电计算机... 详细信息

心血管疾病是当今危害人类健康的主要疾病之一,心电图检查是临床上诊断心血管疾病的重要方法。心电图准确的自动分析与诊断对于心血管疾病的诊断起着关键作用。随着计算机技术、数字信号处理技术、人工智能等先进理论的发展,心电计算机自动分析技术的研究也不断向纵深发展。将心电自动分析技术用于动态心电图中,使用计算机对所记录的长达24小时的心电数据进行自动分析处理,可以大大减轻海量数据给医生带来的负担。本研究总结了前人的成果,提出了一种医师经验与工程分析手段结合的研究模式。由于涉及的内容过多,实际研究采用了一种动态可扩展的框架。在现阶段的研究中,主要以模拟医师临床诊断经验为主,并结合工程上的数据分析手段进行部分病例的判别研究。目前,本研究主要展开了以下几方面的工作:①介绍一种以提升小波变换实现心电信号滤波处理的方法。原始心电信号中存在三种主要干扰:肌电干扰、基线漂移和工频干扰。该方法首先采用提升小波变换将原始心电信号分解为不同频段下的逼近信号和细节信号。其次根据心电信号的特征,用阈值滤波方法对细节信号进行处理,最后再用提升小波逆变换重建心电信号,就能实现心电信号中主要干扰的消除。②研究了基于下采样的心电特征点的标定。该方法首先对滤波后的心电信号进行下采样,使得心电数据量大大减少;其次在下采样的心电信号中利用幅值和一阶导数划分各个心拍及对每个心拍的P波、Q波、R波、S波、T波的识别;最后对下采样得到的各个特征点进行更新,从而完成心电特征点的标定。下采样检测算法基本不受采样频率的影响,幅值和一阶导数采用自适应阈值选择技术,并采用回溯技术对可能遗漏的R波进行再次检测,使得R波的识别能够达到较高的准确率,从而为后续的分析工作奠定了良好的基础。③研究了心律失常和波形分类的识别算法。该方法通过检测每个心拍中各个特征点之间的时间差和幅度差,以及与临近心拍之间的各个特征点的时间来确定心拍是否正常。对每类心律失常的波形进行相似性划分,使得众多心拍被划分为十几种不同特征的波形。该检测算法可以根据病人心电波形的自身特点来进行差异性参数阈值选择,并且能够达到满意的分类效果。④研究了嵌入式平台的构建。嵌入式系统可运行于多种硬件平台,可裁剪,性能优异,应用软件丰富,使用成本低,强大的网络功能,GUI(图形用户界而)开发支持和丰富的开发技术资源使得它在医疗软件开发中的地位越来越显著,嵌入式平台采用linux操作系统,linux系统源码开放,并且有个庞大的支持者群体,开发技术文档齐全,对于编写GUI程序提供了良好的开发平台。⑤编写了嵌入式心电自动分析软件。该软件采用qt开发编写的。软件包括病历库的管理,心电波形的显示,心电信号的滤波,特征点标注、心律失常分析、波形分类等功能。该软件可以处理不同采样频率的心电数据,一至十二通道的心电数据,并可局部放大心电信号供医师查看和编辑。同时软件对上述算法进行了直观的验证。

关键词：心电图提升小波阈值 QRS波检测心律失常波形检测

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刚挠结合板的孔金属化研究

刚挠结合板的孔金属化研究

作者：汪洋电子科技大学

学位级别：硕士

刚挠结合板孔金属化是指在双面或多层刚挠结合板中用化学镀铜和电镀的方法使绝缘孔壁上镀上一层导电金属使层间导线实现相互连通的工艺。该孔金属化工艺是整个刚挠结合板生产制造工艺的核心,包括钻孔、去钻污、化学镀铜、电镀铜等工序... 详细信息

刚挠结合板孔金属化是指在双面或多层刚挠结合板中用化学镀铜和电镀的方法使绝缘孔壁上镀上一层导电金属使层间导线实现相互连通的工艺。该孔金属化工艺是整个刚挠结合板生产制造工艺的核心,包括钻孔、去钻污、化学镀铜、电镀铜等工序。金属化孔要求有良好的机械韧性和导电性、镀铜层均匀完整、焊接盘无起翘、孔内无分层、气泡。随着电子产品向着小型化、轻型化发展以及高密度封装技术的出现,PCB(printed circuit board)在设计与制造结构上有了全新的发展,对孔金属化技术提出了更高的要求。PCB,特别是刚挠结合板的层数越来越多,孔径越来越小,孔金属化工艺越来越难处理,已经成为困挠整个刚挠结合板大量生产的技术瓶颈。本文介绍了刚挠结合板的现状及发展前景,阐述了孔金属化的相关原理、工艺,以及它们的最新发展,重点研究了应用于刚挠结合板孔金属化的特殊工艺路线和化学沉铜配方。刚挠印制电路板所用材料与刚性印制电路板及挠性印制电路板的所用材料不同。刚性印制电路板所用的基板材料主要是由环氧或改性环氧树脂玻璃布等材料组成,挠性印制电路板基材主要是由聚酰亚胺和丙烯酸树脂,这些材料的Tg温度较低,高速钻头所产生的热量,易在PCB板孔内形成大量的腻污,导致孔金属化不良。传统的刚性印制电路板生产中所用的碱性高锰酸钾去钻污工艺,易导致挠性层和刚性层发生起泡、分层;通过查找国内资料和总结实际生产经验知道,当前对刚挠结合板去钻污有效的方法是等离子清洗物理去钻污法和PI调整溶液化学去钻污法。应用正交设计法对等离子清洗去钻污和PI(聚酰亚胺)调整去钻污工艺进行工艺参数的优化。基于实验结果,得出PI调整去钻污对环氧材料不起作用,不适合应用于刚挠结合板的生产;而Plasma去钻污工艺能够同时对聚酰亚胺和环氧材料进行蚀刻,在6～10min之内,能达到8～15μm的凹蚀深度,其作用效果非常理想。并对实验数据进行多元回归,得到了因素对清洗效果的非线性回归方程,经过实验验证了回归方程的正确性。并以蚀刻速率为参考,分析了在对聚酰亚胺树脂和改性环氧材料的Plasma(等离子)蚀刻中各个因素对等离子清洗蚀刻速率的

关键词：孔金属化去钻污沉铜刚挠印制电路板正交设计法均匀设计

基于嵌入式计算机的电力设备紫外内窥系统的研究

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基于嵌入式计算机的电力设备紫外内窥系统的研究

作者：文军重庆大学

学位级别：硕士

电力事业的发展越来越快,对电力系统中变电站、输电线路以及发电厂中的电力设备的长期安全运行要求也就越来越高,为了防止重大意外事故的发生,对电力设备进行状态监测和故障诊断就显得非常重要。针对高压电力设备局部放电对电力系统安... 详细信息

电力事业的发展越来越快,对电力系统中变电站、输电线路以及发电厂中的电力设备的长期安全运行要求也就越来越高,为了防止重大意外事故的发生,对电力设备进行状态监测和故障诊断就显得非常重要。针对高压电力设备局部放电对电力系统安全运行造成重大影响的现状,研究了一套基于嵌入式系统的电力设备的紫外内窥系统,该系统主要是由紫外内窥探头、嵌入式计算机系统和GPRS模块构成。利用日盲型的紫外传感器,可以通过检测特定波长的紫外线来正确检测电力设备的放电。通过对电力设备内部特殊环境的研究,将紫外放电检测和视频内窥技术相结合,实现了基于无线GPRS的电力设备紫外放电的远程实时在线监测。模拟试验和高压放电试验证明了该系统能够可靠地运行,有效地防止由放电引起的电力事故的发生。本论文完成的主要工作如下:①研究了紫外内窥系统的整体需求、图像采集技术、嵌入式计算机技术、紫外脉冲检测原理和GPRS无线通信技术;②研究了紫外内窥系统的硬件系统设计。其中包括嵌入式计算机硬件平台的构建、紫外内窥探头的研制和GPRS模块的选择。在嵌入式硬件平台构建中选择了ARM9芯片;在探头的研制中选择了Mini型的CMOS摄像头和HAMAMATSU公司的R2868紫外传感器;在GPRS模块中选择了西门子公司的MC35模块;③研究了基于Linux的嵌入式软件系统的开发流程。其中包括虚拟机的搭建,嵌入式Qt的研究与应用和基于嵌入式Qt的软件开发流程;④研究了紫外内窥系统的软件系统设计。其中包括嵌入式计算机软件平台的构建、基于Qtopia的紫外内窥系统的软件设计和基于GPRS网络的软件设计。在嵌入式计算机软件平台的构建中,研究了嵌入式系统的引导程序、Linux系统、驱动程序、文件系统和图形界面Qtopia;在基于Qtopia的紫外内窥系统的软件设计中,研究了视频图像的采集过程和紫外脉冲检测的实现;在基于GPRS网络的软件设计中,研究了Linux下的串口程序设计和GPRS程序设计。本系统的研制为电力设备的状态监测和设备检测探伤可提供数据基础和技术保障,对紫外内窥新技术的推广应用有着很大的现实意义。

关键词：电力设备嵌入式计算机图像采集紫外传感器内窥技术

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基于CAN总线的温度检测系统的研究

基于CAN总线的温度检测系统的研究

作者：林吉海重庆大学

学位级别：硕士

温度检测应用于工厂、电力、楼宇、冶金、粮仓、元器件老化等行业自动化领域。CAN总线是一种具有国际标准的现场总线,它具有结构简单、实时性好、可靠性高、抗干扰能力强、成本低等显著优点。本文将现场总线技术用于测量控制仪表中,使... 详细信息

温度检测应用于工厂、电力、楼宇、冶金、粮仓、元器件老化等行业自动化领域。CAN总线是一种具有国际标准的现场总线,它具有结构简单、实时性好、可靠性高、抗干扰能力强、成本低等显著优点。本文将现场总线技术用于测量控制仪表中,使其具有数字计算和数字通信的能力,成为能独立承担检测、控制和通信任务的网络节点,并开发了相应的系统管理软件。本文的主要研究工作如下:分析集散控制系统DCS(Distributed ControlSystem)存在的问题,结合应用需求和现场总线控制系统FCS(Fieldbus ControlSystem)的优点,从性价比出发,提出技术解决方案,分析该方案的可行性;结合实际的工业现场的应用,着重考虑硬件结构的优化、抗干扰能力设计,尽量减少系统的体积和降低硬件的成本,根据设计的硬件电路,采用汇编语言编写相关模块控制程序,建立与上位机的通讯;基于行业系统应用需求,开发了“多点温度巡回检测系统”,实现了单节点、多节点的监控,采用VB进行编程、调试,保证系统最后稳定运行。文中基于CAN总线的智能温度检测节点,可实现现场智能节点间的温度传递及将温度信号快速、准确上传,并可随时在总线上增删现场节点,而不会影响整个系统的工作;同时通过多点温度巡回检测系统,上位机可随时检测现场节点的工况,并及时预报,将系统运行中的风险降低到最小,极大提高企业的管理效率。本系统电路简单、成本低、软硬件保护功能强,组成的系统布线简单、可靠性好,在低成本的自动化领域有着广泛的应用空间。

关键词： FCS DCS CAN总线 DS18B20 SJA1000

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高热流密度数据中心不同冷却系统的能耗分析

高热流密度数据中心不同冷却系统的能耗分析

作者：丁愫天津商业大学

学位级别：硕士

随着5G时代的到来,作为承担着大量数据存储,处理的数据中心呈现出高热流密度,高能耗的发展趋势。服务器的高热流密度导致芯片温度的升高,而芯片温度升高又直接会影响数据中心安全,稳定的运行,甚至可能瘫痪。先进的数据中心热管理系统一... 详细信息

随着5G时代的到来,作为承担着大量数据存储,处理的数据中心呈现出高热流密度,高能耗的发展趋势。服务器的高热流密度导致芯片温度的升高,而芯片温度升高又直接会影响数据中心安全,稳定的运行,甚至可能瘫痪。先进的数据中心热管理系统一方面可以保证服务器芯片在最佳工作温度下运行;另一方面可以根据服务器芯片的工作状态,调节制冷系统的冷负荷,以降低数据中心制冷系统的能耗。因此为了改善数据中心的热管理,国内外很多学者对此进行了多方面的研究。通过本文的国内外研究现状的介绍,可以看出,一些学者将注意力集中在机柜内部散热器结构的优化上从而来提高芯片与流体的换热效率,或者致力于采用不同的冷却介质,例如纳米流体,油等进行服务器冷却,还有一些学者只是考虑制冷系统中制冷设备的配置并未考虑冷却介质的运行工况的优化等。在之前的研究中,发现并没有将冷却系统的冷却水运行工况与机柜芯片的温度结合起来去全面考虑数据中心的热管理,而这在机柜服务器的散热和冷却系统的节能起着更为重要的作用。针对以上的研究,本文研究了三种分别基于冷却塔,风冷式冷水机组,水冷式冷水机组的热功率为4.8 k W的数据中心冷却系统并采用翅片式水冷散热器来冷却机柜服务器中的芯片。首先,本文利用网络热阻模型,对机柜芯片水冷散热单元结构模型进行计算,研究芯片温度与二次冷却水流量和机柜的进口水温之间的关系。得到机柜进口水温恒定,随着二次冷却水流量的增大,芯片温度逐渐降低且趋于稳定。对于满足不同的芯片安全温度,都存在一个最高的机柜进口水温。当满足芯片安全温度在70℃以下时,机柜的最高进口水温为24℃,且所要求的芯片温度越低,能够满足的机柜进口水温也就越低。其次,再利用TRNSYS瞬态模拟软件,分别建立基于冷却塔,风冷式冷水机组,水冷式冷水机组的数据中心冷却系统的模型,基于冷却系统最小能耗,分别对三种冷却方式在不同环境温度下的冷却水运行工况进行优化。得到冷却塔能够满足机柜服务器安全运行的最大环境温度为27℃,最佳机柜进口水温随环境温度基本呈线性变化,且最佳冷却水流量随着环境温度的升高呈指数型增大。对于风冷式冷水机组和水冷式冷水机组冷却系统,得到当冷冻水供水温度为10℃时冷却系统的功耗最小。冷却水的最佳运行工况不变,最佳一次,二次冷却水分别为2.777L/min和2.562L/min,最佳机柜进口水温为12℃,且风冷式冷水机组能满足机柜服务器安全运行的最大环境温度为38℃。比较了三种冷却策略在不同的环境温度下总功率的大小,得到当环境温度不超过27℃,采用冷却塔的冷却方式,当大于27℃小于32℃采用风冷式冷水机组的冷却方式,当环境温度高于32℃采用水冷式冷水机组的冷却方式。最后,建立三种混合冷却模式的数据中心冷却系统,分析数据中心全年运行的最小能耗,PUE,和节能率,得到基于冷却塔,风冷式冷水机组和水冷式冷水机组联合作用的混合冷却模式1的冷却系统总能耗最小,为7630.7 k J,PUE为1.18。基于冷却塔,水冷式冷水机组两个冷却系统联合作用的混合冷却模式3能耗最大,为7957.6 k J。与单一的采用风冷式冷水机组冷却方式相比,三种混合冷却模式的节能率分别可达到58.7%,58.1%和56.9%。

关键词：数据中心参数优化能耗分析节能率混合冷却

基于DOE和Genesis软件应用的高频混压印制电路板研究

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基于DOE和Genesis软件应用的高频混压印制电路板研究

作者：华炎生电子科技大学

学位级别：硕士

随着电子、通信产业快速发展，高速、大容量数据传输的需求越来越大RF、高频高速设计越来越广泛。PCB板上越来越多的运用到高频高速板材来满足信号传输的需求。但是由于高频高速板材价格特别贵，客户从节约成本的角度出发，在PCB结构设... 详细信息

随着电子、通信产业快速发展，高速、大容量数据传输的需求越来越大RF、高频高速设计越来越广泛。PCB板上越来越多的运用到高频高速板材来满足信号传输的需求。但是由于高频高速板材价格特别贵，客户从节约成本的角度出发，在PCB结构设计上采用普通FR-4与高频材料混压的方式来实现。即除了需要走信号层采用高频覆铜板材，以满足高频高速信号传输速度、阻抗匹配、信号完整性等需求，其他层采用常规FR-4板材。这种混压设计对成本控制有很大的优势，但给PCB加工过程带来了一些其它问题。本文重点介绍高频混压PCB开发。通过了解高频板材技术发展趋势分析，高频混压PCB市场需求及高频混压PCB技术发展方向。总结出高频混压PCB工程设计难点。开发一套与高频混板工程设计相匹配的genesis脚本系统满足高频混压板工程自动化设计需求。提高了生产效率、保证合格率。通过建立物理模型方法，对叠板结构进行分析，把PCB板看作一个整体，整个板子结构可以抽象为一个平面四边形。根据经典力学原理，从抽象的物理模型结构上对整个板子受力情况进行系统的分析，找出了高频PCB板翘曲的原因。并从工程设计、加工参数两个方面提出优化，解决了高频混压板翘曲超标问题。提升了高频PCB板的产品合格率。对不同厚度的基铜厚采用回归分析的方法，得出了高精度射频线公差Y与铜厚X的一元线性方程：Y=-0.270+0.151X。方程的相关系数R-Sq（调整）为97.7%，回归方程有意义，模型可信度高。并得出了X的控制范围，从理论上很好的指导了生产。运用实验设计的方法、通过统计软件Minitab的全因子实验设计功能研究了PCB钻孔过程中钻孔参数：转速、进刀量、退刀及钻咀的几何参数：钻尖角、螺旋角、芯厚、沟巾比对钻孔品质的影响。利用Minitab软件对关键实验因子进行全因子实验设计，找出影响钻孔品质的显著因子。然后通过响应面实验设计的方法，得出显著因子的最佳控制参数。通过重复性实验，铜瘤最大值10.93um，远小于IPC规定最大值50um的标准，且孔型良好,孔粗、钉头均满足品质要求。在高频混压板开发过程中，通过方差分析方法、找出了制作高精度射频线铜厚的公差控制范围，很好的指导生产;采用建立模型的方法，找出了影响高频混压板翘曲的主要原因，解决了高频混压板翘曲超标问题。提升了高频PCB板的产品合格率。运用实验设计的方法，研究了钻孔参数、钻咀设计参数对孔壁质量的影响，找出了最佳加工参数。对关键技术难点一一进行攻关，成功的完成了高频混压板的开发，产品的良率达到90%以上，可靠性测试符合IPC要求。并开发一套与高频混板工程设计相匹配的genesis脚本系统。该产品达到了行业先进水平，为公司了获得了良好的经济效益和社会效益。

关键词：高频混压 genesis Minitab 试验设计