2020 TI杯电赛A题分析:无线运动传感器节点设计

2020年10月16日

#文末有彩蛋#

今年TI杯电赛,又一次让大家见识到,这项中国著名赛事的紧张和见真功夫。老规矩,为了协助赛队快速上手,在器件清单公布之初,德研工程师连夜地把ADS1292,LMT70做成易用上手快的模块。A题中,竞赛要求使用基于TI模拟前端芯片ADS1292和温度传感器LMT70设计制作无线运动传感器节点,节点采用电池供电,要求能稳定采集和记录使用者的心电信息、体表温度和运动信息。看到赛题以后,我们分析了一下赛题之中的要求,涉及心电测量,温度测量,计步测量,属于传统电赛仪器仪表及信号处理类的的范畴,因为器件提前一个月公布,所以很多参赛的同学已经提前做了准备,但是在这几天我们还是收到了很多同学关于本次竞赛的一些困惑,集中表现在信号处理上,现汇总如下:

 

ADS1292

 

LMT70

一:LMT70温度传感器的数据处理

因为LMT70温度传感器的温度与电压信号有较好的线性关系,可以通过手册中的线性拟合和查表法进行温度的计算,获得的温度数据可以通过基本的均值等滤波算法进行处理,需要注意的是,题目中要求温度采样率不低于10 次/分钟。

二:心电数据的处理

1.ADS1292获取数据的验证,可以通过心电模拟器采集标准的方波或尖角波等进行验证。

 

 

2.心电图数据的处理

通过模拟器可以获取正常的心电数据,但是实际采集的人体心电波形,会伴有工频和高频噪声,需要进行滤波器进行处理。可以通过matlab或者python进行数字滤波器设计,处理信号(具体流程可见文末)。

 

 

 

ADS1292心电采集模块

 

真人心电信号采集(含工频和高频噪声,需滤除)

 

滤波器设计一(滤除工频50Hz)

 

滤波器设计二(低通滤波0-200Hz)

 

滤波器设计三(MAF滤波)

三:加速度传感器/6轴姿态传感器的数据处理

计步器的核心在于对三轴加速度传感器数据的处理,计步算法流程如下:

在正式评测以后,我们也将会提供完整的赛题解决方案,小伙伴们敬请期待哦!

文末福利

《ECG信号处理-滤波器设计》

链接:https://pan.baidu.com/s/1eqzgJEYBHyBKjGxyhr8EGw

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