專題的動機來由於心電圖(ECG)資料如果不經過壓縮而儲存會非常佔用儲存空間，將導致大大地降低其實用性與即時性，但也不能因為壓縮過程而導致過大的失真。而此心電圖壓縮系統最主要的特點在於能解決傳統小波轉換所產生的錯誤傳播(error propagation)與字元增長效應(word-length growth effect)。 此心電圖壓縮系統所考慮的重點為在高壓縮率的同時不能產生太大的失真，即壓縮率(Compression Ratio, CR)與失真度 (Percentage of Root mean square Difference, PRD)間的權衡(trade-off)，以保留原始資料的辨識度。而在此心電圖壓縮系統的演算法中共細分為轉換(RRO-NRDPWT)、 量化(Non-Linear Dynamic Quantization)與無失真編碼(1-D SPIHT)等三大部分，而 1-D SPIHT(Set Partitioning in Hierarchical Trees)為此系統所採用的編碼演算法，因為其對小波轉換係數有較高的壓縮效率。主題即為把此心電圖壓縮系統中的 1-D SPIHT 無失真編解碼演算法加以 FPGA 硬體實現化。

1. 心電圖
組員:田凱文、吳國士、 林忠億、 林冠廷、 陳伯嶧、 郭鴻基
組長:林高生

2. 專題動機
由於國人罹患心臟疾病比例逐日拉高 在
家照護系統所測量心電圖生理參數也逐
漸普及化 但產品價格不便宜攜帶不便
一般民眾無法驗證居家照護系統功能是
否正常 我們想把心電圖給普及化

3. 心電圖量測方法

4. 大綱
1
專題動機
* Description of the contents
2
系統架構
3
開發流程
4
實作過程
5
任務分配
6
結論
大綱

5. 田凱文
陳伯嶧
林冠廷
吳國士
郭鴻基
演算法設計
林忠億林高生
電路設計
GUI 設計
APP設計
韌體設計
機構設計
任務分配
專案管理

6. 開發流程圖
計畫階段 實驗階段 開發階段
數據處理
階段
演算法處理 機構展示
機構繪製與製作
反饋，驗證措施
企劃
產品設計和開發
實驗和驗證
數據演算法處理

7. 原理

8. 心電圖量測方法

9. 電路圖

10. Layout 圖

11. 系統架構圖(心電圖組)

12. 系統規格
AD8232心電量
測模組
硬體 軟體
Python GUI
FreeMat
APP
ProE
Keil_uVision5
ARM

13. 主程式
Main loop
1
2
3
5 4
7
8
6
--初值化處理 --
Initial( )
-- 開機重置 --
Power on, Reset
-- LCD畫面初值化處理 --
InitalLCD( )
-- 選鈕按鍵處理--
RotaryHand( )
-- 前端類比信號處理 --
AfeHand( )
--顯示幕功能及信號顯示處理--
Glcd( )
--信號傳送接收處理--
RxHand( )
--功能選擇 --
FunHand( )
韌體流程架構

14. Clock
Initial clock for HXT
Initial Timer
Initial ADC
Initial Rotary+Key
Initial AFE module
Timer Uart ADC Graphic
LCD
Rotary AFE(AD8232)
Initial UART for BT, USB
Initial Graphics LCD
韌體程式

15. 演算法設計規劃 量測心電圖規劃

16. Python GUI 量測狀態
GUI開發主要是用Python這款語言
原本是用pygame來作開發,製作中發現
畫面不優,轉而用python的函式庫 TK
EASYGUI matplotlib來製作

17. Python GUI 量測狀態

18. 心電圖訊號 呈現

19. APP介面 (心電圖)

20. 機構設計圖
為包裝電路板之結構設計，模擬示意桌上型本來考慮攜帶型設計了連結的機構但總體結
構太大，不方便攜帶，故改桌上型

21. 簡易爆炸圖

22. 目標微小化:
攜帶型(縮小版)
量測端:60*60*15(mm)設計夾子可以夾在衣
領上
精簡化後主機端APP化、電腦端化、簡易主
機端量測端可直接與主機端配對連線
機構設計

23. 實驗結果

24. 由於現有設備材料限制，體積過大而不適於穿戴，故設計成桌
上型。
未來朝向輕便且易於攜帶的設計風格。
結論