生理信号多通道采集与实时波形显示系统

项目背景与难点

该医院在生理信号数据采集与监控场景中，原有流程主要依赖便携设备自带屏幕人工读数，无法将多路信号同步汇聚到同一平台；记录结果分散，历史数据难以按时间追溯，后续分析与报告整理耗费大量人力。同时，现场对设备接入方式有明确预期，要求通过BLE与下位机建立无线通讯，降低线缆束缚。

技术难点集中在三方面：一是需要兼容PPG、心率/血氧/HRV、加速度计与陀螺仪等多类协议，并在同一界面上实时呈现；二是高频数据连续写入时既要保证波形流畅，又要确保落库不丢数；三是电刺激参数（频率、脉宽、幅度、脉冲模式）需经过合法性校验后可靠下发，且采集频率需支持范围配置。开发过程中发现BLE方案在Windows环境下的适配复杂度较高，实际交付改为USB串口链路，属于方案性调整，需在后续验收中明确。

软件交付内容

敏洽交付的软件为面向生理信号采集的WPF上位机系统，包含通讯层、解析层、显示层、存储层与业务界面。通讯层通过USB串口与下位机连接，支持CH340设备自动发现，免去手动选择端口；按文本帧拆包并事件化分发。解析层覆盖三路协议：PPG整型数组、心率/血氧/RMSSD/SDNN四项指标、加速度与陀螺仪六轴数据，兼容下划线与空格键名。

显示层提供PPG、三轴加速度、三轴陀螺仪、RMSSD、SDNN等多路实时波形，支持滑动时间窗、渐进渲染与全屏放大；存储层采用SQLite自动建库建表建索引，以会话为单位保存采集参数与明细数据，四路数据齐全后事务批量写入。另提供历史查询窗口，可按起止日期倒序检索会话，异步加载明细预览，并导出12列全字段CSV报表。电刺激参数设置窗口支持频率、脉宽、幅度、脉冲模式四项校验，封装为0xCC帧下发下位机。设备日志分级着色，连接状态与脱指信号均有界面提示。

实施成果

系统上线后，多路生理信号从“分散读取”变为“一屏统览”，现场操作人员可同时观察PPG、心率、血氧、HRV及姿态数据，并在波形暂停、全屏放大等功能辅助下快速发现问题。自动串口发现显著减少部署调试时间，免去手动设置串口的步骤；会话式记录让每次采集都有独立编号，进入历史查询即可按时间范围找回原始数据。

数据管理与交付形态得到规范：CSV报表包含12列完整字段，可直接用Excel打开，便于科研与临床人员二次分析；电刺激参数下发前经过范围校验，避免误设无效值。脱指与通讯异常通过日志和状态灯及时提示，降低了无效采集时长。当前系统已完成采集、解析、显示、存储、查询、导出与参数下发的全链路交付，为后续升级（如恢复BLE通讯、补齐自动调参和采集频率配置）保留了清晰的扩展边界。

关键指标