【瘋殼·智能穿戴開發(fā)教程9】開源藍(lán)牙心率防水運(yùn)動(dòng)手環(huán)-心率監(jiān)測(cè)

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開源藍(lán)牙心率防水運(yùn)動(dòng)手環(huán)

——瘋殼·智能穿戴開發(fā)系列   

心率監(jiān)測(cè)   

    1心率測(cè)量原理簡(jiǎn)介

    我們手環(huán)的心率測(cè)量， 采用的是 PPG 光電容積脈搏波描記法原理（PhotoPlethysmoGraphy）。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是利用血液中透光率的脈動(dòng)變化，折算成電信號(hào)，對(duì)應(yīng)的就是心率。
    當(dāng)一定波長(zhǎng)的光束照射到皮膚表面時(shí)，光束將通過反射方式傳送到光電接收器，在此過程中由于受到皮膚肌肉和血液的吸收衰減作用，檢測(cè)器檢測(cè)到的廣強(qiáng)度將減弱。其中皮膚、肌肉組織等對(duì)光的吸收在整個(gè)血液循環(huán)中是保持恒定不變的，而皮膚內(nèi)的血液，容積在心臟作用下呈搏動(dòng)性變化。當(dāng)心臟收縮時(shí)外周血容量最多光吸收量也最大，檢測(cè)到的反射光強(qiáng)度最小。而在心臟舒張時(shí)，檢測(cè)到的光強(qiáng)度最大，使光接收器接收到的光強(qiáng)度隨之呈脈動(dòng)性變化。最后，我們通過DA14580 的 ADC 采集光接收器的電信號(hào)，計(jì)算出心率。
    2硬件設(shè)計(jì)

    我們的心率傳感器由兩部分組成，如下圖所示。

    第一個(gè)張圖 HY1303 其實(shí)是一個(gè) LED 和一個(gè)光傳感器，將采集到的光強(qiáng)轉(zhuǎn)換成電壓，從第 6 引腳輸出。然后通過第二張圖 HY232 放大電壓。

   
    圖 1

   
    圖 2

    3軟件設(shè)計(jì)


    第一步，就是系統(tǒng)的初始化。

     
    代碼1

    由于本次要使用串口打印，我們就設(shè)置串口管腳，使能串口，對(duì)串口進(jìn)行初

    始化。
    GPIO_ConfigurePin(UART2_GPIO_PORT, UART2_TX_PIN, OUTPUT, PID_UART2_TX, false);
    GPIO_ConfigurePin(UART2_GPIO_PORT, UART2_RX_PIN, INPUT, PID_UART2_RX, false);
    SetBits16(CLK_PER_REG, UART2_ENABLE, 1);
    // Initialize UART component
    uart2_init(UART2_BAUDRATE, UART2_DATALENGTH);
    我們的心率需要的采樣周期是 4ms 到 10ms，這里用 的是 10ms，就需要通過 void my_timer_init(void)開啟一個(gè)定時(shí)器。

   
    代碼2


    每 過 10ms ， 定 時(shí) 器 0 就 會(huì) 產(chǎn) 生 一 次 中 斷 ， 進(jìn) 入 回 調(diào) 函 數(shù)

    timer0_general_user_callback_function，在回調(diào)函數(shù)中，我們就使用 ADC 采集數(shù)據(jù)。
    最后通過函數(shù) ADC_CAPTRUE(adc_heart ,&hr_capture)就可以得到心率值。adc_hreat 是 ADC 數(shù)字電壓，hr_capture 就是心率值了。

   
    代碼3

   
    代碼4

    4實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

    首先，插好 Jlink 和 USB 轉(zhuǎn)串口，然后打開打開串口調(diào)試助手。


    （1）選擇串口號(hào)，我們圖中是 COM1，這個(gè)根據(jù)實(shí)際情況選擇。

    （2）配置串口參數(shù)，波特率為 115200，數(shù)據(jù)位 8，停止位 1，沒有校驗(yàn)位和控制流，與下圖一致。
    （3）點(diǎn)擊打開串口。

   
    圖 3
    配置完串口之后，打開我們提供的代碼。

    （1）點(diǎn)擊仿真按鍵。

   
    圖 4
    （2）點(diǎn)擊運(yùn)行代碼。
       
   
    圖5


    完成之后，就能看到串口調(diào)試助手接收框信息如下。

   
    圖 6



如需定制開發(fā)，請(qǐng)通過官網(wǎng)“瘋殼”網(wǎng)頁(yè)底部的“聯(lián)系我們”進(jìn)行聯(lián)系

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2022-8-30 11:56 上傳

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