基于STM32微处理器和系统的血氧饱和度及心率检测仪

基于STM32微处理器和系统的血氧饱和度及心律测量仪

1、作品简介

一款面向大众的血氧饱和度及心律测量仪。集帧率低、体型小、简易便携为一体。点焊组装好如右图所示。

近些年来，伴随着现代化脚步的推动，人们面临着日渐激化的竞争压力、生活压力，锻练的时间也极其短缺血氧饱和度测试仪 品牌，致使人们患上慢性肝病的概率显著降低。为了让人们在家里就可以及时了解家庭成员的健康状况，甚至还能实时检测患者的身体状况，最终实现对各种易患癌人群的疾患的预测与监控。而在人体常见的生理指标中，血氧饱和度和心律最能反映人体的健康状况。所以我们着手制做了这款血氧饱和度及心律测量仪。

2、作品亮点

对这血氧饱和度和心律两项生理参数进行实时监控并在上位机上实时显示，可以实现在家中能够获知自己身体健康状况的目的，达到防治慢性肝病的疗效。

据悉，测量到的生理数据也可以提供给大夫，便捷其确诊患者的病况。

便捷用户实时了解自身的生理参数变化情况以及帮助研究者对生理数据进行后期剖析研究。针对现有生理参数检测装置外观设计存在的缺陷，本生理参数检测装置设计为指夹式装置，其戴在手腕上贴近皮肤表面的构造促使传感才能挺好的接触皮肤表面，帮助了生理参数的确切获取，同时可降低运动过程中形成的干扰，增强了检测装置的精确性。

同时大型化的设计最大程度地减少了与皮肤的接触面积，因而克服了给用户带来不舒适的缺陷。

3、系统框架图

微处理器模块是整个系统的核心，主要协调各模块之间的工作以及对取样得到的生理讯号进行一定的讯号处理和估算等。

讯号采集模块对生理参数的实时采集是关系到整个生理参数检测装置有效工作的关键性诱因。

WiFi通讯模块的设计实现了本系统的数据传输功能，是联接下位机模块与上位机终端的桥梁。本装置采用WiFi通讯技术，下位机模块将采集、处理、计算得到的生理数据由并口输出通过，数据通过WiFi模块以无线的方式发送给上位机终端。

电源模块为整个生理检测装置进行统一供电，防止了复杂的电源电路设计，同时减少了整体装置的容积，实现装置的大型化。

4、原理图

单片机模块

红外光管模块

由传感和二极管构成。驱动电路工作方法为：单片机的内部定时器交替形成两路PWM波，通过I/O口（PA6、PA7）控制驱动电路的选通，交替驱动芯片的两个发光管D1（绿光LED）和D2（红外光LED）发光，光电接收管Q3接收组织反射回去的光并转换为一个电流讯号V1。在心跳波的检查过程中，环境光的干扰以及个体之间对不同波长的光的吸收情况的不同，会导致心跳波基线甩尾影响取样精度甚至于影响STM32进行正确的取样。针对此问题，采用STM32跟踪取样得到的心跳波，通过其外置DAC1实时调整通过D1和D2的驱动电压大小，进而达到控制发光管发射光强大小的目的。

差分放大模块

针对传感采集得到的人体心跳波讯号硬度较弱的现象，硬件讯号调养模块采用后置放大电路进行放大。该放大电路为同相输入比列运算电路，选用芯片，该芯片可以在单电源和双电源条件下供电，可以达到轨到轨的输出性能，并具有微帧率的特性，非常适用于便携式检测设备。V1讯号组成部份为绿光和红外光的交流份量和直流份量，带有心跳讯号的交流份量在幅值上远远大于直流份量。为充分放大交流份量血氧饱和度测试仪 品牌，采用差动输入的加法电路进行后置放大。

WIFI模块

手机APP显示

实现原理：

本作品是基于STM32微处理器和系统血氧饱和度和心律测量仪，采用血氧传感进行硬件电路设计，实现人体生理血氧和心律讯号的采集，由单片机对讯号进行取样、处理及估算，得到的数据通过WiFi通讯模块发送给手机APP，进行生理数据的实时显示与储存，便捷用户实时了解自身的生理参数变化情况以及帮助研究者对生理数据进行后期剖析研究。

5、原件清单

二极管

并口WIFI模块

内阻

电容

血氧传感

6、软件

软件部份编程实现绿光使用2KHZ方波，红外光使用1KHZ方波驱动，借助STM32内部AD进行AD取样，通过数字译码的方式获得绿光和红外光数据。血氧值和心律值通过阀值微分法进行处理剖析。

7、作品演示