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【我要为STM32站台】基于L432的便携式心率检测仪 精华  

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jinglixixi 发布时间:2016-8-20 11:32
项目介绍:
1. 方案主题
心率是反映身体健康状态的一项重要指标,设计一款便于携带、成本低的心率检测装置能够为我们生活质量的提高凭添一份保障。该心率检测仪以L432KC为处理核心,并凭借L432KC开发板的小巧身姿为mini化便携式设计提供了有力的支持。此外,合理的成本控制也使其具有较好的市场潜力。

2 l& {+ Z' d; ~+ u, E
2. 方案功能
该设计采用一款光电反射式心率传感器,所输出的信号为模拟量,经L432KC进行A/D转换,成为可供分析的数字信号,通过分析计算可获得心率值和相邻心拍时间,并由双色OLED屏显示出来。此外,在外挂RS232串行通讯模块的条件下,可将脉搏信号上传到电脑,并由专用软件绘制出脉搏波形和心率曲线,以便进行精确地分析和判读。
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3. 关键词:心率,传感器,L432KC,检测仪

$ L/ E: k5 f% i8 Z" r. X' t1 T
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工作原理介绍:
1. 硬件组成与介绍
心率检测仪在整体上由两部分构成,即上位机与下位机。下位机主要负责心率信号的采集,在独立使用时,可直观地显示出心率值和相邻心拍时间。
/ Y. _: m6 Z! B2 K! o$ L
为了实现设计目标,该心率检测仪主要有心率传感器、微处理器L432KC、双色OLED显示模块、外挂式RS232通讯模块及电池等组成,其硬件组成如图1所示。
1.jpg

% Z1 B6 a% k, X! K. Y* u7 [; `
& P% v9 a" ]" `- x" S3 S
设计中所采用的心率传感器是一种光电反射式传感器,在检测时可佩戴于手指、耳垂等处,故非常便于使用。心率传感器的外观如图2所示。
2.jpg

  a+ u  \7 N  L. H) @! y9 d
为便于设计的小型化,在心率参数的显示上是采用0.96 寸的双色 OLED 显示屏,在屏上部1/3为黄色,另2/3则为蓝色,其显示精度为128*64 点阵。由图可以看出它只有4个引脚,是采用IIC接口工作。在构建小字库的情况下,可现实中文显示。
3.jpg

8 Y( C5 a* m; B1 s; B  r0 K
2. 项目中STM32的功能
在该项目中,L432KC开发板起着核心的作用,是通过它将采集到模拟信号转换为供分析处理的数字信号;又是通过它将获得的心率参数显示到OLED屏上供人识读;此外,还是经过它的处理将采集的数据上传到上位机以绘制心率波形图。
由于L432KC是一款低功耗、高性能的MCU,故为心率检测仪的便携式设计也提供了有效的支持。
尽管心率检测仪很小,但它在资源的使用上却不逊色于其它设计,在运行过程中,它用到的资源有GPIO、ADC、TIME、IIC、UART等,几乎样样用个到。

9 U7 r( T8 `2 ~- V7 P- D' V/ o
4.jpg

6 F- n+ l7 u) t; }. D# E) d
3. 软件流程介绍
在硬件设计的基础上,软件的设计也是不可或缺的,其软件处理流程如图5所示。
图片1.png
6 d6 w* R) t3 W6 T3 s% h
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5 软件处理流程

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实物与演示:
1.实物图片与说明
在下位机制作完成后,其整体效果如图6所示。此时,以串口助手为辅助分析手段,则其检测效果如图7所示。由此我们不难发现下位机向上位机传送数据的格式,即S标识的为脉搏值,B标识的为心率值,Q标识的为相邻心拍时间。
图片2.png
6 串口助手辅助分析

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图片3.png
7 串口助手辅助分析

5 Q2 T0 w5 j0 p, l3 T( D& v
经实际测试,其检测效果如图8所示。图中左侧显示的为脉搏波形,右侧的则是心率曲线。图中的72BPM为心率值,IBI 828ms则说明相邻心拍时间为828毫秒。
心率检测仪的具体使用方法是:
1)将心率检测仪与电脑通过外观的RS232串行通讯模块连接起来;
2)为心率检测仪上电,此时可看到心率传感器的绿色检测等被点亮;
3)在电脑上打开波形绘制的专用软件Processing,并加以运行;
4)将手指轻按在心率传感器的检测灯上,则可在OLED屏上看到心率值和相邻心拍时间,效果如图9所示。在电脑侧则可看到脉搏波形和心率曲线,当波形显示不完整时,可拖动红色的圆点来调节脉搏窗口的比率。
    综上所述基于L432KC的心率检测仪,具有体积小、能耗低、便于携带、成本低等特点,作为产品投放市场的话会有潜在的竞争力。
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图片4.png
8心率检测效果图
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# ?, F1 V/ b+ E
图片5.png
9 OLED显示效果

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2.演示视频和源码
源码文件下载:Src.zip

; B+ [4 a" E* N0 h7 x% ]! F4 L5 F) Q( B! H4 x6 v  l% T0 S
心率工程文件
+ B; e( M! q# y9 L XLJCY.rar (8.58 MB, 下载次数: 4270)

Src.zip

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收藏 17 评论72 发布时间:2016-8-20 11:32

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72个回答
jinglixixi 回答时间:2016-8-24 09:52:39
beebird 发表于 2016-8-23 22:16  u( q" {2 W- G8 @; `3 v
请问兄台用的光电反射式心率传感器的型号是什么?
& p2 h* j) {  _4 s* d
网购的   https://item.taobao.com/item.htm ... &abbucket=17#detail
jackten 回答时间:2017-2-8 10:00:49
谢谢分享                                
beebird 回答时间:2016-8-24 09:58:42
jinglixixi 发表于 2016-8-24 09:52$ Q: P7 h' O8 z4 v) T" ^; ]. o
网购的   https://item.taobao.com/item.htm ... &abbucket=17#detail
" X% ?4 P+ {) {# ?0 z& e) I8 K/ N
貌似是网站屏蔽了部分,打不开购买网页啊
加拿大 回答时间:2016-8-20 15:31:03
,楼主厉害!顶!
Stm32McuLover 回答时间:2016-8-20 15:56:25
谢谢楼主分享
stary666 回答时间:2016-8-20 16:12:48
zero99 回答时间:2016-8-20 21:02:33
厉害厉害
jinglixixi 回答时间:2016-8-20 21:04:44
zero99 发表于 2016-8-20 21:02
1 P3 I% W- m. o4 l0 V厉害厉害

2 E9 V6 ~2 g& |; G' b多谢赞许!
beebird 回答时间:2016-8-21 10:23:38
这么快就弄好了,真牛
jinglixixi 回答时间:2016-8-21 18:30:51
beebird 发表于 2016-8-21 10:23, H) h9 F( g1 S! }7 m! F
这么快就弄好了,真牛
- ~% d. M' A% O0 k) S
拿到的板子比较早就是了。
wu1169668869 回答时间:2016-8-21 23:47:34
做的挺认真 哈哈
jinglixixi 回答时间:2016-8-22 07:54:46
wu1169668869 发表于 2016-8-21 23:47
* H* s) [% R; [; b3 t& k做的挺认真 哈哈

. N7 Q. E5 C7 J5 d# ]7 \+ M多谢多谢!
anny 回答时间:2016-8-22 08:09:04
这么快就弄好了,真快
jinglixixi 回答时间:2016-8-22 08:16:59
anny 发表于 2016-8-22 08:09
/ u8 V0 W: D- @' \8 o这么快就弄好了,真快

4 ]' E& M5 H4 O8 ~) u# W7 V嗨动手早些,好忙别的事。
Dylan疾风闪电 回答时间:2016-8-22 09:05:20

) G+ k& D8 r2 g1 P8 y* M! S速度真快
beebird 回答时间:2016-8-23 22:16:35
请问兄台用的光电反射式心率传感器的型号是什么?
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