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2020年第9期Course Education Research 课程教育研究1.系统硬件设计1.1系统硬件设计总体框架系统硬件主要包含:单片机最小系统,采用STM32单片机作为控制核心;压力传感器模块,将重力转换成电压信号输出;放大器和A/D 转换模块,采用ADC-CS1237模块,将采集的模拟信号转换为单片机能接收处理的数字信号;液晶显示模块,采用LCD1602显示体重信息;复位电路,设置多个功能按键对系统进行操作;蓝牙模块,将体重信息传送到手机上。
其整体框架如图1所示。
图1系统硬件框架1.2压力传感器模块压力传感器内部有一个贴片式电阻应变片粘贴在悬梁臂一端,当悬梁臂受力时,电阻应变片的阻值随之改变,使得传感器输出电压发生改变;悬梁臂不受力时传感器输出电压为0。
压力传感器的等效电路如图2所示。
1.3放大器与A/D 转换模块ADC-CS1237模块采用CS1237作为转换芯片,用于把微小电压信号转换为具有24位精度的数字信号。
同时CS1237提供了一个低噪声、低漂移的放大器与桥式传感器差分输出连接,其基本结构如图3所示。
图3放大器基本结构ADC-CS1237模块的原理图如图4所示。
图4ADC-CS1237模块原理图基于STM32单片机的人体称系统设计邝光鸿万在红钟大林孙慧蓉邱悦(南昌航空大学信息工程学院江西南昌330000)【摘要】把压力传感器作为系统的研究对象,以STM32单片机为系统核心,设计了一个新型的智能人体称,目的在于方便快捷地测量人体体重。
该人体秤系统利用STM32单片机、压力传感器、ADC-CS1237和液晶显示器实现了人体体重信息的实时显示,并且可以通过蓝牙将体重信息传输到手机上,长时间不工作时自动关机。
该系统可以让用户保存自己的称重记录,客观又直接地观察自身的体重变化,能给用户生活带来方便。
【关键词】STM32单片机压力传感器蓝牙【Abstract 】Taking pressure sensor as the research object of the system and STM32single chip computer as the core of the system,a new type of intelligent human body scale is designed to measure body weight conveniently and quickly.The system uses STM32,pressure sensor,ADC⁃CS1237and LCD to realize the real⁃time display of human body weight information.It can also transmit the weight information to the mobile phone through Bluetooth,and shut down automatically without working for a long time.The system allows users to keep their own weighing records and observe their weight changes objectively and directly,which can bring convenience to users’life.【Keywords 】STM32MCU;pressure sensor;Bluetooth 【基金项目】南昌航空大学创新实践训练。
所示。
图1总体方案流程图整个方案可分为以下几个模块:心电采集模块:采用了3导联的标准导联I方式,在做前端心、陷波等采用了高度集成化芯片AD8232。
心电信号处理模块:采用了STM32F103做MCU,主要完成了心电数据的A/D转换、软件滤波、OLED显示、蓝牙传输。
蓝牙传输模块:采用了蓝牙4.0功能的低功耗的HC-05图2消除电极失调电路蓝牙传输模块分析本次研发选用了HC-05蓝牙主从一体机模块。
HC-05性能的蓝牙传输模块,采用的是CSR主流蓝牙芯片BC417143,所示。
图3蓝牙传输模块电路图软件设计STM32F103RBT6内部集成的12位ADC是一种逐次逼近型模拟数字转换器,通道多达18个,可以测量16个外部和2个内部信号源这些通道的A/D转换可以单次、连续、扫描、间断模式执行,ADC果数据以左对齐或右对齐的形式保存在16位的数据寄存器中的输入时钟由PCLK2经分频产生,其时钟频率不得超过14本次研发ADC模块数据主要通过DMA(直接内存存取)从心电数据缓ECG_DATA_buf中读取。
ADC程序设计流程图如图4图4ADC程序流程图实验测试在心电采集模块测试时将心电采集模块上的RL、RA、LA心电模拟仪RL、RA、LA通过导联线相连,将心电采集模块的输出端核心板的心电模块预留接口相连,通过OLED能正常显示心电所示。
图5OLED心电显示如图6所示为整体测试产品图:(下转第. All Rights Reserved.不仅能够监测室内的。
195)图6检测仪整体实验图针对现有心电监护仪存在的不足及其实际要求,使用集成心电信号处理芯片实现心电的采集经微控制器STM32处理传到便于携带且可以蓝。
RAT布置要求,该方案不可行。
图7RAT在机翼滑轨整流罩布置状态布置方案总结针对两种可行方案对布置影响因子权衡分析,考虑当前窄体机型设计布局状态和顶层设计需求选择最优布置方案。
通过比较表1评估结果,基于本实例中双发翼吊窄体机的结构设应优先考虑气动效率、结构更改成本、周边系统影响,最终牺牲重量和设备能源利用率,采用机头布置方案表1影响因子综合评估机分舱布置设计提供了一些思路。
便携式心率采集系统设计学生：学号：指导教师：助理指导教师：专业：摘要随着生物医学工程技术的开展, 医学信号测量仪器日新月异。
生物医学测量与临床医学和保健医疗的联系日益严密。
通过对人体各种生理信号的检测，能更好的认识人体的生命现象，这其中脉搏信号包含丰富的人体健康状况信息,从中提取的心率值对人体健康有着重要的参考作用。
本文采用光电反射式传感器, 设计了一套便携式可穿戴的获取和保存脉搏信号的系统。
本设计主要是基于STM32L低功耗单片机，利用光电传感器产生脉冲信号，经过放大整形滤波后，输入单片机内AD进展采样并将数字化后的脉搏信号和计算出的心率值保存在SD卡中。
后期通过上位机软件可以观测脉搏信号，对人体健康进展评估，因此该系统适用于保健中心、医院和家庭等场所。
本设计所设计的基于单片机的便携式心率采集系统对推进脉诊技术客观化和HRV研究具有积极的促进作用。
关键词：脉搏，单片机，光电传感器，脉冲信号，便携式ABSTRACTWith the development of the biomedical engineering technology, the medical signal measuring instrument is changing everyday. Biomedical measurement and clinical medicine and health care increasingly close ties. We could better understand the phenomenon of human. life through various physiological signal detection of the human body. Pulse inclusions rich state of the health information, By using optical sensors, With the high development of electronics and puter nowadays, the pulse diagnosing technology should be objective and quantitive. this text access to the pulse signal design methods. This paper mainly introduces the concrete realization method for digital pulse counter, which uses photoelectric sensors to generate pulse signal. The pulse signal is amplified and regenerated to input into MCU to carry out corresponding control, as a result the pulse number per a minute is measured. The use of the pulse counter is quick and convenient. Through observing the pulse signal, human health can be inspected, it is usually used in health care centers and the hospitals. In my design, Portable heart rate measuring instrument based on MCU has a positive role in promoting the objective of the pulse technology.Key words：Pulse, MCU, Photoelectric Sensor, Pulse Signal, Portable目录摘要IABSTRACTIII1 绪论11242 整体系统结构62.1 脉搏测量模块772.1.2 光电式脉搏传感器711131319213 系统软件设计233.1功能配置：233.2硬件相关配置：243.3文件系统配置：24325．总结33参考文献341 绪论随着人们生活水平的提高，地球环境遭到破坏，多种疾病威胁着人们的生命,而心脏病的发作又是人们难以预防的突发致命疾病。
基于单片机便携式心电图仪的研究与设计便携式心电监护仪摘要本系统以TI公司的高精度仪表放大器INA2331和低功耗AT89C51单片机为核心，实现了两路心电信号的采集和显示。
设计采用右腿驱动电路和高通负反馈滤波器等抑制干扰措施，提高了放大器的共模抑制比；选用内部资源丰富的AT89C51单片机和12864液晶显示器LCD 实现了心电信号的动态显示。
结果表明系统各项技术指标达到了设计要求，具有低功耗低成本的特点。
AbstractThe system which takes the high-precision instrumentation amplifier INA2331 and low-power AT89C51 MCU as the core has realized two_channel ECG’s detection, storage and display 。
It adopts a right-leg -driven circuit、a high-pass filter with reverse feedback and so on，which makes the CMRR of the preamplifier higher 。
By adopted the inner resourceful AT89C51 single chip and 12864 LCD the ECG can be recorded and playbacking demonstrated 。
The results indicate that the major technical specifications of the system meet the design equirements, The system has the following features, such as low-power、and low-cost 。
设计一个基于STM32的心率血氧监测系统是一个具有挑战性和实际应用意义的课题。
以下是一个可能的毕业论文设计框架：1. 选题背景与意义：-介绍心率血氧监测系统在医疗保健领域中的重要性和应用价值，说明选择该主题的原因和意义。
2. 文献综述：-回顾相关的心率血氧监测技术，包括传感器原理、信号处理方法、嵌入式系统设计等方面的理论和应用现状，并分析已有的类似系统的特点和局限性。
3. 系统整体设计：-描述整个监测系统的设计思路和总体架构，包括硬件部分（传感器选择、信号采集电路、嵌入式处理器）和软件部分（数据处理算法、用户界面设计）。
4. 传感器选择与接口设计：-选择合适的心率血氧传感器，并设计传感器与STM32的接口电路和通讯协议，确保有效的数据采集和传输。
5. 数据采集与处理：-设计STM32的数据采集程序和信号处理算法，实现心率和血氧饱和度的准确测量和计算。
6. 嵌入式系统软件设计：-开发嵌入式系统的软件，包括实时数据处理、用户界面设计、数据存储和传输等功能。
7. 系统性能测试与验证：-进行系统的功能测试和性能验证，包括对测量结果的准确性和稳定性进行评估。
8. 实验结果分析：-分析实验结果，包括系统的准确性、灵敏度、响应速度等关键性能指标，并与市场上常见的商用设备进行比较。
9. 改进与展望：-针对实验结果中发现的问题和不足，提出系统改进的建议，并对未来的技术发展和应用前景进行展望。
10. 参考文献与引用：-在毕业论文中合理引用相关文献和资料，确保研究的可信度和学术性。
以上是基于STM32的心率血氧监测系统毕业论文设计的可能内容框架，希望可以为你提供一些启示。
在具体的研究过程中，还需要根据实际情况进行详细的研究和设计。
基于stm32的便携式心电图仪毕业设计****大学本科生毕业设计(论文)学院(系):******专业:******学生: **指导教师: ***完成日期 2012 年 5 月****本科生毕业设计(论文)基于STM32的便携式心电图仪设计Design of Portable ECG Device Based on STM32总计: 毕业设计(论文)25页表格: 1 个插图 : 19 幅***本科毕业设计(论文)基于STM32的便携式心电图仪设计Design of Portable ECG Device Based on STM32学院(系): ******专业: ******学生姓名: **学号: 069108209 指导教师(职称): ***评阅教师: 完成日期:********基于STM32的便携式心电图仪设计基于STM32的便携式心电图仪设计****** **[摘要] 本系统完成了基于STM32微处理器的心电采集及分析处理系统的方案设计、硬件和软件设计与实现，心电信号采集电路是其关键部分，主要完成信号的正确提取。
本系统属于典型的生物医学信号采集处理系统，处理的对象是强噪声背景下的微弱心电信号，噪声和干扰的存在对前端采集电路提出了更高的要求。
根据心电信号的特点，选用精密仪表放大器为主要元件设计了前置放大电路。
为更好的降低干扰的影响，设计了右腿驱动电路、高通、低通滤波电路以及陷波电路，成功提取了心电信息。
心电处理电路通过A/D转换把模拟信号转换成数字信号送至微处理器做进一步处理，该部分电路主要包括STM32处理器电路、LCD接口电路等，选用ST公司的低成本、低功耗的Cortex-M3核处理器STM32F103ZE作为控制核心。
[关键词] 心电采集;滤波电路;共模干扰;STM32Design of Portable ECG Device Based on STM32Electrical Engineering and Automation Specialty WANG JieAbstract: The system proposed a plan of ECG acquisition,analysis and processing system which based on STM32,and completed its hardware and software design.The core of the system is ECG acquisition circuit,whichis to complete the signal extraction. The system is a typical biomedical signal collecting- processing one, which processes weak signals instrong noise background.Because of the impact of noise and interference, the front-end acquisition circuit needs to have higherperformance.According to the characteristics of ECG,the precision instrumentation amplifiers are chosen to design the preamplifier circuit. In order to reduce the interference effects, right leg drive circuits, high-pass filter and low-pass filter is designed to extract the ECG signal.Through the A/D converter of ECG processing circuit, analog signals are converted into digital signals,which are sent to the microprocessor for further processing. ECG processing circuit, core of which is a microcontroller of low cost and low power Cortex-M3 by ST, mainly include power management circuits, STM32 processor circuits,LCD interface circuits and so on.Key words: Ecg acquisition;filter circuit;serial communication;STM32I基于STM32的便携式心电图仪设计目录1 引言 ................................................................................................................................1 1.1 心电图仪在医学领域中的应用 ..................................................................... .............1 1.2 便携式心电图仪的发展状况 ..................................................................... .................2 2 系统总体设计 ..................................................................... ............................................3 2.1主要功能 ..................................................................... ................................................3 2.2系统设计方案 ..................................................................... .........................................4 3 便携式心电图仪的硬件设计 ..................................................................... ..............4 3.1最小核心系统的设计 ..................................................................... .............................5 3.1.1处理器的选择 ..................................................................... ..................................5 3.1.2最小核心系统电路的设计 ..................................................................... ...............6 3.2人机交互界面的设计 ..................................................................... .............................9 3.2.1显示界面设计 ..................................................................... ..................................9 3.2.2按键设计 ..................................................................... ........................................ 10 3.3前置放大电路以及右腿驱动电路 ..................................................................... ........ 11 3.4滤波电路以及陷波电路的设计 ..................................................................... ............ 12 3.5电源电路的设计 ..................................................................... ................................... 13 4 便携式心电图仪的软件设计 ..................................................................... ................... 14 4.1软件开发平台 ..................................................................... ....................................... 14 4.2软件系统整体设计 ..................................................................... ............................... 16 4.2.1软件总体分析 ..................................................................... ................................ 16 4.2.2 STM32 软件系统设计流程 ..................................................................... ........... 16 4.2.3软件总体流程图...................................................................... ............................ 17 4.3信号采集程序设计 ..................................................................... ............................... 18 4.4数字滤波程序设计 .................................................................................................... 18 4.5液晶程序设计 ..................................................................... ....................................... 19 5 系统调试结果及误差分析 ..................................................................... ......................... 20 5.1调试手段 ..................................................................... .............................................. 20 5.2测量调试以及分析 ..................................................................... ............................... 21 5.2.1 采集电路的测试...................................................................... ........................... 21 5.2.2 滤波算法测试 ..................................................................... . (22)II基于STM32的便携式心电图仪设计5.2.3 整体测试和结果分析 ..................................................................... .................... 22 结束语 ..................................................................... ........................................................... 24 参考文献 ..................................................................... ....................................................... 25 附录 ..................................................................... ............................................................... 26 致谢 ..................................................................... (27)III基于STM32的便携式心电图仪设计1 引言随着社会的进步、经济的发展以及人们生活水平的逐步提高，我国人口老龄化程度越来越严重，与此伴随的心脏病一类的疾病的发病率也不断攀升，人们的身体健康产生了巨大的威胁。
1系统设计STM32微型处理器用的是Cortex-M3内核，外面的接口非常多，主频高达72MHz，它是一种能远程控制的仪器，CAN能被广泛应用到很多行业，优点很多。
如功能强大、可靠性高、技术先进且成本合理等。
CAN总线可以支持多主，通信率高达1Mbit/s(间离小于20m),用这种方式来布置线路，方便性和可靠性大幅度增强。
下图就是智能仪表的设计图。
2关键硬件设计STM32可以用在很多设备上，可以根据用途，选择合适的科学的硬件要求。
这种系统还有一个强大的功能是能裁剪，我们可以按照需求对硬件进行调整，找出适合我们，经济实惠的进行使用。
2.1核心处理器核心处理器使用STM32F103VC，内核是功能强大的32位RISC，工作频率为72MHz，内部安装高速的存储器，能够增强I/O的端口并能连接到两条APB的总线；有三个十二位的ADC，能够提供十五种采样通道或者多种模式；DMA控制器的通道很多，高达十二个，能持的外设种类更多；还包括四个十六位的定时器与两个PWM 定时器；通信标准接口很多，工业领域非常适合；带4个片选的灵活的静态存储器控制器，支持SD卡、SRAM、PSRAM、NOR和NAND存储器；提供并行LCD接口，兼容8080/6800模式；采用LQFP100封装，提供80个GPIO；除了模拟输入I/O，其他管脚可以承受5V信号输入；供电范围非常宽，两伏到三点六伏之间，还有能编程的电压检测器，让整个系统的工作更稳定，抗干扰能力更强，把温度传感器与内部ADC直接相连，能更简便的监测器件周围的环境；最适合的温度是四十到一百零五摄氏度，达到工业生产中的应用需求。
2.2抗干扰设计内部建设也重要。
每种电路里面含有两种类型的信号，一类是模拟信号，另一类是数字信号。
两类中抗干扰能力最强的是数字信号，但是噪音很大，它就成了模拟信号的主要噪声源，因此要重视两种信号的隔离与去耦。
用5V电源输入，要在输入端加入相应的去耦电容。
基于STM32人体脉搏无线监测系统的设计随着人们对健康的关注日益增加，人体脉搏无线监测系统的设计变得越来越重要。
本文将介绍一种基于STM32的人体脉搏无线监测系统的设计。
人体脉搏无线监测系统是一种能够实时监测人体脉搏并将数据传输到手机或电脑的设备。
它能够帮助人们随时了解自己的健康状况，并及时采取措施以防止疾病的发生。
在这个系统中，STM32是一种微控制器，它能够控制和处理系统的各个部分。
该系统由传感器、信号处理模块、数据传输模块和显示模块组成。
首先，传感器用于检测人体脉搏信号。
传感器通常采用光电传感器，它能够测量血液通过皮肤的光强度变化，并将其转换成电信号。
然后，信号处理模块对传感器采集到的数据进行处理和滤波。
这是为了提高数据的准确性，并去除噪声干扰。
STM32微控制器负责控制信号处理模块的运行并协调各个模块之间的通信。
接下来，数据传输模块将处理后的数据通过无线方式传输到手机或电脑。
这可以通过蓝牙或Wi-Fi技术实现。
这样，用户就可以通过手机或电脑查看自己的脉搏数据，并进行分析和记录。
最后，显示模块可以将数据以图表或数字的形式显示在设备上，方便用户进行实时观察和分析。
这种基于STM32的人体脉搏无线监测系统具有许多优点。
首先，它具有高精度和稳定性，可以准确地检测人体脉搏信号。
其次，该系统具有实时性，可以实时监测脉搏并及时传输数据。
此外，它还具有便携性和易用性，用户可以随时随地监测自己的健康状况。
总之，基于STM32的人体脉搏无线监测系统是一种重要的健康监测设备。
它不仅能够提供准确的脉搏数据，还能够帮助人们随时关注自己的健康状况。
相信在未来，这种系统将会得到更广泛的应用，并为人们的健康保驾护航。
第18期2023年9月无线互联科技Wireless Internet TechnologyNo.18September,2023基金项目:2023年度河北省体育科技研究项目;项目名称:基于云计算的国民体质监测系统的研究;项目编号:2023QT15㊂项目名称:新业态背景下我省电竞产业发展对策研究;项目编号:2023CY13㊂2019年张家口市科技局科研项目;项目名称:基于大数据的智能交通控制系统;项目编号:1911002B ㊂作者简介:杨凯(1987 ),男,湖北黄冈人,助教,硕士;研究方向:电子信息㊂∗通信作者:吉高卿(1987 ),男,河北张家口人,讲师,硕士;研究方向:大数据㊂基于STM32的人体体质监测系统设计与实现杨㊀凯1,王润修2,倪笑宇2,吉高卿2∗(1.江西财经职业学院,江西九江332000;2.河北建筑工程学院,河北张家口075000)摘要:由于人们生活节奏的加快和生活压力的增大,人体体质健康越来越受到重视㊂为了使人们更为直观地关注自身的体质健康,文章设计了一款基于STM32单片机的人体体质监测系统㊂系统以STM32单片机作为主控制模块,通过血氧传感器模块㊁脉搏心率测量模块㊁体温测量模块,分别对心率㊁血氧㊁体温等人体体质参数进行监测,并通过蓝牙模块实现无线传输功能,将测量的数据传送到手机上㊂利用该系统,用户既可以在液晶显示屏上查看体质数据,也可以在手机App 上了解到自身的体质参数㊂经实验测试,该系统运行平稳㊁工作正常,符合设计要求㊂关键词:人体体质;STM32;传感模块;血氧中图分类号:TP31㊀㊀文献标志码:A 0㊀引言㊀㊀目前,我国经济快速发展,但人口老龄化问题化日趋严重[1]㊂在我国人民生活水平不断提升的同时,生活压力也变得越来越大,由于错误的饮食习惯和较少的运动,导致人们的健康问题与日俱增[2]㊂在现实生活中,还存在医疗资源匮乏㊁少部分人支付不起昂贵的医疗费用㊁就医不及时等一系列问题[3]㊂人体体质监测是医疗健康领域的一个新兴研究方向,随着社会对健康生活的重视和人民对疾病预防意识的提高,越来越多的人开始关注自身的体质与潜在健康风险,以上因素推动了体质监测技术的快速发展[4]㊂人体体质监测系统可以实现关键生理参数的实时采集与数据分析,对个体体质特征及疾病发病风险进行评估,能够有效帮助人们做到早发现㊁早预防㊁早治疗[5]㊂1㊀系统硬件设计㊀㊀本文设计的人体体质监测系统硬件组成,如图1所示㊂系统主要由主控制器㊁温度采集模块㊁心率与血氧采集模块㊁显示模块㊁蓝牙模块等构成,不仅可以实现对体温㊁心率㊁血氧等数据的实时监测,还可以将数据通过蓝牙模块发送到手机等设备㊂本文设计的人体体质监测系统中,主控制器的作用是对系统各个组成模块进行总体控制;温度采集模块的作用是利用温度传感器,对人体体温等数据进行采集;心率和血氧采集模块的作用是利用相关传感器,对人体心率和血氧等体质数据进行采集;蓝牙模块的作用是利用蓝牙芯片,对已经获得的人体体质数据进行发送,使用户在手机端也可以查看自身的体质数据㊂图1㊀系统硬件构成1.1㊀主控制器模块㊀㊀系统采用STM32F103c8t6作为主控制器,它是ST 公司STM32系列32位ARM Cortex -M3内核微控制器的一款产品,属于STM32主流系列入门级产品,芯片采用高性能的ARM 内核,内置丰富的外设和接口,拥有软硬件资源丰富的生态系统[6]㊂该芯片内置了64KB 闪存㊁20KB SRAM 以及多个通信接口,如USART㊁SPI㊁I2C 和CAN 等,还有丰富的外围设备,如ADC /DAC㊁定时器和PWM 等㊂此外,它还支持多种电源模式,包括低功耗㊁停机㊁待机和休眠等,适用于多种应用领域,如工业控制㊁汽车电子㊁家电控制等[7]㊂1.2㊀温度采集模块㊀㊀系统选用DS18B20作为温度传感器,DS18B20数字温度传感器由Dallas半导体公司(现Maxim Integrated)开发制造[8]㊂芯片采用单总线接口,通信方式简单,连接方便,只需要一条数据线即可与微控制器连接实现温度数据的读取㊂DS18B20具有以下特点:(1)测量结果精度较高㊂DS18B20提供的温度测量范围是-10~85ħ精度为ʃ0.5ħ㊂这使得它非常适合需要准确温度测量的应用㊂(2)芯片采用单线连接㊂DS18B20传感器使用单一的数据线进行通信,这使得它在布线和连接方面非常方便,只需使用一个引脚就可以进行数据传输和供电㊂(3)芯片的功耗较低㊂DS18B20在进行温度测量和通信时消耗的功率非常低,这使得它非常适合用于低功耗和电池供电的应用场景㊂(4)芯片采用多种封装形式㊂DS18B20传感器提供了不同的封装选项,包括TO-92㊁TO-220㊁SOT-223等,以适应不同的应用需求㊂1.3㊀心率与血氧采集模块㊀㊀心率与血氧数据的采集模块采用的是MAX30102芯片㊂该芯片是Maxim Integrated公司推出的一款可穿戴生物传感器㊂它是一种集成了红外(IR)和可见光(Visible Light)LED发光器㊁光电传感器和数字信号处理电路的高度集成脉搏氧合仪和心率监测模块㊂芯片利用反射式光谱测量技术,通过测量光线在皮肤上的反射率和吸收率,来获取血氧饱和度(SpO2)和心率等人体体质数据㊂该芯片的主要特点和功能:(1)芯片采用双波长测量㊂MAX30102集成了红外(IR)和可见光(Visible Light)LED发光器,可同时进行双波长的光谱测量㊂这使得它能够有效地消除来自皮肤颜色和环境光的影响,确保血氧饱和度和心率测量的准确度㊂(2)芯片具有灵敏的光电传感器㊂MAX30102内置高灵敏度的光电传感器,能够检测微弱的光信号,并将其转换为电信号进行处理㊂(3)芯片具有灵活的数据接口㊂MAX30102通过I2C(Inter-Integrated Circuit)总线接口与主控制器进行通信㊂它提供了多个配置寄存器,可以调整采样速率㊁工作模式㊁阈值设置等参数,以满足不同应用的需求㊂(4)洗牌具有低功耗模式㊂AX30102支持多个低功耗模式,可以在不同的功耗和性能需求之间进行权衡,以延长电池寿命㊂1.4㊀显示模块㊀㊀本文的显示模块采用的是LCD1602芯片㊂LCD1602是一种基于液晶技术的字符显示模块,性能稳定,使用方便,价格低廉㊂它由两行,每行16个字符的显示区域组成,每个字符由5ˑ8点阵组成㊂LCD1602具有广泛的应用领域,包括电子设备㊁嵌入式系统㊁工业控制以及教育实验等㊂通过与控制器的连接,可以向LCD1602发送指令和数据,以控制显示内容㊁位置和外观等㊂用户可以在LCD1602上显示自定义的文本㊁数字㊁符号和图形,以满足各种应用的需求㊂1.5㊀蓝牙模块㊀㊀本文通过JDY-30蓝牙模块与手机软件连接,可以将测量得到的数据发送到手机上,人们通过手机便可以清楚地观察到自身体质数据㊂JDY-30是一种基于SPP(串口蓝牙传输协议)蓝牙模块,是一种小型且易于使用的无线通信模块,常用于与蓝牙设备进行串口通信㊂JDY-30模块配置方式简便,用户可以通过发送AT指令来配置模块的参数,如蓝牙名称㊁波特率等;JDY-30模块可工作在主从模式或仅从模式㊂主从模式可实现双向数据传输,而仅从模式只能接收数据㊂另外,JDY-30模块采用低功耗设计,适合于对电源功耗有要求的场景,带有蓝牙连接状态的指示灯,可以方便地了解蓝牙连接状态㊂STM32主控模块与手机端App之间采用JDY-30蓝牙模块进行通信㊂该模块体积小巧㊁使用灵活,用户可根据需要设置波特率,通信距离可达10m㊂该蓝牙芯片非常适合在人体体质监测系统中使用㊂2 系统软件设计㊀㊀本系统的程序设计以模块化为设计原则,将每个模块封装为函数,每个模块完成特定的功能㊂使用模块化开发,可以将代码耦合度降低,模块化的意义在于最大化的设计重用,以最少的模块㊁零部件,更快速地满足更多的个性化需求,提高系统程序的可维护性和可测试性㊂此外,如果需要对程序进行升级优化及功能扩展,可在不影响程序原有功能的情况下,加入相应模块的代码即可实现,提高开发效率和降低开发成本㊂本系统中,程序设计模块包括以下几种:脉搏波传感模块㊁蓝牙通信模块㊁LCD屏幕显示模块㊁存储模块㊁时钟及辅助模块等㊂系统主程序可以控制单片机系统按预定的操作方式运行㊂它是单片机系统程序的框架㊂系统上电后,需对系统进行初始化㊂初始化程序主要完成对单片机内专用寄存器㊁定时器工作方式及各端口的工作状态的设定㊂在系统初始化之后,进行按键扫描㊁液晶显示等工作㊂系统主流程,如图2所示㊂图2㊀系统主流程3 测试及结论㊀㊀在完成系统的硬件设计和软件设计后,可进行人体体质监测系统的工作性能测试㊂当系统接通电源后,系统便开始正常工作㊂在监测人体体质时,系统不仅可以通过LED显示屏显示被监测人的体质信息,还可以将数据通过蓝牙发送到手机端㊂LCD显示屏上显示的信息包括:当前测得的心率(HR)㊁血氧(SpO2)㊁体温(HeartRate)㊂经测试,本文所设计系统㊀㊀可以稳定㊁正常的工作㊂参考文献[1]张金榜,吴荣春,何骞,等.可穿戴的生理监测系统设计[J].微型机与应用,2013(20):29-31. [2]管培培,丁宁炜,汤强,等.三维加速度counts估算不同步速能量消耗应用初探[J].山东体育科技,2018 (1):72-75.[3]叶宏,彦秉军,高晓飞,等.单片机温度自动控制系统[J].黑龙江电子技术,2017(3):25-28. [4]刘会忠,程煜.Flash存储管理在嵌入式系统中的实现[J].计算机工程,2010(8):88-90.[5]李冰冰,俞帅东,杨象校,等.基于可穿戴的运动强度监测系统[J].计算机系统应用,2015(5):32-39.[6]龙晓庆,陈忠平.基于51单片机的小型分配性冷库温控系统[J].中国科技信息,2019(8):89-92. [7]钱钧,惠王伟,高莹,等.RC滤波电路实验设计与研究[J].大学物理实验,2017(5):116-119.[8]仝兆景,时俊岭,李月,等.基于无线通讯技术脉搏检测仪的设计与实现[J].计算机测量与控制,2017 (1):13-16.(编辑㊀姚㊀鑫)Design and implementation of a human physical fitness monitoring system based on STM32Yang Kai1Wang Runxiu2Ni Xiaoyu2Ji Gaoqing2∗1.Jiangxi Vocational College of Finance and Economics Jiujiang332000 China2.Hebei University of Architecture Zhangjiakou075000 ChinaAbstract Due to the acceleration of people s pace of life and the increase in life pressure the physical health of the human body is increasingly valued.In order to make people pay more intuitive attention to their physical health the article designs a human physique monitoring system based on the STM32microcontroller.The system uses the STM32 microcontroller as the main control module and monitors human physical parameters such as heart rate blood oxygen and body temperature through the blood oxygen sensor module pulse heart rate measurement module and body temperature measurement module.The wireless transmission function is achieved through the Bluetooth module and the measured data is transmitted to the mobile phone.With this system users can view their physical fitness data on the LCD screen and also learn about their physical fitness parameters on the mobile App.After experimental testing the system runs smoothly and operates normally meeting the design requirements.Key words human constitution STM32 sensing module blood oxygen。
Science &Technology Vision 0概述科学技术发展水平日新月异，医疗水平逐渐提高，人们越来越关注自己和家人的健康状况。
在众多生理信号中，心电信号的监测一直都是各国研究者们深入研究和学习的重点，由于传统的ECG 仪器相对较大并且依赖于PC 和显示器显示器，而从国内外心电图仪的发展趋势来看，新型心电监测设备越来越便携化，智能化，远程化。
因此，便携性和易操作是目前家用心电监护仪设备亟待解决的问题[1]。
在这样的背景下，本文设计了一款使用STM32F103ZET6作为主控芯片，AD8232芯片作为前端采样，ADC 配合DMA 快速采集传输心电信号，再对所采集心电信号进行处理，最后根据使用者需求选择显示方式，从而实现一款轻便小巧、操作简单、低成本的心电监测设备的设计。
1系统结构本文设计的心电监测系统由STM32F103ZET6最小系统、AD8232模拟前端、OLED 显示模块、HC-05蓝牙模块组成，医用AgCl 采样电极通过单导联的方式将感知的心电信号传输到AD8232模块，进行初步信号调理及放大后，由STM32单片机的ADC 采集基于STM32单片机的心电监测系统李昊霖徐凌桦摘要针对目前市面上的心电图监测设备存在体积庞大、价格昂贵等问题，设计了一款轻便小巧，价格相对便宜，操作简单的心电监测系统。
本设计使用AD8232方案作为模拟前端，通过STM32单片机对心电信号进行处理，最后通过OLED 屏幕，或者通过蓝牙与上位机等终端设备连接来显示心电图及心率，从而实现心电监测的基本功能。
经实际测量的结果显示，本设计在使用上满足应用的测量精度同时也非常便捷，有较高实用价值。
关键词心电监测；AD8232；STM32；滤波中图分类号:TH776.1文献标识码:ADOI ：10.19694/ki.issn2095-2457.2020.22.12AbstractAiming at the problems of large and expensive ECG monitoring equipment on the market ，a light and compact ECG monitoring system with relatively low price and simple operation is designed.This design uses the AD8232solution as the analog front end ，processes the ECG signal through theSTM32microcontroller ，and finally displays the ECG and heart rate through the OLED screen or through Bluetooth and the host computer and other terminal devices to realize the basic function of ECG monitoring.The actual measurement results show that the design meets the application'smeasurement accuracy in use and is also very convenient ，with high practical value.Key wordsECG monitoring;AD8232;STM32;Filtering李昊霖在读研究生,研究方向为物联网应用,贵州大学<电气工程学院>。
