基于麒麟座mini开发板的心率检测器

作者: jinglixixi
上传时间为: 2017-09-20 08:48 AM
2017-09-20
阅读:

      心率是一项重要的生理指标,通过心率传感器的使用我们能够较好地获取心率信息。PulseSensor 就是一款光电反射式的脉搏心率传感器,其输出信号为模拟信号。使用时,可将其佩戴于手指、耳垂等处。借助麒麟座mini开发板内部的模数转换器,可将采集到的心率模拟信号由模拟转换为数值量,以便于计算出相应的心率参数。此外,还可将脉搏数据通过串口上传到电脑,并通过专用程序显示出波形,其主要构成如图1所示。

图1 心率检测整体构成

该设计供提供3种使用方式:

方式一:使用TFT屏显示心率波形

方式二:使用通讯串口1向PC发送心率数据

方式三:使用通讯串口2向蓝牙发送心率数据,进而供手机或PC接收。

       心率传感器的外观如图2所示,它共有 3 个引脚,其中标有 S 的为模拟信号输出线(最左边);标有+的为电源输入线(中间);标有-的为地线(最右边)。

在使用时,是将S端连接到开发板的PA0引脚。电源输入可连接5V 或 3 .3V。

图2 心率传感器外观

       在使用TFT屏绘制心率波形前,可以下载器将串口1所发送的心率数据传送到PC,并以串行助手进行查看,其执行效果如图3所示。

串口所输出的心率数据均为 ASCII 码格式,因数据量较大,故所用的通讯波特率为 115200。

在传送的数据中,供含3种数据,其中以“S”为前缀的,是表示脉搏的数据(脉象图的数

值化表示);以“B”为前缀的,是表示 BPM 数值(心率值);以“Q”为前缀的,是表示 IBI 数值(相邻两个心跳之间的时间)。这3种数据若发给上位机 Processing 软件,就会在窗口中显示出来。 数据S 的发送频率为20ms 一次,数据量较大;数据B 和 Q 只在检测到有效脉搏后,才在每一次心跳后发送一次,数据量较小。其效果如图4和图5所示。

图3 串口接收心率数据

图4 心率检测初始时段效果

图5 长时段心率检测效果

       在接入TFT显示屏的情况下,其心率波形显示效果如图6所示。界面所显示的汉字由字模提取软件PCtoLCD2002来制备,所设置的字模生成格式如图7和图8所示。

图6 心率波形显示效果

图7生成格式设置

图8专用字模提取

绘制波形所用的画线函数其内容如下:

void LCD_DrawLine(unsigned int x1, unsigned int y1, unsigned int x2, unsigned int y2)
{
	unsigned int t; 
	int xerr=0,yerr=0,delta_x,delta_y,distance; 
	int incx,incy,uRow,uCol; 

	delta_x=x2-x1;  
	delta_y=y2-y1; 
	uRow=x1; 
	uCol=y1; 
	if(delta_x>0)incx=1;  
	else if(delta_x==0)incx=0; 
	else {incx=-1;delta_x=-delta_x;} 
	if(delta_y>0)incy=1; 
	else if(delta_y==0)incy=0; 
	else{incy=-1;delta_y=-delta_y;} 
	if( delta_x>delta_y)distance=delta_x; 
	else distance=delta_y; 
	for(t=0;t<=distance+1;t++ ) 
	{  
		LCD_DrawPoint(uRow,uCol); 
		xerr+=delta_x ; 
		yerr+=delta_y ; 
		if(xerr>distance) 
		{ 
			xerr-=distance; 
			uRow+=incx; 
		} 
		if(yerr>distance) 
		{ 
			yerr-=distance; 
			uCol+=incy; 
		} 
	}  
}

实现心率曲线绘制的主函数程序如下:

int main(void)
{
  int16_t sj,sp,j;
  HAL_Init();
  SystemClock_Config();
  SPI_CONFIG();	
  Lcd_Init();
  LCD_Clear(RED); 
  BACK_COLOR=RED; 
  POINT_COLOR=WHITE;  
  showhanzi16h(40,120,5,0);
  showhanzi16h(40,140,4,0);
  showhanzi16h(40,160,3,0);
  showhanzi16h(40,180,2,0);
  showhanzi16h(40,200,1,0);
  showhanzi16h(40,220,0,0);
	
  showhanzi16h(200,120,9,0);
  showhanzi16h(200,140,8,0);
  showhanzi16h(200,160,7,0);
  showhanzi16h(200,180,9,0);
			
  showhanzi16h(200,260,6,0);	
  showhanzi16h(200,280,1,0);
  showhanzi16h(200,300,0,0);
  POINT_COLOR=WHITE;  
  LCD_DrawLine(10, 300, 190, 300);
  LCD_DrawLine(190, 10, 190, 300); 
  sp=0;
  MX_GPIO_Init();
  MX_ADC1_Init();
  MX_TIM3_Init();
  MX_USART2_UART_Init();
  HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim3);
  j=0;
  while (1)
  {
		sendDataToProcessing('S', Signal);     
		j++;
	        POINT_COLOR=YELLOW; 
                sj=Signal/5; 
		LCD_DrawLine(190-sp, 300-3*(j-1), 190-sj, 300-3*(j));  
		sp=sj;
		if(j>86 )
		{
		LCD_ClearQ(RED);	
		j=0;
	        POINT_COLOR=WHITE;  
                showhanzi16h(40,120,5,0);
	        showhanzi16h(40,140,4,0);
	        showhanzi16h(40,160,3,0);
	        showhanzi16h(40,180,2,0);
	        showhanzi16h(40,200,1,0);
	        showhanzi16h(40,220,0,0);
			
		showhanzi16h(200,120,9,0);
	        showhanzi16h(200,140,8,0);
	 	showhanzi16h(200,160,7,0);
	        showhanzi16h(200,180,9,0);
			
		showhanzi16h(200,260,6,0);	
		showhanzi16h(200,280,1,0);
	        showhanzi16h(200,300,0,0);
		
		POINT_COLOR=WHITE;  
		LCD_DrawLine(10, 300, 190, 300);
	        LCD_DrawLine(190, 10, 190, 300);
		}	
  		if (QS == true)
		{
		sendDataToProcessing('B',BPM);   
		sendDataToProcessing('Q',IBI);  
		LCD_ShowCharh(200,100,':',0);
	        LCD_ShowCharh(200 ,240,':',0);
		LCD_ShowCharh(200,230,BPM/100+0x30,0);
		LCD_ShowCharh(200,220,BPM0/10+0x30,0);
		LCD_ShowCharh(200,210,BPM+0x30,0);
		LCD_ShowCharh(200,90,IBI/1000+0x30,0);
		LCD_ShowCharh(200,80,IBI00/100+0x30,0);
		LCD_ShowCharh(200,70,IBI0/10+0x30,0);
		LCD_ShowCharh(200,60,IBI+0x30,0);
		QS = false;                      
		}
		
		HAL_Delay(20);
  }

}
全部评论 ()
条评论
写评论

创建讨论帖子

登录 后参与评论
系统提示