劉東旭

摘要：本設(shè)計是基于STM32單片機(jī)的體質(zhì)測試數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該可穿戴設(shè)備通過MAX30100傳感器采集運動心率和血氧飽和度并傳送給單片機(jī)處理后發(fā)送給App，在App上顯示實時心率和血氧數(shù)值及曲線。該可穿戴設(shè)備輕便、易于攜帶，便于對運動過程中的體質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集及分析。

關(guān)鍵詞：可穿戴設(shè)備;體質(zhì)數(shù)據(jù);運動心率;血氧飽和度

中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）12-0155-01

近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，我國人們的生活質(zhì)量得到了很大改善，人們越加的重視自己的健康狀況。本設(shè)計主要測量數(shù)據(jù)有心率和血氧飽和度，能夠?qū)崟r監(jiān)測人體生理參數(shù)，對于人們的健康保健具有非常重要的意義。

1 系統(tǒng)整體設(shè)計

本設(shè)計采用MAX30100進(jìn)行心率血氧檢測，將心率和血氧信號采集并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，送到單片機(jī)STM32F103中進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析和處理，在手環(huán)屏幕顯示的同時，通過藍(lán)牙模塊與手機(jī)通信發(fā)送到手機(jī)App中，并進(jìn)行顯示。系統(tǒng)總框圖如圖1所示。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計

2.1 MAX30100電路

運動心率與血壓飽和度的采集選用MAX30100傳感器，運行電壓在1.8V到3.3V之間，能夠降低低噪聲模擬信號處理器，用來檢測脈搏的血氧和心率信號，電路圖如圖2所示。

2.2 藍(lán)牙電路

藍(lán)牙HC05是一款高性能的主從一體的藍(lán)牙串口模塊，藍(lán)牙與設(shè)備配對連接成功后兩個設(shè)備共同使用一個串口。并且連接有藍(lán)牙功能的電腦、手機(jī)App等智能終端，并且兼容各種單片機(jī)系統(tǒng)。

2.3 顯示電路

本設(shè)計顯示部分采用字符型OLED12864液晶顯示，可顯示漢字，英文字符，圖形顯示。其亮暗對比度可達(dá)100：1，環(huán)境亮度越高，顯示越清晰。+5V電源供電，采用交流驅(qū)動方式。顯示電路如圖3所示。

3 系統(tǒng)調(diào)試

對MAX30100，OLED12864進(jìn)行初始化，驅(qū)動信號采集進(jìn)行心率血氧信號的采集，對采集來的心率脈搏信號和血氧飽和度信息進(jìn)行采樣、處理，然后通過藍(lán)牙通信模塊將獲得的生理數(shù)據(jù)傳輸給我們的手機(jī)App進(jìn)行顯示與數(shù)據(jù)存儲。硬件實物圖與顯示界面如圖4所示。

4 結(jié)語

本設(shè)計是基于可穿戴設(shè)備的體質(zhì)測試數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，用于采集實時人體體質(zhì)參數(shù)，經(jīng)過多次測試總結(jié)確定該設(shè)備可以比較準(zhǔn)確的檢測人體的心率和血氧飽和度，該體質(zhì)測試數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以顯示運動時人體心率波形，與血氧飽和度。而且使用手機(jī)App顯示觀測結(jié)果更加清晰，便于后期的數(shù)據(jù)集成及體質(zhì)測試分析實驗。

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Design of? ?Data Acquisition System for Physical Fitness Testing based on Wearable Device

LIU Dong-xu

（Department of? physical education， Jilin Institute of? Chemical Technology， Jilin? Jilin? 132000）

Abstract：This paper introduces the design of a data acquisition system based on STM32 single-chip computer for physique test. The wearable device system collects the heart rate and blood oxygen value through the MAX30100 sensor and transmits them to the MCU for processing and then sends them to the APP， which displays the values and curves of real time heart rate and blood oxygen. The wearable device is portable and easy to carry， and is convenient for collecting and analyzing the physique data in the course of sports.

Key words：wearable device;physique data;heart rate;blood oxygen