基于STM32单片机的心率血氧温度显示系统设计

基于STM32单片机的心率血氧温度显示系统设计

引用

CSDN

1.

https://m.blog.csdn.net/2401_84610415/article/details/145184969

本文介绍了一种基于STM32单片机的心率、血氧和温度显示系统设计。该系统采用MAX30102传感器采集心率和血氧数据，DS18B20传感器采集温度数据，并通过LCD1602显示器实时显示测量结果。设计具有实时性好、精度高、功耗低的特点，可应用于便携式医疗设备。

摘要

本文设计了一种基于STM32单片机的心率、血氧和温度显示系统。系统采用MAX30102传感器采集心率和血氧数据，DS18B20传感器采集温度数据，通过STM32对传感器数据进行处理，并通过LCD1602显示器实时显示测量结果。设计具有实时性好、精度高、功耗低的特点，可应用于便携式医疗设备。

理论

1. 心率与血氧测量原理
MAX30102是一种集成了光学模块和信号处理模块的传感器，利用光吸收法检测心率和血氧浓度。当光穿过人体组织时，不同的血液成分对光的吸收率不同，传感器通过测量反射或透射光的强度变化计算出心率和血氧浓度。

2. 温度测量原理
DS18B20是一种数字温度传感器，内部集成了温度采集和数字信号转换电路。它基于半导体温度效应，通过测量二极管压降随温度的变化来获取温度数据，并通过单总线协议与STM32进行通信。

3. 系统架构

• 传感器模块：包括MAX30102和DS18B20，用于采集心率、血氧和温度数据。
• 微控制器：STM32作为主控芯片，负责数据采集、处理和显示。
• 显示模块：使用LCD1602模块实时显示心率、血氧和温度。

实验结果

在实验中，系统成功测量并显示了不同被测试者的心率、血氧浓度和环境温度数据，实验结果如下：

实验表明，系统能够实时准确地采集和显示生物信号，满足设计需求。

部分代码

% 心率信号处理
clc;
clear;
% 模拟心率信号
fs = 100; % 采样频率
T = 10; % 信号时长（秒）
t = 0:1/fs:T-1/fs;
heartSignal = sin(2*pi*1.2*t) + 0.5*randn(size(t));
% 滤波器设计
[b, a] = butter(3, [0.5 5]/(fs/2)); % 带通滤波器
filteredSignal = filtfilt(b, a, heartSignal);
% 峰值检测
[peaks, locs] = findpeaks(filteredSignal, 'MinPeakHeight', 0.5);
heartRate = length(peaks) * (60 / T); % 计算心率（BPM）
% 绘图
figure;
subplot(2, 1, 1);
plot(t, heartSignal);
title('原始心率信号');
xlabel('时间 (s)');
ylabel('幅值');
subplot(2, 1, 2);
plot(t, filteredSignal);
hold on;
plot(locs/fs, peaks, 'ro');
title(['滤波后信号 - 心率: ', num2str(heartRate), ' BPM']);
xlabel('时间 (s)');
ylabel('幅值');
hold off;

涉及技术

1. Maxim Integrated. "MAX30102 Pulse Oximeter and Heart-Rate Sensor IC Data Sheet."
2. Texas Instruments. "DS18B20 Programmable Resolution 1-Wire Digital Thermometer."

（文章内容仅供参考，具体效果以图片为准）