基于可穿戴設備的體質測試數據采集系統設計

劉東旭

摘要：本設計是基于STM32單片機的體質測試數據采集系統。該可穿戴設備通過MAX30100傳感器采集運動心率和血氧飽和度并傳送給單片機處理后發送給App，在App上顯示實時心率和血氧數值及曲線。該可穿戴設備輕便、易于攜帶，便于對運動過程中的體質數據進行采集及分析。

關鍵詞：可穿戴設備;體質數據;運動心率;血氧飽和度

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

近年來，隨著科學技術的快速發展，我國人們的生活質量得到了很大改善，人們越加的重視自己的健康狀況。本設計主要測量數據有心率和血氧飽和度，能夠實時監測人體生理參數，對于人們的健康保健具有非常重要的意義。

1 系統整體設計

本設計采用MAX30100進行心率血氧檢測，將心率和血氧信號采集并轉換成數字信號，送到單片機STM32F103中進行數據的分析和處理，在手環屏幕顯示的同時，通過藍牙模塊與手機通信發送到手機App中，并進行顯示。系統總框圖如圖1所示。

2 系統硬件設計

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 藍牙電路

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

2.3 顯示電路

本設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100：1，環境亮度越高，顯示越清晰。+5V電源供電，采用交流驅動方式。顯示電路如圖3所示。

3 系統調試

對MAX30100，OLED12864進行初始化，驅動信號采集進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行采樣、處理，然后通過藍牙通信模塊將獲得的生理數據傳輸給我們的手機App進行顯示與數據存儲。硬件實物圖與顯示界面如圖4所示。

4 結語

本設計是基于可穿戴設備的體質測試數據采集系統，用于采集實時人體體質參數，經過多次測試總結確定該設備可以比較準確的檢測人體的心率和血氧飽和度，該體質測試數據采集系統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App顯示觀測結果更加清晰，便于后期的數據集成及體質測試分析實驗。

參考文獻

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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