基于可穿戴设备的体质测试数据采集系统设计
2019-03-30刘东旭
刘东旭
摘要：本设计是基于STM32单片机的体质测试数据采集系统。该可穿戴设备通过MAX30100传感器采集运动心率和血氧饱和度并传送给单片机处理后发送给App，在App上显示实时心率和血氧数值及曲线。该可穿戴设备轻便、易于携带，便于对运动过程中的体质数据进行采集及分析。
关键词：可穿戴设备;体质数据;运动心率;血氧饱和度
中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2019）12-0155-01
近年来，随着科学技术的快速发展，我国人们的生活质量得到了很大改善，人们越加的重视自己的健康状况。本设计主要测量数据有心率和血氧饱和度，能够实时监测人体生理参数，对于人们的健康保健具有非常重要的意义。
1 系统整体设计
本设计采用MAX30100进行心率血氧检测，将心率和血氧信号采集并转换成数字信号，送到单片机STM32F103中进行数据的分析和处理，在手环屏幕显示的同时，通过蓝牙模块与手机通信发送到手机App中，并进行显示。系统总框图如图1所示。
2 系统硬件设计
2.1 MAX30100电路
运动心率与血压饱和度的采集选用MAX30100传感器，运行电压在1.8V到3.3V之间，能够降低低噪声模拟信号处理器，用来检测脉搏的血氧和心率信号，电路图如图2所示。
2.2 蓝牙电路
蓝牙HC05是一款高性能的主从一体的蓝牙串口模块，蓝牙与设备配对连接成功后两个设备共同使用一个串口。并且连接有蓝牙功能的电脑、手機App等智能终端，并且兼容各种单片机系统。
2.3 显示电路
本设计显示部分采用字符型OLED12864液晶显示，可显示汉字，英文字符，图形显示。其亮暗对比度可达100：1，环境亮度越高，显示越清晰。+5V电源供电，采用交流驱动方式。显示电路如图3所示。
3 系统调试
对MAX30100，OLED12864进行初始化，驱动信号采集进行心率血氧信号的采集，对采集来的心率脉搏信号和血氧饱和度信息进行采样、处理，然后通过蓝牙通信模块将获得的生理数据传输给我们的手机App进行显示与数据存储。硬件实物图与显示界面如图4所示。
4 结语
本设计是基于可穿戴设备的体质测试数据采集系统，用于采集实时人体体质参数，经过多次测试总结确定该设备可以比较准确的检测人体的心率和血氧饱和度，该体质测试数据采集系统可以显示运动时人体心率波形，与血氧饱和度。而且使用手机App显示观测结果更加清晰，便于后期的数据集成及体质测试分析实验。
参考文献
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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
