血氧饱和度测试仪 【电子制作】血氧饱和度及心率检测仪

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一、工作介绍

供公众使用的血氧饱和度和心率检测器。它集低功耗、小尺寸、简单和便携于一体。如下图所示焊接组装。

近年来，随着现代化进程的加快，人们面临着越来越大的竞争压力和生活压力，锻炼的时间极其稀缺，导致人们患慢性病的概率明显增加。为了让人们在家中及时了解家庭成员的健康状况，甚至实时监测患者的身体状况，最终实现对各种弱势群体疾病的预测和监测。在人体常见的生理指标中，血氧饱和度和心率最能反映人体的健康状况。所以我们开始制作血氧饱和度和心率检测器。

2.工作重点

实时监测血氧饱和度和心率这两个生理参数，并在主机上实时显示，可以实现在家中了解自己健康状况的目的，达到预防慢性病的效果。

此外，检测到的生理数据也可以提供给医生，以方便他们对患者状况的诊断。

方便用户实时了解自己生理参数的变化，帮助研究者后期分析研究生理数据。针对现有生理参数监测装置在外观设计上存在的缺陷，将生理参数监测装置设计为手指夹持装置，传感器佩戴在手指上并紧贴皮肤表面的结构使传感器能够很好地接触皮肤表面，有助于准确获取生理参数，减少运动过程中产生的干扰，提高监测装置的准确性。

同时，小型化设计使与皮肤的接触面积最小化，从而克服了给使用者带来不适感的缺点。

三.系统框架图

微处理器模块是整个系统的核心，主要协调各模块之间的工作，对采集的生理信号进行一定的信号处理和计算。

信号采集模块对生理参数的实时采集是关系到整个生理参数监测装置能否有效运行的关键因素。

WiFi通信模块的设计实现了本系统的数据传输功能，是连接下位机模块和上位机终端的桥梁。该装置采用WiFi通信技术，下位机模块通过串口输出采集、处理和计算的生理数据，数据通过WiFi模块无线发送到上位机终端。

电源模块为整个生理监测装置提供统一的电源，避免了复杂的电源电路设计，减小了整个装置的体积，实现了装置的小型化。

四.原理图

单片机模块

红外线灯管模块

它由传感器NJL5501R和三极管组成。驱动电路的工作方式是:单片机的内部定时器交替产生两个PWM波，I/O口(PA6和PA7)控制驱动电路的选通，交替驱动NJL5501R芯片的两个发光管D1(红色LED)和D2(红外LED)发光，光电接收管Q3接收组织反射的光，转换成电压信号V1。在脉搏波检测过程中，环境光的干扰和个体之间对不同波长光的吸收差异会导致脉搏波基线漂移，影响采样精度，甚至影响STM32正确采样。为了解决这个问题，利用STM32跟踪采样的脉冲波，通过其内置的DAC1实时调节通过D1和D2的驱动电流，从而达到控制发光管发出光强的目的。

差分放大模块

针对NJL5501R传感器采集的人体脉搏波信号强度较弱，硬件信号调理模块采用前置放大电路进行放大。放大电路为同相输入比例运算电路，选用TLC2262芯片。该芯片可在单电源和双电源条件下供电，并可实现轨到轨输出性能。它具有微功耗的特点，特别适合便携式监控设备。V1信号由红光和红外光的交流分量和DC分量组成，脉冲信号的交流分量在幅度上远小于DC分量。为了充分放大交流分量，使用差分输入减法电路进行预放大。

wifi模块

手机APP显示

实施原则:

这项工作是基于STM32微处理器和Android系统的血氧饱和度和心率检测器。采用血氧传感器设计硬件电路，实现人体生理血氧和心率信号的采集。通过单片机对信号进行采样、处理和计算，将获得的数据通过WiFi通信模块发送到移动APP，进行生理数据的实时显示和存储，方便用户实时了解自己的生理参数，帮助研究人员后期分析研究生理数据。

动词 （verb的缩写）原件清单

TLC2262

介子

ESP8266串行WIFI模块

STM32F103RCT6TR

电阻

电容

NJL5501R血氧传感器

不及物动词软件

软件部分，红光由2KHZ方波驱动，红外光由1KHZ方波驱动，STM32内部AD用于AD采样，通过数字解调得到红光和红外光数据。血氧值和心率值采用阈值差分法进行处理和分析。

注:作者有作品演示视频附于原帖。感兴趣的朋友可以查看李闯社区的原始帖子:

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