基于stm32心率血氧测量系统PPT

基于STM32的心率血氧测量系统是一种通过光电容积脉搏波描记法（PPG）来测量心率和血氧含量的系统。下面将详细介绍该系统的硬件组成、软件设计以及测量原理。...

基于STM32的心率血氧测量系统是一种通过光电容积脉搏波描记法（PPG）来测量心率和血氧含量的系统。下面将详细介绍该系统的硬件组成、软件设计以及测量原理。系统硬件组成1.1 STM32微控制器该系统采用STM32微控制器作为核心控制单元。STM32系列微控制器具有丰富的外设接口、高性价比和广泛的应用支持，非常适合于医疗设备的开发。1.2 传感器模块传感器模块包括一个光电传感器和两个金属电极。光电传感器用于检测PPG信号，两个金属电极用于采集手腕和手指的电信号。1.3 信号处理电路信号处理电路包括一个放大器和一个滤波器。放大器用于放大PPG信号，滤波器用于消除噪声干扰，提高信号质量。1.4 OLED显示屏OLED显示屏用于显示测量结果，包括心率和血氧含量。1.5 电源模块电源模块用于提供稳定的的工作电压，保证系统的正常运行。系统软件设计2.1 主程序流程主程序流程包括系统初始化、数据采集、数据处理和结果显示四个部分。系统初始化包括微控制器和外设的初始化以及传感器的校准。数据采集通过读取传感器模块的输出数据进行，数据处理包括信号放大、滤波和解析等操作。最后，将测量结果显示在OLED显示屏上。2.2 数据处理算法数据处理算法包括一个用于计算心率的算法和一个用于计算血氧含量的算法。计算心率的算法基于脉搏波的频率进行分析，计算血氧含量的算法则基于脉搏波的形状和变化趋势进行判断。2.3 人机交互设计系统的人机交互设计包括按键输入和语音提示两部分。用户可以通过按键选择开始测量、查看历史记录或者进行系统设置。同时，系统会根据测量结果进行语音提示，例如“心率正常”或“血氧含量偏低”。测量原理3.1 光电容积脉搏波描记法（PPG）PPG是一种通过光电传感器检测人体组织对光的吸收率随时间变化的方法。在手指或耳垂等部位佩戴光电传感器，随着心脏的跳动，局部组织对光的吸收率会呈现周期性的变化，从而得到脉搏波信号。通过对脉搏波信号的分析，可以得到心率和血氧含量等生理参数。3.2 心率计算原理心率计算原理基于心率的周期性变化。通过对PPG信号进行傅里叶变换，可以得到信号的频率分量。通过计算频率分量的峰值及其对应的周期，即可得到心率值。3.3 血氧计算原理血氧计算原理基于PPG信号的形状和变化趋势。通过分析PPG信号的幅度和波形，结合人体生理参数和血液循环特性，可以得到血氧含量值。常用的血氧计算方法包括基于波形特征的分析方法和基于统计模型的分析方法。本系统采用基于波形特征的分析方法进行血氧计算。