【原创深度】创建可穿戴心率监测器（一）

由 cathy 提交于周三, 6 六月 2018 - 13:34

作者：Joseph Downing，贸泽电子

近年来可穿戴设备在多个市场呈现爆炸性增长，这很大程度上是因为它们提供的便利性以及大量的相关信息。运动跟踪器（比如三星的Gear Fit 2）、医疗设备（比如Qardio Arm血压剂）以及安德玛（Under Armor）推出的UA Speedform Gemini 3智能跑鞋就是其中一些例子。这些设备能够为用户提供各种反馈信息，包括睡眠质量、VO2水平（氧摄入量）、运动水平、步行和跑步节奏等数据点。

设计可穿戴设备需要添加外围设备来感应和显示各类数据，同时需要在云端存储和检索数据。本项目采用<a href="https://www.mouser.com/new/maxim-integrated/maxim-max32630fthr-pegasus-…;（Maxim）推出的<a href="https://www.mouser.com/new/maxim-integrated/maxim-max32630fthr-pegasus-… Rapid开发平台</a>，开发板上集成了关键的外围设备以及Maxim推出的<a href="https://www.mouser.com/new/maxim-integrated/maxim-maxrefdes117/">700-MA…，这大大的简化了开发流程。此外我们采用了Mbed操作系统（OS）用于云编程，Ubidots云服务以及Android Studio软件实现云应用接口。

如果你是一名设计师（或“DIYer”），借助这些集成特性、参考设计和云编程工具会让你在起跑线上领先一步。下面的内容标注了必需的工程材料、帮助你进行编程、组装开发板卡、编译和下载安卓App、将数据传输的云服务。

项目材料和资源

我们建议在开始此项目前收集好如下材料和资源：

项目材料清单（BOM）

在Mouser.com官网上查看<a href="https://www.mouser.com/ProjectManager/ProjectDetail.aspx?AccessID=5a188…;该项目需要的清单</a>，包括各种组件： 
<ul>
<li>Maxim公司推出的<a href="https://www.mouser.com/new/maxim-integrated/maxim-max32630fthr-pegasus-…，集成了<a href="https://www.mouser.com/productdetail/maxim-integrated/max32630icq%2b?qs…; ARM Cortex M4F微控制器和<a href="https://www.mouser.com/productdetail/maxim-integrated/max14690aewx%2b?q…; PMIC电池管理器件 </li>
<li>Maxim公司推出的<a href="https://www.mouser.com/new/maxim-integrated/maxim-maxrefdes117/">700-MA…，集成心率/脉搏监测传感器、降压型DC/DC转换器和逻辑电平转换器 </li>
<li><a href="https://www.mouser.com/ProductDetail/485-2750">锂聚合物电池</a></li>
</ul>

项目源代码 
<ul>
<li><a href="https://os.mbed.com/users/Brakkion/code/BLEHeartRateMon/">贸泽HRM Mbed repository</a></li>
<li><a href="https://github.com/Mouser-Electronics/Maxim-HR-BLE">贸泽HRM Gihub repository</a></li>
</ul>

硬件： 
<ul>
<li>电烙铁 </li>
<li>跳线或普通导线 </li>
<li>助焊剂 </li>
<li>接头引脚 </li>
<li>面包板 </li>
<li>数字万用表（可选） </li>
<li>示波器（可选） </li>
<li><a href="https://www.mouser.com/All-Manufacturers/_/N-0?Keyword=featherwing&…;外围扩展设备</a>（可选） </li>
</ul>

账号和软件 
<ul>
<li>一个Ubidots云服务账号 </li>
<li><a href="https://www.mbed.com/en/">Mbed.org</a>官网账号 </li>
<li>Android Studio开发软件 </li>
</ul>

项目技术概述

这是一个针对于有编程和焊接经验工程师和DIY爱好者的高级开发项目，设计这个项目我们采用了如下技术：

Maxim（美信）MAX32630FTHR Pegasus开发平台

驱动这个项目的是Maxim公司全新推出的<a href="https://www.mouser.com/new/maxim-integrated/maxim-max32630fthr-pegasus-… Pegasus开发平台</a>（图1）。集成了<a href="https://www.mouser.com/productdetail/maxim-integrated/max32630icq%2b?qs…; Arm Cortex M4F微控制器以及<a href="https://www.mouser.com/productdetail/maxim-integrated/max14690aewx%2b?q…; PMIC电池充电管理器件，这个平台会协助工程师进行快速的原型设计。该功能丰富的板卡包含多个集成外设，比如加速度计/陀螺仪、双模式蓝牙以及SPI、I²C、UART、66个GPIO接口等。MAX32630FTHR小巧的外观尺寸与几款现成的扩展板以及标准面包板相兼容，这带来了无限的可能性。如果你对某些内容好奇，我们提供了<a href="https://www.mouser.com/All-Manufacturers/_/N-0?Keyword=featherwing&…;扩展外设的介绍链接</a>。

<center><img src="http://mouser.eetrend.com/files/2018-06/wen_zhang_/100011878-42121-y2.j…; alt=“图1：Maxim推出的MAX32630FTHR# Pegasus开发平台集成了Arm Cortex M4F微控制器和PMIC电源管理器件” width="600"></center><center>图1：Maxim推出的MAX32630FTHR# Pegasus开发平台集成了Arm Cortex M4F微控制器和PMIC电源管理器件</center>

Maxim推出的MAXREFDES117#心率模块参考设计

Maxim流行的MAXREFDES117#心率模块参考设计（图2）非常的小巧，它集成了Maxim <a href="https://www.mouser.com/productdetail/maxim-integrated/max30102efd%2b?qs…;心率/脉搏、血氧传感器、<a href="https://www.mouser.com/productdetail/maxim-integrated/max1921eut25%2bt?…;降压型DC/DC转换器以及<a href="https://www.mouser.com/productdetail/maxim-integrated/max14595eta%2bt?q…;逻辑电平转换器。这种多功能设计可以用于Arduino和Mbed平台实现快速集成。示例提供的固件就适合这两种平台，给用户提供了非常基本的算法，可以确定心率、血氧饱和度等参数，帮助他们快速实现原型设计。

<center><img src="http://mouser.eetrend.com/files/2018-06/wen_zhang_/100011878-42122-y3.j…; alt=“图2：Maxim流行的MAXREFDES117#心率模块参考设计非常的小巧，集成了心率、脉搏、血氧传感器、降压式DC/DC转换器和逻辑电平转换器” width="600"></center><center>图2：Maxim流行的MAXREFDES117#心率模块参考设计非常的小巧，集成了心率、脉搏、血氧传感器、降压式DC/DC转换器和逻辑电平转换器</center>

Mbed操作系统（OS）实现云编程

Mbed OS提供了一个方便的基于云编程的工具，帮助简化和加速创建物联网（IoT）平台。Mbed提供的工具帮助实现代码协作、提交并且软件发布，同时帮助维护详细的修订历史记录。使用Mbed非常的简单，创建账号、寻找和选择期望使用的硬件。如果你已经拥有了账号，你可以去<a href="https://os.mbed.com/users/Brakkion/code/BLEHeartRateMon/">Mbed Repositpry</a>（代码仓）将提供的代码导入你的编译器从而开始你的工程。

Ubidots实现云服务

Ubitots为所有希望想开展IoT或云项目的开发者提供了很好的起点。除了有多种开发平台的指导手册，Ubidots为在服务和安卓App之间搭建接口也提供了教程，信用系统能够让你以简单且经济的方式开发和维护你的项目，并且提供了多种方法可以获得更多的信用值。

Android Studio实现云服务接口

你需要相应的接口来实现将数据从Maxim板卡和传感器传输到云端，这可以通过一个移动设备（比如平板电脑、智能手机）来实现。对于这个项目我们使用的是安卓框架，并且借助Android Studio来创建App实现传感器数据的可视化。

关于作者

Joseph Downing已经在贸泽电子（Mouser Electronics）工作了六年时间，在2011年他作为技术支持专家加入公司，后台转为技术内容专家。Joseph在电子行业有20多年的从业经验，曾在很多公司任职，比如Intel、Radisys和Planar等。作为一名极客，Joseph帮助管理Mouser.com的应用和技术网站，并且为这些站点和贸易展览会提供技术项目和材料支持。

原文链接：https://www.mouser.com/applications/creating-a-wearable-heart-rate-moni…;

<center>精彩内容未完待续。。。。。。 </center>

该发布文章为独家原创文章，转载请注明来源。对于未经许可的复制和不符合要求的转载我们将保留依法追究法律责任的权利。