stm32+MAX30102+OLED_stm32 max30102 cubemax

1.项目概述

stm32 + 1个心率血氧模块（MAX30102）+ 1个WiFi模块(ESP8266-01S) + 蜂鸣器 + OLED显示+ 本地数据保存（内置Flash ROM或附加SD卡）

背景：对医院住院危重患者的心率和血氧进行实时监测并报警。 主要功能与要求：

1）了解外置心率血氧模块（MAX30102）检测心率和血氧浓度的原理；模块的接口通信协议。

2）stm32通过心率血氧模块（MAX30102）实时患者的心率和血氧浓度，显示在OLED屏上，同时利用wifi上传到护士站管理系统上（PC模拟）。

3）当超过正常阈值时，利用蜂鸣器，PWM波形发送报高低不一样的警蜂鸣声。

4）软件须采用RTOS多任务架构，Rt-thread Nano或者usOS、FreeRTOS。

2.系统框图：

系统流程图：

原理图：

3. MAX30102心率血氧检测模块

1.器件准备

2.工作流程图

芯片可分为两部分，一部分为模拟信号采集电路，通过RED和IR灯发出特定波长的光，采集人体反射回来的光，经过PD管将光信号转化为电信号，最终通过18bit ADC转换器转化为数字信号。 第二部分为数字处理电路，将ADC转换出来的原始数据进行滤波处理后放置于缓冲区内；单片机通过IIC接口读写芯片内部寄存器，读取出相应的数据；

3.主要代码

 

4.程序结果

 能读出数据但数据波动很大

5.问题及解决方式

problem：

       读出数据波动很大，准确性很低

解决方式：
        在github上寻找类似源码，发现滤波算法，对数据进行处理

void blood_data_translate(void)
{	
	float n_denom;
	float Heart_Rate=0.0;
	float R=0.0;
	float sp02_num=0.0;
	uint16_t i;
	int s1_max_index=0;
	int s2_max_index=0;
	//直流滤波
	float dc_red =0; 
	float dc_ir =0;
	float ac_red =0; 
	float ac_ir =0;
	
	for (i=0 ; i<FFT_N ; i++ ) 
	{
		dc_red += s1[i].real ;
		dc_ir +=  s2[i].real ;
	}
		dc_red =dc_red/FFT_N ;
		dc_ir =dc_ir/FFT_N ;
	for (i=0 ; i<FFT_N ; i++ )  
	{
		s1[i].real =  s1[i].real - dc_red ; 
		s2[i].real =  s2[i].real - dc_ir ; 
	}
	
	//移动平均滤波
	for(i = 1;i < FFT_N-1;i++) 
	{
			n_denom= ( s1[i-1].real + 2*s1[i].real + s1[i+1].real);
			s1[i].real=  n_denom/4.00; 
			
			n_denom= ( s2[i-1].real + 2*s2[i].real + s2[i+1].real);
			s2[i].real=  n_denom/4.00; 			
	}
	//八点平均滤波
	for(i = 0;i < FFT_N-8;i++) 
	{
			n_denom= ( s1[i].real+s1[i+1].real+ s1[i+2].real+ s1[i+3].real+ s1[i+4].real+ s1[i+5].real+ s1[i+6].real+ s1[i+7].real);
			s1[i].real=  n_denom/8.00; 
			
			n_denom= ( s2[i].real+s2[i+1].real+ s2[i+2].real+ s2[i+3].real+ s2[i+4].real+ s2[i+5].real+ s2[i+6].real+ s2[i+7].real);
			s2[i].real=  n_denom/8.00; 	
	}
	/*for(i = 0;i < FFT_N;i++) 
	{
		printf("%f\r\n",s2[i].real);	
	}*/
	//开始变换显示	
	g_fft_index = 0;	
	//快速傅里叶变换
	FFT(s1);
	FFT(s2);
	
	//解平方
	for(i = 0;i < FFT_N;i++) 
	{
		s1[i].real=sqrtf(s1[i].real*s1[i].real+s1[i].imag*s1[i].imag);
		s1[i].real=sqrtf(s2[i].real*s2[i].real+s2[i].imag*s2[i].imag);
	}
	//计算交流分量
	for (i=1 ; i<FFT_N ; i++ ) 
	{
		ac_red += s1[i].real ;
		ac_ir +=  s2[i].real ;
	}
 
	s1_max_index = find_max_num_index(s1, 100);
	s2_max_index = find_max_num_index(s2, 100);	
	Heart_Rate = 60.00 * ((100.0 * s2_max_index )/ 512.00);
	g_blooddata.heart = Heart_Rate;
	R = (ac_ir*dc_red)/(ac_red*dc_ir);
	sp02_num =-45.060*R*R+ 30.354 *R + 94.845;
	g_blooddata.SpO2 = sp02_num;
			
}

3.2 OLED显示模块

1.器件准备

2.OLED主要工作原理

外界电场驱动-->载流子的注入（电子和空穴分别由阴极和阳极注入到有机电子传输层和空穴层）-->载流子传输（在各自的传输层传输，向发光层靠近）-->产生激子（在有机发光层，电子和空穴复合生成激子）-->辐射发光（激子辐射跃迁回到基态并发光，光从透明阳极和衬底发出）

工作原理图： 

从原理图中我们可以知道，引出来总共有16个管脚，在16条线中，我们只用了15条，有一个是悬空的。15条线中，电源和地线占了2条，还剩下13条信号线。在不同模式下，我们需要的信号线数量是不同的 而在IIC模式下，仅需要2条线就够了！一条是串行数据线SDA，一条是串行时钟线SCL 起始信号S： SCL 为高电平时， SDA 由高电平向低电平跳变，开始传送数据。

终止信号P： SCL 为高电平时， SDA 由低电平向高电平跳变，结束传送数据。

3.主要代码

 

 

4.程序结果

4.系统效果展示