一种基于STM32和PPG技术的腕戴式心率计设计

刘劲松，朱纯午，杨　莉

（武汉理工大学 自动化学院，湖北 武汉 430070）

一种基于STM32和PPG技术的腕戴式心率计设计

刘劲松，朱纯午，杨莉

（武汉理工大学 自动化学院，湖北 武汉 430070）

基于STM32和反射式光电容积脉搏波(PPG)技术设计了一种具有抗运动干扰特性的腕戴式心率计。由STM32产生的PWM波控制红外光源的开通或关闭。光电传感器采集到光强信号转换为电信号后经过I/V转换和信号放大及滤波电路，送入STM32作进一步处理，通过蓝牙4.0可以方便地将测得的心率参数发送到液晶屏上显示。采用LMS自适应滤波算法滤除PPG信号中运动干扰噪声。实验表明，该心率计在人体处于不同运动状态（静止、行走及跑步）下都有很高的测量准确率。

STM32；光电容积脉搏波；腕戴式；LMS自适应滤波算法

0　引言

心血管疾病是威胁人类生命健康的严重疾病，且发病年龄呈现年轻化的趋势。随着人们健康意识的增强，自我保健的需求不断增长，医院中精度高但使用不便的心电图仪已不能满足人们对心脏进行日常监护的需求。因此基于光电容积脉搏波 (Photo-Plethysmography，简称PPG)技术的可穿戴式心率测量设备被广泛应用于心率监测领域[1]。虽然市面上已有多种便携式心率仪，但大部分不能在人们进行日常活动时应用，只能进行短时间段的监测，不能有效抵抗运动干扰[2-4]。夹于耳垂或头戴式的测量设备也不利于用户体验[5-7]。

基于以上考虑，本文以STM32L152CB为控制核心，设计出了一款可以戴在手腕上的低功耗穿戴式心率计，设备体积小、携带方便、抗干扰能力强、测量精度高，可以在不影响使用者日常活动的情况下长时间、实时地测量心率，有助于对心血管疾病的预防和及时发现。……