基于嵌入式技术的心率检测系统设计

李福斌 白秉旭

摘  要：对嵌入式技术进行了研究，报告了传统心率检测仪器便携性差、抗干扰能力不强的现状，设计了一种基于STM32 NUCLEO嵌入式芯片的心率检测系统。集STM32F411 NUCLEO开发板、心率信号预处理、数据采集、OLED激光显示、串行通讯及电源转换功能为一体，利用人体心血管活动的血管容积周期性规律，基于芯片模数转换器捕捉体表反射光变化活动时序，实现高低通滤波与人机交互。测试表明，系统抗干扰能力强，可用于家庭或社区人体医学监护。

關键词：嵌入式技术;心率检测系统;设计

中图分类号：TP311    文献标识码：A文章编号：2096-4706（2021）24-0055-04

Abstract： This paper studies the embedded technology， reports the current situation of poor portability and weak anti-interference ability of traditional heart rate detection instruments， and designs a heart rate detection system based on STM32 NUCLEO embedded chip. It integrates the functions of STM32F411 NUCLEO development board， heart rate signal preprocessing， data acquisition， OLED laser display， serial communication and power conversion. Using the periodic law of blood vessel volume of human cardiovascular activity， it captures the change time sequence of reflected light on the body surface based on chip analog-to-digital converter， so as to realize high-low-pass filtering and human-computer interaction. Tests show that the system has strong anti-interference ability and can be used for family or community medical monitoring.

Keywords： embedded technology; heart rate detection system; design

0  引  言

经济的发展促使人们的物质和精神生活得到大幅度提升和改善，也使得越来越多的人开始广泛关注个人的身体健康问题[1]。“心率”作为一项重要的生理参数，它是衡量和评价一个人身体是否健康的重要指标之一。随着“可穿戴”“便携式”的智能产品兴起，基于嵌入式设计的心率实时检测系统为普通大众进行“无疾预防”提供了硬件基础[2]。目前，国内关于心率检测的技术已经十分成熟，但是传统心率检测仪器功能单一，抗干扰能力差，价格昂贵，更不宜家庭使用。本文针对这些缺点，在深入研究国内、外心率检测技术发展情况基础之上，将现代传感技术、嵌入式基础及信号处理技术等集成在一起，提出并设计了一种可穿戴、低功耗、多功能、实用性强的心率检测系统，通过心率信号来捕获心脑血管疾病先兆，以便用于社区及家庭人体医学监护。……