基于STM32单片机的心率体温检测系统 心率脉搏测量仪嵌入式开发

STM32单片机的心率体温检测系统概述

心率体温检测系统基于STM32单片机设计，主要用于实时监测用户的心率（脉搏）和体温数据。该系统通常结合光学传感器（如光电脉搏传感器）和温度传感器（如DS18B20或MLX90614），通过嵌入式算法处理数据，并将结果显示在LCD或通过无线模块传输至手机/云端。

系统硬件组成

STM32单片机：作为主控芯片，常用型号包括STM32F103C8T6（Cortex-M3内核）或STM32F407（高性能场景）。负责传感器数据采集、信号处理及外设控制。

心率传感器：通常采用光电反射式传感器（如MAX30102），通过红外光检测血液流动引起的光强变化，转化为电信号后由STM32的ADC模块采集。

体温传感器：DS18B20（接触式）或MLX90614（非接触式红外测温），通过单总线或I2C接口与STM32通信。

显示模块：OLED或LCD屏幕（如SSD1306），用于实时显示心率、体温及报警信息。

无线模块（可选）：ESP8266（Wi-Fi）或HC-05（蓝牙），实现数据远程传输。

软件设计要点

心率算法
原始信号需经过滤波（如FIR低通滤波）去除噪声，峰值检测算法（如动态阈值法）计算脉搏间隔，最终换算为心率值（BPM）。
公式：
[
\text{心率} = \frac{60}{\text{平均脉搏间隔（秒）}}
]

体温校准
接触式传感器需考虑环境温度补偿，非接触式传感器需校准发射率参数。例如，DS18B20的原始数据需按分辨率转换：
[
\text{温度} = \text{raw_data} \times 0.0625 \quad (\text{12位分辨率})
]

嵌入式代码示例（Keil/IAR环境）

// 心率传感器数据采集（以MAX30102为例）uint32_tread_heart_rate(){uint32_traw_data=MAX30102_Read_FIFO();// 读取传感器数据floatfiltered_data=low_pass_filter(raw_data);// 滤波处理returndetect_peaks(filtered_data);// 峰值检测}

关键开发工具

• IDE：STM32CubeIDE（HAL库）或Keil MDK（标准库）
• 调试工具：ST-Link调试器、逻辑分析仪（用于信号验证）
• 通信协议：UART（传感器通信）、I2C（OLED/MLX90614）、SPI（高速数据传输）

应用场景与优化方向

• 医疗穿戴设备：低功耗设计（STM32L系列+休眠模式）。
• 远程监护：通过Wi-Fi/4G上传数据至云平台（如阿里云IoT）。
• 算法优化：引入机器学习（如TensorFlow Lite）提升心率检测抗干扰能力。

该系统结合硬件设计与嵌入式算法，可实现高精度、低成本的健康监测方案。开发时需注意传感器选型、信号抗干扰及功耗平衡。

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