描述

健康監(jiān)測一直是物聯(lián)網(wǎng)(IoT) 的一個有前途的應用。通過使用正確的技術，我們不再需要依靠我們的常規(guī)健康檢查或當?shù)蒯t(yī)生來評估我們的身體。傳感器可用于測量您的所有身體生命體征，這些信息可以實時遠程共享，供來自世界其他地方的醫(yī)生診斷您，或者人工智能可以處理所有數(shù)字并診斷您的問題。

聽起來很未來，對吧？

但我們正在逐漸向它邁進，我們離讓遠程物聯(lián)網(wǎng)機械臂對我們進行手術不遠了。

之前我們使用樹莓派構建了基于物聯(lián)網(wǎng)的心跳監(jiān)測系統(tǒng)。

雖然我們在這方面取得進展，但在本次會議中，我們將構建一個可穿戴的 Arduino 心率監(jiān)測器來測量遠程患者的心率。

所需組件

以下是構建基于 Arduino 的可穿戴心率監(jiān)測系統(tǒng)所需的組件

• Arduino Nano R3
• nRF24模塊
• Adafruit NeoPixel 環(huán)：WS2812 5050 RGB LED
• 鋰聚合物電池

所有艱苦的工作都由 uECG 完成 - 它測量數(shù)據(jù)并計算板載 BPM。而且，當它切換到直接鏈接模式時，它會通過與通用 nRF24 芯片兼容的無線電協(xié)議發(fā)送所有這些信息（連同高分辨率 ECG 數(shù)據(jù)）。所以第二個關鍵組件是 nRF24 模塊。而且 Arduino Nano 的尺寸正好適合放在一個小的 LED 環(huán)下方，所以我將它用作控制器。

電路圖和連接

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連接 nRF24 模塊并不簡單，您必須連接所有 SPI 線（MISO、MOSI、SCK、CS），還要連接芯片使能線和電源。而且，如果您希望它具有相當小的尺寸 - 必須移除所有排針，并將電線直接焊接到焊盤上。所以單獨連接nRF需要7根線，14個焊點。好消息是其他一切都很簡單：LED 環(huán)需要 1 根數(shù)據(jù)線和 2 根電源線，另外 2 根電源線進入電池連接器。

在這里，我向您展示連接，以便您輕松執(zhí)行任務。

nRF24 引腳 1 (GND) - Arduino 的 GND

nRF24 引腳 2 (Vcc) - Arduino 的 3.3v

nRF24 pin 3（芯片啟用）-Arduino的D9

nRF24 引腳 4 (SPI:CS) - Arduino 的 D8

nRF24 引腳 5 (SPI:SCK) - Arduino 的 D13

nRF24 引腳 6 (SPI:MOSI) - Arduino 的 D11

nRF24 引腳 7 (SPI:MISO) - Arduino 的 D12

LED 環(huán)形電源 - Arduino 的 5V

LED 環(huán) GND - Arduino 的 GND

LED 環(huán) DI - Arduino 的 D5

電池正極（紅色） - Arduino 的 5V

電池負極（黑色） - Arduino 的 GND

重要提示：您不能將 MOSI、MISO、SCK 線連接到任何其他 Arduino 引腳。SPI 硬件位于 D11、D12、D13 上，如果不在那里連接將無法工作。所有其他引腳都可以更改，但為此，您必須在程序中進行相應的更改

讓我們編程

這里關于軟件的唯一復雜的事情是射頻通道配置。在我意識到 uECG 和 nRF24 對管道地址使用不同的位順序之前，我花了很長時間試圖讓它工作。當我修復它時，一切都立即開始工作:) 基本上，我們只是讀取傳入的數(shù)據(jù)包，使用它們的第 5 個字節(jié)作為 BPM，然后過濾它（RF 通道很嘈雜，所以你時不時地得到隨機值而不是正確的讀數(shù)，并且出于兼容性原因禁用了硬件 CRC）。之后，BPM 被轉換為顏色和活動像素的數(shù)量，就是這樣。

Arduino 心率監(jiān)測系統(tǒng)的完整代碼可在附件中找到。

測試可穿戴心率監(jiān)測系統(tǒng)

當所有電線都焊接好后，程序會閃爍，并且您確認已收到 uECG 數(shù)據(jù) - 是時候將它們放在一起了。

我選擇了一種非常簡單的方法將它們固定在一起——導熱膠。由于零件本身幾乎已經(jīng)適合（Nano 適合外環(huán)尺寸，nRF24 模塊適合內環(huán)尺寸，而電池雖然不適合任何部件，但不知何故并沒有太多阻礙 - 不知道它是如何工作的，但我只是粘上它在那里，不知何故真的沒問題:) 然后我把它縫到我手頭的一些隨機腕帶上（焊接站包的剩余物，一個用于焊接時接地的帶），就是這樣！

為了測試，我跑了一次，除了一個驚喜外，它工作得很好。我使用了這樣的設置，在 192 BPM 時所有 LED 都亮起，因為根據(jù)所有建議，這樣的心率對于我的參數(shù)來說太高了。令人驚訝的是，我在短短幾分鐘內就超過了它，甚至沒有注意到這一點。我什至認為這可能是傳感器錯誤，但不是——當我停下來時，它并沒有立即下降，而是緩慢放松（當沒有太多運動時，傳感器是 100% 可靠的）。所以事實證明，有一段時間我的訓練遠高于我的健康閾值。現(xiàn)在我有一個問題 - 由于青春期的心臟問題，我的 BPM 是否比正常水平高，或者我真的太用力了而沒有意識到這一點？反正我 必須對它做點什么——要么增加顯示器上的最大 BPM，要么減少訓練強度。:)

哇！到這里我們就完成了這個項目。

我希望你喜歡這個教程并學到了一些有用的東西。分享你對這個項目的想法，讓我知道我們可以做些什么來讓這個項目更加先進和有趣。如果您有任何疑問，請將它們留在下面的評論部分。

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