基于BH1790GLC脈搏數(shù)據(jù)采集的設(shè)計方案

硬件組成與連接

1、ROHM的傳感器底板Sensor Shield

2、BH1790GLC傳感器

3、ArduinoNANO電路板。

連接關(guān)系如上圖所示

程序解讀

ROHM官方提供的BH1790GLC_HeartRate例程是基于arduino寫的，文件結(jié)構(gòu)如下圖：

這樣的程序目錄，顯然很不合適使用arduino IDE去查閱，這里推薦大家使用Source Insight的軟件去查看代碼。需要注意的是，Source Insight不支持.ino文件，為了方便，將HeartRate.ino另存為一個.c的文件，方便Source Insight查看。

將程序燒錄到硬件中運行如下：

當前心率為70，反復(fù)測試幾次，數(shù)值都在70-75，看來一致性還是不錯。

廢話不多說，先看看ROHM怎么寫的，下面開始直接上代碼：

在setup（）函數(shù)中，有兩個比較關(guān)鍵的函數(shù)hr_bh1790_Init（）和hr_bh1790_StartMeasure（）函數(shù)

其中hr_bh1790_Init（）并沒有對bh1790硬件進行初始化，只是簡單的讀取了傳感器的兩個ID寄存器，驗證了一下傳感器的身份，同時讓硬件進行復(fù)位。

其主要的工作還是去初始化程序定義的結(jié)構(gòu)體，給這些結(jié)構(gòu)體賦上初值。

其中pwCalc_Init（void）函數(shù)也很重要，程序中定義了兩個IIR數(shù)字濾波器，這個函數(shù)是將這個數(shù)字濾波器進行初始化。

兩個IIR數(shù)字濾波器是3.5HZ的高通濾波器和0.5HZ的低通濾波器。

小知識：

在律規(guī)則的情況下，心率和脈搏是一致的。如果有心律不齊的人，會測到心率和脈率不一致，脈率少于心率。正常人心率在60—100次/分鐘，在此范圍有波動都是正常的

所以將兩個數(shù)字濾波器設(shè)置在這個這個范圍是合適的。

接下來就是在setup（）函數(shù)中的另外一個函數(shù)hr_bh1790_StartMeasure （void）

在這個函數(shù)中程序?qū)EAS_CTRL1、MEAS_CTRL2、MEAS_START寄存器進行了操作

接下來就是最關(guān)鍵的loop（）函數(shù)，看看ROHM官方是怎么將波形數(shù)據(jù)進行處理的。

在loop函數(shù)中，timer_flg是一個32HZ的計時標志，每隔31.25MS，就讀一次傳感器的數(shù)據(jù)，并進行計算。

其中hr_bh1790_Calc（s_cnt_freq）是本次分析的關(guān)鍵函數(shù)，在這個函數(shù)中，程序?qū)鞲衅鲾?shù)據(jù)進行讀取，濾波，判斷，最后計算出心率值；而hr_bh1790_GetData（）僅僅是將心率結(jié)果數(shù)據(jù)和判斷讀出來，方便串口打印而已。

直接查看hr_bh1790_Calc（）函數(shù)：

在這個函數(shù)中，程序通過pw_GetMeasureData（&s_pwData）;將寄存器DATAOUT_LEDOFF和DATAOUT_LEDON的數(shù)據(jù)讀出來保存到s_pwData結(jié)構(gòu)體中。

pwCalc（&s_pwData，&pw）;及將s_pwData數(shù)據(jù)傳入到IIR濾波器中，經(jīng)過高通和低通濾波器之后，得到的數(shù)據(jù)保存到PW變量中。

ma_AverageF（）滑動求平均，

iir_Filter（）即數(shù)字濾波器，先后經(jīng)過s_iirPrm_hpf高通數(shù)字濾波器和s_iirPrm_lpf低通數(shù)字濾波器。

我在BH1790GLC_HeartRate例程上插入自己的代碼，將s_pwData（紅色DATAOUT_LEDON，藍色DATAOUT_LEDOFF）以及經(jīng)過IIR濾波之后的數(shù)據(jù) pw（綠色）繪制出來。

將綠色圖形放大：

可以看到，經(jīng)過IIR濾波之后，pw幾乎呈現(xiàn)很規(guī)律的正弦波。

并且，這個波形與s_pwData的幅值大小沒太大的關(guān)系。所以，最這樣的波形進行統(tǒng)計和判斷是就比之前要容易很多了。