描述

健康監測一直是物聯網(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健康檢查或當地醫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生診斷您，或者人工智能可以處理所有數字并診斷您的問題。

聽起來很未來，對吧？

但我們正在逐漸向它邁進，我們離讓遠程物聯網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網的心跳監測系統。

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 的可穿戴心率監測系統所需的組件

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

所有艱苦的工作都由 uECG 完成 - 它測量數據并計算板載 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議發送所有這些信息（連同高分辨率 ECG 數據）。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 環需要 1 根數據線和 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 環形電源 - Arduino 的 5V

LED 環 GND - Arduino 的 GND

LED 環 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據包，使用它們的第 5 個字節作為 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，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量，就是這樣。

Arduino 心率監測系統的完整代碼可在附件中找到。

測試可穿戴心率監測系統

當所有電線都焊接好后，程序會閃爍，并且您確認已收到 uECG 數據 - 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適合（Nano 適合外環尺寸，nRF24 模塊適合內環尺寸，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，因為根據所有建議，這樣的心率對于我的參數來說太高了。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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