基于STM32设计的健康检测设备(测温心率计步)-电子工程世界

1. 项目介绍

本文介绍的项目是基于STM32设计的健康检测设备，支持体温测量，心率检测，支持运动计步(采用MPU6050陀螺仪实现),支持WIFI传输数据到手机APP打印显示。

硬件环境介绍:

MCU采用STM32F103C8T6

心率传感器采用PulseSensor

体温检测传感器采用红外测温传感器

运动计步功能采用MPU6050陀螺仪实现

OLED显示屏采用0.96寸中景园电子的OLED显示屏-SPI接口

编程软件采用: keil5

心率传感器:

MPU6050传感器:

体温测温模块

OLED显示屏:

硬件效果图:

工程源码截图：

项目源码下载地址: 基于STM32设计的健康检测设备(测温心率计步)源码.zip-嵌入式文档类资源-CSDN下载

视频演示地址:

基于STM32设计的健康检测设备(测温心率计步)

2. 项目源码介绍

2.1 计步功能实现代码

计步功能是通过MPU6050陀螺仪测量计算得到，下面贴出计步算法的核心实现代码.

/*******************************************************************************

文件名: stepAlgorithm.c

描述 : 计步算法

*******************************************************************************/

#include "stepAlgorithm.h"

#include "rtc.h"

#include "math.h"

#include "mpu6050.h"

#define TRUE 1

#define FALSE 0

#define VALUE_NUM 4

sportsInfo_t userSportsInfo;

//存放三轴数据

float oriValues[3] = {0};

//用于存放计算阈值的波峰波谷差值

float tempValue[VALUE_NUM] ={0};

int tempCount = 0;

//是否上升的标志位

u8 isDirectionUp = FALSE;

//持续上升次数

int continueUpCount = 0;

//上一点的持续上升的次数，为了记录波峰的上升次数

int continueUpFormerCount = 0;

//上一点的状态，上升还是下降

u8 lastStatus = FALSE;

//波峰值

float peakOfWave = 0;

//波谷值

float valleyOfWave = 0;

//此次波峰的时间

long timeOfThisPeak = 0;

//上次波峰的时间

long timeOfLastPeak = 0;

//当前的时间

long timeOfNow = 0;

//当前传感器的值

float gravityNew = 0;

//上次传感器的值

float gravityOld = 0;

//动态阈值需要动态的数据，这个值用于这些动态数据的阈值

float initialValue = (float) 1.3;

//初始阈值

float ThreadValue = (float) 2.0;

//三轴轴值

accValue_t accValue;

//行走信息:卡路里、里程、步数

static sportsInfo_t sportsInfo;

//计步缓存

static u8 stepTempCount =0;

/*******************************************************************************

* 函数名：onSensorChanged

* 功能描述： G-Sensor工作后会一直调用这个函数对三轴数据进行平方和开根号的处理

* 调用DetectorNewStep检测步子

* 参数说明：

* 输入：

* pAccValue：G-sensor的原始数据

* timeStamp_p：动态时间戳

* 返回值说明：

* 修改记录：

*******************************************************************************/

sportsInfo_t *onSensorChanged(accValue_t *pAccValue,timeStamp_t *timeStamp_p,personInfo_t * personInfo)

{

accValue_t *p = pAccValue;

personInfo_t *userInfo = personInfo;

timeStamp_t *time_p = timeStamp_p;

oriValues[0] = p->accX;

oriValues[1] = p->accY;

oriValues[2] = p->accZ;

//对三轴数据进行平方和开根号的处理

gravityNew = (float) sqrt(oriValues[0] * oriValues[0]+ oriValues[1] * oriValues[1] + oriValues[2] * oriValues[2]);

//检测步子

return DetectorNewStep(gravityNew,time_p,userInfo);

}

/*******************************************************************************

* 函数名：DetectorNewStep

* 功能描述：

* 步伐更新：如果检测到了波峰，并且符合时间差以及阈值的条件，则判定为1步

* 阀值更新：符合时间差条件，波峰波谷差值大于initialValue，则将该差值纳入阈值的计算中

* 参数说明：

输入：

values：经过处理的G-sensor数据

timeStamp_p：时间戳

* 返回值说明：

* 修改记录：sportsInfo_t *onSensorChanged(accValue_t *pAccValue,timeStamp_t *timeStamp_p,personInfo_t * personInfo)

*******************************************************************************/

sportsInfo_t *DetectorNewStep(float values,timeStamp_t *timeStamp_p,personInfo_t * personInfo)

{

static u32 time_old;

personInfo_t *userInfo = personInfo;

static u32 step_per_2_second; //每两秒所走的步数

float step_lenth,walk_speed,walk_distance,Calories;//步长

u32 time_now;

timeStamp_t *time_p = timeStamp_p;

if (gravityOld == 0)

{

gravityOld = values;

}

else

{

if (DetectorPeak(values, gravityOld))//检测到波峰

{

timeOfLastPeak = timeOfThisPeak;//更新上次波峰的时间

//将时间戳转换为以毫秒ms为单位

time_now = timeOfNow = ((time_p->hour*60+time_p->minute)*60+time_p->second)*1000+time_p->twentyMsCount*20; //获取时间 ,并转化为毫秒

//如果检测到了波峰，并且符合时间差以及阈值的条件，则判定为1步

if ( (timeOfNow - timeOfLastPeak >= 250 )//Jahol Fan 修改为300，防止轻微动都也会检测步子

//&& (timeOfNow - timeOfLastPeak <= 2000)

&&(peakOfWave - valleyOfWave >= ThreadValue)

)

{

timeOfThisPeak = timeOfNow; //更新此次波峰时间

stepTempCount++;//Jahol:加1为两步

step_per_2_second ++;

//Jahol:这样计算卡路里，不能滤除人为的误操作，导致的结果是:里程和卡路里偏大

if((time_now - time_old) >= 2000 ) //如果时间过了2秒

{

if( 1 == step_per_2_second )

{

step_lenth = userInfo->height/5;

}

else if( 2 == step_per_2_second )

{

step_lenth = userInfo->height/4;

}

else if( 3 == step_per_2_second )

{

step_lenth = userInfo->height/3;

}

else if( 4 == step_per_2_second )

{

step_lenth = userInfo->height/2;

}

else if(5 == step_per_2_second) //Jahol：为了使计步准确，设置上限值为5步，牺牲卡路里准确性

{

step_lenth = userInfo->height/1.2f;

}

else if( 7 == step_per_2_second )

{

step_lenth = userInfo->height;

}

else if(step_per_2_second >= 8) // step_diff>8

{

step_lenth = userInfo->height*1.2f;

}

else

{

step_lenth = 0;

}

walk_speed = step_per_2_second*step_lenth/2; //速度，单位：米/秒

walk_distance = step_per_2_second*step_lenth; //行走距离，单位：米

Calories = 4.5f*walk_speed*(userInfo->weight/2)/1800; //Jahol:weight是以kg为单位

sportsInfo.calories += Calories;

sportsInfo.distance += walk_distance;

time_old = time_now; //更新时间

step_per_2_second = 0;

}

else

{

//do nothing

}

* 处理无效运动：

* 1.连续记录5才开始计步

* 2.例如记录的步用户停住超过3秒，则前面的记录失效，下次从头开始

* 3.连续4记录了步用户还在运动，之前的数据才有效

* */

if ((stepTempCount< 5 )&&(timeOfNow - timeOfLastPeak >= 3000))

{

stepTempCount = 0;

}

else if((stepTempCount>= 5)&&(timeOfNow - timeOfLastPeak <= 3000))

{

sportsInfo.stepCount += stepTempCount;

stepTempCount = 0;

}

else

{

//do nothing

}

//Jahol:更新阀值,问题:阀值不会一直变大，不能变小?

if (timeOfNow - timeOfLastPeak >= 250

&& (peakOfWave - valleyOfWave >= initialValue))

{

timeOfThisPeak = timeOfNow;

ThreadValue = Peak_Valley_Thread(peakOfWave - valleyOfWave);//更新阀值

[1] [2] [3]

关键字：STM32 引用地址：基于STM32设计的健康检测设备(测温心率计步)

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