基于伽利略的心跳采集系統

　　1 介紹

　　本文介紹了心率檢測系統。本系統包括硬件模塊和軟件模塊。硬件模塊負責了心跳信息的收集、處理和發(fā)送;軟件模塊即為運行于Android平臺上的客戶(hù)端，用以接收硬件模塊發(fā)送數據，并記錄和顯示，它的另一項重要功能就是判斷使用者是否在做有氧運動(dòng)。軟硬件系統利用藍牙相互通信。

　　整套系統可以在兩種運行模式下工作：全功能模式和低功耗模式。這兩個(gè)模式的切換可以在客戶(hù)端上控制。在全功能模式下，系統把收集到的心跳數據加以分析，得出心率信息，然后把心率信息和心跳波形數據通過(guò)藍牙發(fā)送給客戶(hù)端，客戶(hù)端接收到這些數據后一方面把心率信息顯示出來(lái)，另一方面把心跳波形顯示在客戶(hù)端的界面上;在低功耗模式下，系統停止心跳數據的傳送，在客戶(hù)端上不需要處理心跳波形數據，從而使得系統的數據傳輸量降低，也減輕了系統的運算負擔，這樣系統達到我們需求的同時(shí)，可以更加省電。

　　2 系統構建

　　圖1是我們的整個(gè)系統，圖4為伽利略開(kāi)發(fā)板，圖2的模塊是pulse sensor 心率傳感器，圖5是藍牙模塊HC-06，圖1試運行在英特爾架構的安卓平臺上的客戶(hù)端。pulse sensor通過(guò)收集人的心跳波形，然后傳給伽利略開(kāi)發(fā)板進(jìn)行處理，提取出心跳波形中包含的心率信息，通過(guò)藍牙模塊發(fā)送給安裝有我們客戶(hù)端的智能手機?？蛻?hù)端名字為：Hsport(healthy sport)，它接收硬件平臺發(fā)送的數據，然后把心跳波形顯示于界面上得到一個(gè)區域內，把心率信息也顯示出來(lái)，另外客戶(hù)端還通過(guò)分析傳過(guò)來(lái)的心率信息，判斷用戶(hù)是否在做有氧運動(dòng)，并給用戶(hù)相應的提醒。

　　3 原理分析

　　3.1 硬件模塊

　　3.1.1 件需求

　　(1)pulse sensor

　　pulse sensor 是利用光容積法獲取人體的心跳信息的，主要是在人體的指尖或者耳垂上檢測，這個(gè)是光容積法的一個(gè)局限之一，但是它精確快速和人體沒(méi)有直接的接觸。pulse sensor是一款開(kāi)源硬件，原本是利用在A(yíng)rduino開(kāi)源平臺上的，如果和Arduino配套使用，官方會(huì )提供可以直接利用的源代碼、運行于多種平臺上的客戶(hù)端(Windows，Linux, Mac)。pulse sensor 只有一根信號線(xiàn)，從信號線(xiàn)以模擬信號的形式傳出采集到的心跳波形。

　　3.1.2 Intel Galileo

　　Intel Galileo是Intel專(zhuān)為移動(dòng)電子開(kāi)發(fā)提供給的開(kāi)發(fā)板，在硬件接口上兼容Arduino。Galileo搭載Quark SoC X1000處理器, Quark 系列的處理器強大，微型并且低功耗、可用于互聯(lián)網(wǎng)和可穿戴設備等未來(lái)廣闊的電子領(lǐng)域中，它功能非常強大是32位單核單線(xiàn)程的奔騰結構的處理器，最高速度為400Mhz。

　　3.1.3 藍牙模塊HC-06

　　我們選擇的是HC-06藍牙從機模塊，支持藍牙2.0協(xié)議。藍牙模塊可以和任何擁有藍牙功能的設備連接通信。我們用它來(lái)和運行客戶(hù)端的手機進(jìn)行通信。

　　3.2 硬件運行機制

　　利用上述的三大模塊，我們可以構建出如圖6的硬件系統。