【开源】ESP8266_MAX30102_OLED屏幕实现血氧心率检测

2023-11-21 12:11

本文主要是介绍【开源】ESP8266_MAX30102_OLED屏幕实现血氧心率检测,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

本系列,是记录自己入门嵌入式领域的学习笔记。

看看能坚持多久。

今天是2023年5月2日

源代码的来源:https://github.com/yangqingyuan-byte/MAX30102-0.96_4pin_oled-esp8266_HR_and_SPO2

项目需求:

ESP8266_MAX30102_OLED屏幕实现血氧心率检测

硬件连接:

* ESP8266 --- OLED

* GND --- GND *

* 5V --- VCC 

* D1 --- SCL 

* D2 --- SDA 

* ESP8266 --- MAX30102

* 5V --- VIN

* G --- GND

* D0 --- INT

* D1 --- SCL

* D2 --- SDA

 

程序源码:

引入库

#include <U8g2lib.h>
#include <SPI.h>
#include <Wire.h>
#include "algorithm_by_RF.h"
#include "max30102.h"

这段代码引入了需要用到的库。其中 U8g2lib 是一个用于字体显示的库;SPI、Wire 分别是用于支持 SPI 和 I2C 协议的库;algorithm_by_RF 和 max30102 分别是根据最大值和最小值计算心率和血氧的自定义库。

// uncomment below line if cannot calculate readings
#define REVERSE_LED

这里定义了 REVERSE_LED 宏。如果无法计算读数,则应取消此行代码的注释。

OLED 屏幕初始化

U8G2_SSD1306_128X64_NONAME_F_SW_I2C u8g2(U8G2_R0, /* clock=*/ SCL, /* data=*/ SDA, /* reset=*/ U8X8_PIN_NONE);

定义了一个 U8G2_SSD1306_128X64_NONAME_F_SW_I2C 类型的对象 u8g2,这个对象代表了 OLED 屏幕,并把屏幕连接到 I2C 总线上。

void setup()
{pinMode(oxiInt, INPUT); // pin D0 connects to the interrupt output pin of the MAX30102u8g2.begin();u8g2.enableUTF8Print();u8g2.clearBuffer();delay(2000);u8g2.setFont(u8g2_font_unifont_tr);u8g2.setCursor(0, 14);u8g2.print("Initializing...");u8g2.sendBuffer();Wire.begin();Serial.begin(115200);Serial.println("Initializing");maxim_max30102_reset(); // resets the MAX30102maxim_max30102_read_reg(REG_INTR_STATUS_1, &uch_dummy); // Reads/clears the interrupt status registermaxim_max30102_init();                                  // initialize the MAX30102old_n_spo2 = 0.0;Serial.println(F("Time[s]\tSpO2\tHR\tRatio\tCorr"));timeStart = millis();
}

setup() 函数中,首先将 oxiInt 引脚设置为输入模式(用于连接到 MAX30102 的中断输出引脚),然后对 OLED 屏幕进行初始化操作,在开机画面上输出 "Initializing..."。接着使用 Wire 库初始化 I2C 总线,打开串口输出,并分别进行了 MAX30102 的复位、中断状态清除和初始化操作。最后输出表头 "Time[s]\tSpO2\tHR\tRatio\tCorr",并记录开始时间。

显示心率和血氧值

void print_hr_spo2(int val_hr, int val_spo2){if(val_hr > 999 || val_hr < 0){return;}if(val_spo2 > 100 || val_spo2 < 0){return;}u8g2.clearBuffer();u8g2.setFont(u8g2_font_fub14_tr); u8g2.setCursor(0,14);u8g2.print(" HR");u8g2.setCursor(60,14);u8g2.print("SPO2");char str_hr[4];  u8g2.setFont(u8g2_font_fur20_tr);itoa(val_hr, str_hr, 10);if(val_hr > 99){u8g2.drawStr(0, 38, str_hr);}else if(val_hr > 9){u8g2.drawStr(14,38, str_hr);}else{u8g2.drawStr(28,38, str_hr);}char str_spo2[4];u8g2.setFont(u8g2_font_fur30_tr); itoa(val_spo2, str_spo2, 10);  if(val_spo2 > 99){u8g2.drawStr(55, 48, str_spo2);}else if(val_spo2 > 9){u8g2.drawStr(70, 48, str_spo2);}else{u8g2.drawStr(85, 48, str_spo2);    }u8g2.setFont(u8g2_font_fur11_tr); u8g2.setCursor(13,50);u8g2.print("bpm");u8g2.setCursor(110,64);u8g2.print("%");u8g2.sendBuffer();   
}

print_hr_spo2() 函数中,首先判断心率和血氧值是否在有效范围内(0~999 和 0~100),然后清空 OLED 屏幕缓存,并设置字体和显示位置。接着分别将心率和血氧值转化为字符串类型,并根据值的长度和位置绘制在屏幕上,最后输出单位并发送缓存。

void print_measuring(){u8g2.clearBuffer();u8g2.setFont(u8g2_font_fub14_tr); u8g2.setCursor(0,14);u8g2.print(" HR");u8g2.setCursor(60,14);u8g2.print("SPO2");char str_hr[4];  u8g2.setFont(u8g2_font_fur20_tr);u8g2.drawStr(10, 38, "---");char str_spo2[4];u8g2.setFont(u8g2_font_fur30_tr); u8g2.drawStr(65, 48, "---");u8g2.setFont(u8g2_font_unifont_tr);u8g2.setCursor(26,62);u8g2.print("Measuring...");    u8g2.sendBuffer();    
}

print_measuring() 函数中,清空 OLED 屏幕缓存,并设置字体和显示位置。接着绘制未测量状态的心率和血氧值,并输出 "Measuring...",最后发送缓存。

void print_press(){u8g2.clearBuffer();u8g2.setFont(u8g2_font_fub14_tr); u8g2.setCursor(0,14);u8g2.print(" HR");u8g2.setCursor(60,14);u8g2.print("SPO2");char str_hr[4];  u8g2.setFont(u8g2_font_fur20_tr);u8g2.drawStr(10, 38, "---");char str_spo2[4];u8g2.setFont(u8g2_font_fur30_tr); u8g2.drawStr(65, 48, "---");u8g2.setFont(u8g2_font_unifont_tr);u8g2.setCursor(20,62);u8g2.print("Keep pressing");    u8g2.sendBuffer();    
}

print_press() 函数中,清空 OLED 屏幕缓存,并设置字体和显示位置。接着绘制要求将指尖放到传感器上。

完整代码如下:

#include <U8g2lib.h>
#include <SPI.h>
#include <Wire.h>
#include "algorithm_by_RF.h"
#include "max30102.h"
#define REVERSE_LEDU8G2_SSD1306_128X64_NONAME_F_SW_I2C u8g2(U8G2_R0, /* clock=*/ SCL, /* data=*/ SDA, /* reset=*/ U8X8_PIN_NONE);const byte oxiInt = 16; // pin connected to MAX30102 INTuint32_t elapsedTime, timeStart;uint32_t aun_ir, aun_red;
uint32_t aun_ir_buffer[BUFFER_SIZE];  // infrared LED sensor data
uint32_t aun_red_buffer[BUFFER_SIZE]; // red LED sensor data
float old_n_spo2;                     // Previous SPO2 value
uint8_t uch_dummy;
bool showMeasuring = false;void setup()
{pinMode(oxiInt, INPUT); // pin D0 connects to the interrupt output pin of the MAX30102u8g2.begin();u8g2.enableUTF8Print();u8g2.clearBuffer();delay(2000);u8g2.setFont(u8g2_font_unifont_tr);u8g2.setCursor(0, 14);u8g2.print("Initializing...");u8g2.sendBuffer();Wire.begin();Serial.begin(115200);Serial.println("Initializing");maxim_max30102_reset(); // resets the MAX30102maxim_max30102_read_reg(REG_INTR_STATUS_1, &uch_dummy); // Reads/clears the interrupt status registermaxim_max30102_init();                                  // initialize the MAX30102old_n_spo2 = 0.0;Serial.println(F("Time[s]\tSpO2\tHR\tRatio\tCorr"));timeStart = millis();
}void print_hr_spo2(int val_hr, int val_spo2){if(val_hr > 999 || val_hr < 0){return;}if(val_spo2 > 100 || val_spo2 < 0){return;}u8g2.clearBuffer();u8g2.setFont(u8g2_font_fub14_tr); u8g2.setCursor(0,14);u8g2.print(" HR");u8g2.setCursor(60,14);u8g2.print("SPO2");char str_hr[4];  u8g2.setFont(u8g2_font_fur20_tr);itoa(val_hr, str_hr, 10);if(val_hr > 99){u8g2.drawStr(0, 38, str_hr);}else if(val_hr > 9){u8g2.drawStr(14,38, str_hr);}else{u8g2.drawStr(28,38, str_hr);}char str_spo2[4];u8g2.setFont(u8g2_font_fur30_tr); itoa(val_spo2, str_spo2, 10);  if(val_spo2 > 99){u8g2.drawStr(55, 48, str_spo2);}else if(val_spo2 > 9){u8g2.drawStr(70, 48, str_spo2);}else{u8g2.drawStr(85, 48, str_spo2);    }u8g2.setFont(u8g2_font_fur11_tr); u8g2.setCursor(13,50);u8g2.print("bpm");u8g2.setCursor(110,64);u8g2.print("%");u8g2.sendBuffer();   
}void print_measuring(){u8g2.clearBuffer();u8g2.setFont(u8g2_font_fub14_tr); u8g2.setCursor(0,14);u8g2.print(" HR");u8g2.setCursor(60,14);u8g2.print("SPO2");char str_hr[4];  u8g2.setFont(u8g2_font_fur20_tr);u8g2.drawStr(10, 38, "---");char str_spo2[4];u8g2.setFont(u8g2_font_fur30_tr); u8g2.drawStr(65, 48, "---");u8g2.setFont(u8g2_font_unifont_tr);u8g2.setCursor(26,62);u8g2.print("Measuring...");    u8g2.sendBuffer();    
}void print_press(){u8g2.clearBuffer();u8g2.setFont(u8g2_font_fub14_tr); u8g2.setCursor(0,14);u8g2.print(" HR");u8g2.setCursor(60,14);u8g2.print("SPO2");char str_hr[4];  u8g2.setFont(u8g2_font_fur20_tr);u8g2.drawStr(10, 38, "---");char str_spo2[4];u8g2.setFont(u8g2_font_fur30_tr); u8g2.drawStr(65, 48, "---");u8g2.setFont(u8g2_font_unifont_tr);u8g2.setCursor(20,62);u8g2.print("Keep pressing");    u8g2.sendBuffer();    
}void loop()
{// Serial.println("looping");float n_spo2, ratio, correl; // SPO2 valueint8_t ch_spo2_valid;        // indicator to show if the SPO2 calculation is validint32_t n_heartrate;         // heart rate valueint8_t ch_hr_valid;          // indicator to show if the heart rate calculation is validint32_t i;// buffer length of BUFFER_SIZE stores ST seconds of samples running at FS sps// read BUFFER_SIZE samples, and determine the signal rangefor (i = 0; i < BUFFER_SIZE; i++){while (digitalRead(oxiInt) == 1); // wait until the interrupt pin assertsdelay(1);// wdt_reset();
#ifdef REVERSE_LEDmaxim_max30102_read_fifo(&aun_ir, &aun_red); // read from MAX30102 FIFO
#elsemaxim_max30102_read_fifo(&aun_red, &aun_ir); // read from MAX30102 FIFO
#endifif (aun_ir < 5000){break;}if (i == 0){if(showMeasuring){print_measuring();showMeasuring = false;}Serial.print("Measuring...");}*(aun_ir_buffer + i) = aun_ir;*(aun_red_buffer + i) = aun_red;}if (aun_ir < 5000){print_press();showMeasuring = true;Serial.print("Put On Finger");}else{// calculate heart rate and SpO2 after BUFFER_SIZE samples (ST seconds of samples) using Robert's methodrf_heart_rate_and_oxygen_saturation(aun_ir_buffer, BUFFER_SIZE, aun_red_buffer, &n_spo2, &ch_spo2_valid, &n_heartrate, &ch_hr_valid, &ratio, &correl);// Serial.println("rf_heart_rate_and_oxygen_saturation");elapsedTime = millis() - timeStart;elapsedTime /= 1000; // Time in secondsif (ch_hr_valid && ch_spo2_valid){Serial.print(elapsedTime);Serial.print("\t");Serial.print(n_spo2);Serial.print("\t");Serial.print(n_heartrate, DEC);Serial.print("\t");Serial.print(ratio);Serial.print("\t");Serial.print(correl);Serial.println("");print_hr_spo2(n_heartrate, (int)(n_spo2+0.5));old_n_spo2 = n_spo2;}}
}

这篇关于【开源】ESP8266_MAX30102_OLED屏幕实现血氧心率检测的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/402278

相关文章

Java实现字节字符转bcd编码

《Java实现字节字符转bcd编码》BCD是一种将十进制数字编码为二进制的表示方式,常用于数字显示和存储,本文将介绍如何在Java中实现字节字符转BCD码的过程,需要的小伙伴可以了解下... 目录前言BCD码是什么Java实现字节转bcd编码方法补充总结前言BCD码(Binary-Coded Decima

SpringBoot全局域名替换的实现

《SpringBoot全局域名替换的实现》本文主要介绍了SpringBoot全局域名替换的实现,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一... 目录 项目结构⚙️ 配置文件application.yml️ 配置类AppProperties.Ja

Python实现批量CSV转Excel的高性能处理方案

《Python实现批量CSV转Excel的高性能处理方案》在日常办公中,我们经常需要将CSV格式的数据转换为Excel文件,本文将介绍一个基于Python的高性能解决方案,感兴趣的小伙伴可以跟随小编一... 目录一、场景需求二、技术方案三、核心代码四、批量处理方案五、性能优化六、使用示例完整代码七、小结一、

Java实现将HTML文件与字符串转换为图片

《Java实现将HTML文件与字符串转换为图片》在Java开发中,我们经常会遇到将HTML内容转换为图片的需求,本文小编就来和大家详细讲讲如何使用FreeSpire.DocforJava库来实现这一功... 目录前言核心实现:html 转图片完整代码场景 1:转换本地 HTML 文件为图片场景 2:转换 H

C#使用Spire.Doc for .NET实现HTML转Word的高效方案

《C#使用Spire.Docfor.NET实现HTML转Word的高效方案》在Web开发中,HTML内容的生成与处理是高频需求,然而,当用户需要将HTML页面或动态生成的HTML字符串转换为Wor... 目录引言一、html转Word的典型场景与挑战二、用 Spire.Doc 实现 HTML 转 Word1

C#实现一键批量合并PDF文档

《C#实现一键批量合并PDF文档》这篇文章主要为大家详细介绍了如何使用C#实现一键批量合并PDF文档功能,文中的示例代码简洁易懂,感兴趣的小伙伴可以跟随小编一起学习一下... 目录前言效果展示功能实现1、添加文件2、文件分组(书签)3、定义页码范围4、自定义显示5、定义页面尺寸6、PDF批量合并7、其他方法

SpringBoot实现不同接口指定上传文件大小的具体步骤

《SpringBoot实现不同接口指定上传文件大小的具体步骤》:本文主要介绍在SpringBoot中通过自定义注解、AOP拦截和配置文件实现不同接口上传文件大小限制的方法,强调需设置全局阈值远大于... 目录一  springboot实现不同接口指定文件大小1.1 思路说明1.2 工程启动说明二 具体实施2

Python实现精确小数计算的完全指南

《Python实现精确小数计算的完全指南》在金融计算、科学实验和工程领域,浮点数精度问题一直是开发者面临的重大挑战,本文将深入解析Python精确小数计算技术体系,感兴趣的小伙伴可以了解一下... 目录引言:小数精度问题的核心挑战一、浮点数精度问题分析1.1 浮点数精度陷阱1.2 浮点数误差来源二、基础解决

Java实现在Word文档中添加文本水印和图片水印的操作指南

《Java实现在Word文档中添加文本水印和图片水印的操作指南》在当今数字时代,文档的自动化处理与安全防护变得尤为重要,无论是为了保护版权、推广品牌,还是为了在文档中加入特定的标识,为Word文档添加... 目录引言Spire.Doc for Java:高效Word文档处理的利器代码实战:使用Java为Wo

Java实现远程执行Shell指令

《Java实现远程执行Shell指令》文章介绍使用JSch在SpringBoot项目中实现远程Shell操作,涵盖环境配置、依赖引入及工具类编写,详解分号和双与号执行多指令的区别... 目录软硬件环境说明编写执行Shell指令的工具类总结jsch(Java Secure Channel)是SSH2的一个纯J