智能手环一些模块总结

该智能手环可实现实时显示日期,温湿度,心率,血压,计步消耗卡路里等功能。

首先介绍关于心率血压的测量模块介绍:

核心IC为HP-6,用于测量心率血压。

1)目前测量心率血压方法:

1.1血氧法:夹在食指尖的心率测试仪,一般来说,完整的血氧饱和浓度仪往往有两种发光二极管,一种波长为660mm是可见光的红光,一种波长900多nm是红外线。血管中携氧的血红蛋白,对两种光的吸收率是不同的。同时,血管中的氧含量,是由消耗---心脏泵血增加--再消耗这样的周期过程的。

优势:血氧法的优势是提供心率和血氧饱和度两种信号。

劣势:

由于需要在另一端接受透光信号,那么这部分人体组织就必须足够博才行,全身上下合适的位置就只有指尖和耳垂。手腕太厚了,可见光根本无法穿透,适用范围比较受限制,运动腕表不采用这个方案。

1.2心电信号法

窦房结有节律的控制心脏收缩舒张从而向驱干泵血。这个控制信号是一个电信号,会逐渐扩散到体表,可以在皮肤通过电极测量。一般医院用的心电仪就是这个原理,

缺点:由于心电信号的波长非常长,为了测得足够精度的信号,信号电级和参开电极必须在躯干空间上隔得足够远,一般是胸上比较远的两点,或者左手和右手,腕表比较难采用这个方案。

1.3动脉血压法

最古老方法之一,中医的诊脉,但是有明显的缺点,原因一是压力传感器需要长期对穿戴者的动脉半压迫,有不适感。原因二是压力传感器难以以合适的方式固定在皮肤表面,固定太紧会导致血流不畅,固定太松又无法测量。

1.4光电体积法

原理是追踪可见光(绿光)在人体组织中的反射。通常是有两个绿色LED向手腕发出可见光,然后中间有个光电传感器感应反射光,根据朗伯比尔定律,物质在一定波长处的吸光度和他浓度成正比,人体的皮肤骨骼肉脂肪等对光的反射是固定值,而毛细血管和动脉静脉由于随着脉搏容积不停变大变小,所以对光的反射是波动值。这种方法只能得到心率信号,但是相对对运动带来的噪声抵抗力比较强,很适合目前的运动腕表。目前市场上运动腕表都是才用这个方法,使用腕表是因为对外界温度变化造成的信号漂移是最小的。

1.5硬件接口

七位硬件地址:0x66,iic通讯速率为100K

引脚PIN1--GND  PIN2 VCC,>=3.3V  PIN3 IIC_SDA,串口通信上拉  PIN4 IIC_SCL,串口通信,上拉 PIN5 EN,电源端使能,高有效。

1.6通讯协议     协议头            命令          数据           校验位

开启血压测量:Byte 0~3           4        5        6~21   22~23

                     0XD8C7B6A5    0XD0    0X01   保留    低位在前

返回值           0XD8C7B6A5    0X90     0X01  0X00~0X01(6)  保留7~21 

Byte 5:参数0x01   Byte6:应答,0~开启失败,1~开启成功。

关闭心率测量:Byte 0~3           4           5      6~21      22~23

                     0XD8C7B6A5    0XD0    0X00    保留     低位在前

返回值           0XD8C7B6A5   0XD0     0X00    0X00~0X01  7~21(保留)  22~23(校验位)

Byte 5:参数0X01  Byte 6:0~关闭失败 1~关闭成功

读取心率测量:Byte 0~3          4            5      6~21     22~23

                     0XD8C7B6A5   0XD0      0X02   保留      低位在前

返回值:        0XD8C7B6A5    0XD0     0X02   0X00~0X01  7(心率结果)   8(放大倍数)  9~21(保留) 22~23(低位在前)

读取ADC数据:Byte 0~3         4             5       6       7~21     22~23

                      0XD8C7B6A5   0X91     包号   区别ID   保留    低位在前

Byte 6:区别ID值~1-255,同一周期ID一样

返回值:         Byte 0~3           4           5      6~21     22~23

                      0XD8C7B6A5   0X91    包号  AD数据     地位在前

设置低功耗模式Byte 0~3        4             5       6~21      22~23

                       0XD8C7B6A5  0X70    0X01    保留       低位在前

返回值              0XD8C7B6A5  0X70   0X01    0X00~0X01  7~21(保留)  22~23(低位在前) 

注意:模块设置为低功耗模式之后,模块不再受指令控制。模块进入低功耗模式之后,保持给模块
供电。再次测量时,通过给模块断电再上电来唤醒模块,模块唤醒后,可以接收测量指令。

读取版本号       Byte 0~3         4            5       6~21         22~23

                    0XD8C7B6A5    0XA2      0X02     保留         低位在前

返回值          0XD8C7B6A5    0XA2     0X02    6~9(软件版本号)   10~21(保留)  22~23(低位在前)

   1.7 最后一步就是CRC校验

通过一个校验表进行校验,校验是从命令字节开始校验的

check Sum使用CRC16

const uint16_t crc16_tab[256] =
{
0x0000, 0xC0C1, 0xC181, 0x0140, 0xC301, 0x03C0, 0x0280, 0xC241,
0xC601, 0x06C0, 0x0780, 0xC741, 0x0500, 0xC5C1, 0xC481, 0x0440,
0xCC01, 0x0CC0, 0x0D80, 0xCD41, 0x0F00, 0xCFC1, 0xCE81, 0x0E40,
0x0A00, 0xCAC1, 0xCB81, 0x0B40, 0xC901, 0x09C0, 0x0880, 0xC841,
0xD801, 0x18C0, 0x1980, 0xD941, 0x1B00, 0xDBC1, 0xDA81, 0x1A40,
0x1E00, 0xDEC1, 0xDF81, 0x1F40, 0xDD01, 0x1DC0, 0x1C80, 0xDC41,
0x1400, 0xD4C1, 0xD581, 0x1540, 0xD701, 0x17C0, 0x1680, 0xD641,
0xD201, 0x12C0, 0x1380, 0xD341, 0x1100, 0xD1C1, 0xD081, 0x1040,
0xF001, 0x30C0, 0x3180, 0xF141, 0x3300, 0xF3C1, 0xF281, 0x3240,
0x3600, 0xF6C1, 0xF781, 0x3740, 0xF501, 0x35C0, 0x3480, 0xF441,
0x3C00, 0xFCC1, 0xFD81, 0x3D40, 0xFF01, 0x3FC0, 0x3E80, 0xFE41,
0xFA01, 0x3AC0, 0x3B80, 0xFB41, 0x3900, 0xF9C1, 0xF881, 0x3840,
0x2800, 0xE8C1, 0xE981, 0x2940, 0xEB01, 0x2BC0, 0x2A80, 0xEA41,
0xEE01, 0x2EC0, 0x2F80, 0xEF41, 0x2D00, 0xEDC1, 0xEC81, 0x2C40,
0xE401, 0x24C0, 0x2580, 0xE541, 0x2700, 0xE7C1, 0xE681, 0x2640,
0x2200, 0xE2C1, 0xE381, 0x2340, 0xE101, 0x21C0, 0x2080, 0xE041,
0xA001, 0x60C0, 0x6180, 0xA141, 0x6300, 0xA3C1, 0xA281, 0x6240,
0x6600, 0xA6C1, 0xA781, 0x6740, 0xA501, 0x65C0, 0x6480, 0xA441,
0x6C00, 0xACC1, 0xAD81, 0x6D40, 0xAF01, 0x6FC0, 0x6E80, 0xAE41,
0xAA01, 0x6AC0, 0x6B80, 0xAB41, 0x6900, 0xA9C1, 0xA881, 0x6840,
0x7800, 0xB8C1, 0xB981, 0x7940, 0xBB01, 0x7BC0, 0x7A80, 0xBA41,
0xBE01, 0x7EC0, 0x7F80, 0xBF41, 0x7D00, 0xBDC1, 0xBC81, 0x7C40,
0xB401, 0x74C0, 0x7580, 0xB541, 0x7700, 0xB7C1, 0xB681, 0x7640,
0x7200, 0xB2C1, 0xB381, 0x7340, 0xB101, 0x71C0, 0x7080, 0xB041,
0x5000, 0x90C1, 0x9181, 0x5140, 0x9301, 0x53C0, 0x5280, 0x9241,
0x9601, 0x56C0, 0x5780, 0x9741, 0x5500, 0x95C1, 0x9481, 0x5440,
0x9C01, 0x5CC0, 0x5D80, 0x9D41, 0x5F00, 0x9FC1, 0x9E81, 0x5E40,
0x5A00, 0x9AC1, 0x9B81, 0x5B40, 0x9901, 0x59C0, 0x5880, 0x9841,
0x8801, 0x48C0, 0x4980, 0x8941, 0x4B00, 0x8BC1, 0x8A81, 0x4A40,
0x4E00, 0x8EC1, 0x8F81, 0x4F40, 0x8D01, 0x4DC0, 0x4C80, 0x8C41,
0x4400, 0x84C1, 0x8581, 0x4540, 0x8701, 0x47C0, 0x4680, 0x8641,
0x8201, 0x42C0, 0x4380, 0x8341, 0x4100, 0x81C1, 0x8081, 0x4040
};

校验代码:
uint16_t Crc16(uint8_t *data,uint16_t len)
{
uint16_t crc16 = 0xFFFF;
uint32_t uIndex ;
while (len --)
{
uIndex = (crc16&0xff) ^ ((*data) & 0xff) ;
data = data + 1;
crc16 = ((crc16>>8) & 0xff) ^ crc16_tab[uIndex];
}
return crc16 ;
}









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