目前市场的血氧测量仪器大部分都是夹指式，为了改善此类血氧测量仪器的不便携性，设计一款兼具便携性、可穿戴性、低功耗的手表型血氧测量仪器。此设计是由STM32型单片机作为核心控制器，血氧测量方面由光电传感器实现，报警部分由LED和蜂鸣器及APP提醒所构成。心率及血氧数据由低功耗光电探测器采集，通过I²C接口传输数据到MCU进行处理，再分析是否到阈值及是否需要产生报警。本设计旨在便携性上优化现有的血氧测量仪器，能让使用者更方便、快捷的了解到自己的身体的血氧及脉搏情况。
目录
一、绪论 1
（一）选题背景 1
（二）国内外关于血氧测量的研究 2
（三）主要研究工作 3
二、硬件选型介绍 4
（一）主控MCU介绍 4
（二）血氧传感器介绍 5
（三）蓝牙通讯模块 6
（四）显示设计 7
三、硬件设计原理 8
（一）原理图设计 9
1.主控原理图分析： 10
2.LDO电路分析： 10
3.血氧采集电路分析： 11
4.蓝牙传输电路分析： 11
（二）PCB设计 12
四、软件设计 13
（一）单片机程序设计 13
（二）Android studio 程序设计 14
1.页面设计 14
2.程序设计 15
五、验证与调试 17
（一）洞洞板连接制作： 17
（二）PCB打板设计演示效果： 17
（三）结果分析 18
六、总结与展望 21
参考文献 23
附录 24
一、原理图 24
二、主要代码 25
一、绪论
在疫情期间，越来越多的热爱跑步的人带上了口罩，他们认为这一举动更加安全。但最近，戴口罩运动发生猝死已非个例，疫情期间的运动安全成为讨论焦点。在现代医学上将猝死分为“心源性”与“非心源性”，其中前者占比高达75%。此前发生的学生戴口罩上体育课导致猝死，有心血管方面的医学专家猜测，学生可能存在某些心脏方面的隐疾，或为造成 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: @351916072@ 
悲剧的根本原因。另一方面，多位呼吸科医生都指出，戴口罩运动会导致供氧不足，甚至损伤肺部功能。如果这个时候有一款设备能随时监测血氧，就会避免悲剧的产生。
（一）选题背景
血氧水平，是一个人综合身体素质的反应，氧饱和度要在95%以上才是人体的正常水平。那么什么又叫血氧饱和度呢？简单的说，血氧饱和度就是医学界最新确立的衡量人体健康与否的指标。首先我们先来了解一下血氧不足对人体有什么样的危害，最明显的一点应该是头晕易困，做事提不起精神，易暴怒急躁。如果长期血氧含氧量不足，大脑皮层首先会受到伤害，会出现心跳骤停、心肌衰竭、血液循环衰竭等一系列的严重后果。足可见血氧测量的重要性。那么什么样的人需要测量血氧呢？
1.有血管疾病的人（冠心病、高血压、高血脂、脑血栓等）
血管腔有脂质沉积，血液不畅，会导致供氧困难。使用血氧仪可以轻松的检查人体的血氧情况。血液粘稠，加上冠状动脉硬化，血管腔窄，从而导致供血不畅，供氧困难。身体每天都在“缺氧”。长期轻度缺氧，心脏、大脑等耗氧特大的器官功能会渐渐衰退。因此心脑血管病人长期用脉搏血氧仪检测血氧含量，能有效预防危险发生，如果出现缺氧状况，第一时间做出补氧决定，可有效减少疾病发作机会。
2.有呼吸系统疾病的人（哮喘、气管炎、老慢支、肺心病等）
呼吸系统病人的血氧检测的确很重要，一方面呼吸困难会导致摄氧不足，另一方面，哮喘的持续，也会使细小的支器官被堵塞，使气体交换发生困难，导致缺氧发生，造成心肺、大脑甚至肾脏不同程度的损伤。因此用脉搏血氧仪检测血氧含量，可降低呼吸道发病率。
3.60岁以上的老年人
人体依赖血液传输氧气，血少了，氧气自然就少了。人体血液中氧少了，身体状况自然下降，因此老年人要每天用脉搏血氧检测血氧含量，一旦血氧低于警戒水平，就需尽快补氧。
4.运动、健身人群
长时间脑力劳动和剧烈运动极易缺氧，影响心肌和大脑健康。如体育爱好者；脑力劳动者；高原旅游爱好者。
5.每天工作超过12小时的人，
大脑耗氧量占全身摄氧量的20％，脑力劳动过渡，大脑耗氧量必然上升。而人体能够摄入的氧有限，消耗多，摄入少。除了造成头晕、乏力、记忆差、反映迟钝等问题之外，同样会对大脑心肌造成严重伤害，甚至是过劳死亡，所以每天学习或工作12小时的人群，一定每天用脉搏血氧检测血氧含量，时时监控血氧健康，确保心脑安康。
通过以上分析，可见不是只有老年人才需要进行测量血氧。由于现在的年轻人经常熬夜，所以不断的进行测量血氧，以便了解身体的健康情况是非常有必要的事情。在以前进行血氧测量，一般用的是验血式，从而导致测量非常麻烦。到了现在血氧仪已经逐步开始成为更多人的选择。那么市面上的血氧仪又是什么样子的呢？
（二）国内外关于血氧测量的研究
在国外血氧的测量方法也在不断的进步。国外的Starr Nicole C.; Slade Emily; Gal Thomas J.的人提出了采用近红外光谱组织氧量法远程监测头颈部血氧数据。期刊中提到了不同的红外光波长对血氧数据的不一致性，但其在同一波长下又呈现线性。所以在实际的测量中，应该选用不同的波长对血氧进行测量。
在2020年，国内的卢妙婷、鄢艳红等人提出了基于STM32的脉搏血氧测量仪器的设计。这篇文章介绍了关于血氧及脉搏测量的芯片的选用以及程序结构设计，对血氧测量的算法经行了研究。但是其在血氧芯片及显示芯片的选择上没有充分考虑便携式的设计。
同期，国内的姬军、王景华、曾毅东等人提出了基于MAX30101芯片的的脉搏血氧监测研究的出了MAX30101芯片是超低功耗，完全集成的光学数据采集系统，在发射器端具有3种波长的大电流LED驱动器，具有业界领先的环境光消除电路。由于MAX30101芯片低功耗，紧凑的尺寸，易于使用，可为用户进一步提供血氧算法的开发。在研究中还提出了SpO₂的算法研究。研究其可以发现算法的设计步骤可以分为6部分传感器放置检查、外界光强设定、I²C采集数据、环境光消除抖动、基线漂移消除和SpO₂水平计算。在图11中可以清晰的看出算法的设计流程图。具体的介绍其工作流程。

原文链接：http://www.jxszl.com/dzxx/txgc/559735.html