ВВЕДЕНИЕ 5
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ, СУЩЕСТВУЮЩИХ РЕШЕНИЙ 6
1.1 Критический анализ устройств 8
1.1.1 Умные часы (смарт часы) 8
1.1.2 Фитнес-трекер 9
1.1.3 Пульсоксиметр 10
1.2. Способы передачи данных 11
1.3. Насыщение кислородом 12
1.3.1. Поглощение и физические свойства 13
1.3.2. Проблемы в измерении 17
1.3.3. Датчик измеряет пульсирующую кровь 18
1.4. Пульс 20
1.5. Требования к разрабатываемому комплексу 21
ГЛАВА 2. АНАЛИЗ И ВЫБОР КОМПОНЕНТОВ СИСТЕМЫ 22
2.1. Компоненты для аппаратной части 22
2.2. Разработка тестировочного макета 25
2.3. Описание работы MAX86150 28
2.4. Измерение пульса 32
2.5. Измерение SpO2 и HR 33
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНО-АППАРАТНОГО КОМПЛЕКСА 36
3.1. Разработка приложения 36
3.2. Общие термины 37
3.3. Приложение для работы с Bluetooth LE 39
3.4. Работа приложения 40
3.5. Разработка аппаратного устройства 44
3.6. Работа комплекса 51
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 53
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 54
Приложение 1 58
Приложение 2 60
Приложение 3 66
Приложение 4 70
Измерения жизненно важных характеристик играют важную роль для мониторинга состояния человека [6]. Особенно важно при групповых занятиях людей в спортивных залах, для контроля физиологических показателей и избегание критических показаний занимающихся. Техническое средство, применяемое для измерения жизненно важных характеристик, называют пульсоксиметр, а также смарт часы и фитнес браслеты, они имеет широкое применение в различных областях для измерения насыщения кислорода и записи пульса [4].
Отслеживание производится путём наблюдения за частотой сердечных сокращений и насыщения кислородом крови тела каждого занимающегося и дальнейшей обработкой данных [1]. Разработка предназначена для применения в спорте и здравоохранении, им легко и быстро управлять, следить за показаниями группы занимающихся, а также своей физической активностью и за показателями жизнедеятельности.
Одним из важных факторов, определяющих конкурентоспособность прибора, является параллельная передача широковещательного пакета данных по BLE на смартфон и суб-гигагерцовому диапазону на ПК [8]. Поэтому разработка принципиально новых приборов, обеспечивающих большую экономическую эффективность, является в настоящий момент очень актуальной.
В ходе выполнения выпускной квалификационной работы бакалавра был разработан программно-аппаратный комплекс для мониторинга состояния человека при занятиях спортом.
Программная часть осуществляет инициализацию и сбор данных с датчика, а также воспроизводит пользовательскую информации в приложении на смартфоне.
Аппаратная часть представляет собой беспроводной модуль MBee- DUAL-3.3-UFL-SOLDER-1350, на микросхеме CC1350, для сбора информации с датчика MAX86150 и передачи широковещательного пакета данных по BLE на смартфон для представления в приложении, и параллельной передачи на концентратор для последующего хранения данных и обработки.
Таким образом достигнута цель работы, было разработано программно-аппаратное устройство для мониторинга состояния человека при занятиях спортом.
