基于MAX30101芯片的脉搏血氧监测研究

目的:研究基于MAX30101芯片实现对脉搏血氧的监测,为脉搏血氧仪传感器的选择提供科学依据,以满足穿戴式脉搏血氧仪的设计需求。方法:基于血氧监测原理以及光电容积描记技术,将MAX30101芯片紧贴手腕,采集脉搏波光电容积(PPG)信号,并将数据导出,针对获取的PPG信号夹杂的噪声干扰利用MATLAB软件进行滤波去噪,通过滑动滤波消除基线漂移对计算结果的干扰,经阈值法找出信号峰值,由公式计算出血氧饱和度。根据算法得出的血氧值与Flukeindex2血氧饱和度模拟仪进行比较,验证芯片传感器以及算法输出的可靠性。结果:基于MAX30101芯片测得的血氧值与血氧模拟仪的标准值之间存在较好的一致性,两组数据之间的误差<1%。根据算法测出的血氧值波动范围不大,在上下0.1%波动,有较好的输出稳定性。结论:MAX30101芯片结构和算法可实现设备的微型化,确保其可穿戴性,可为用户进一步提供血氧算法的开发,能够满足穿戴式脉搏血氧仪的设计需求,实现血氧饱和度的实时监测。

快速滑动平均滤波在PPG信号去噪中的应用

光电容积脉搏波采集过程中存在的高频噪声会给后续测量带来困难,去除噪声干扰是准确进行相关参数测量的关键。常用的滤波方法对处理器的运算能力和存储空间有较高的要求,不适合在物联网应用场景中应用。针对嵌入式设备计算能力弱和存储容量小的特点,提出一种基于快速滑动平均滤波的信号去噪算法,分析了滑动窗口宽度与信号截止频率的关系,并用该算法对血氧饱和度传感器MAX30101的原始输出信号进行了处理,实验结果表明,该方法能实时有效地对PPG信号进行去噪处理,对提高物联网设备中的PPG信号检测精度和速度具有重要意义。

基于STM32的便携式低功耗血氧仪的设计与实现

为实现人体血氧的实时便携性监测,设计研究了一种新型便携式低功耗血氧检测装置。STM32单片机为主控芯片及数据处理单元,MAX30101血氧传感芯片为数据采集传感芯片。STM32单片机通过软件编程控制MAX30101传感器、OLED显示电路、蓝牙传输电路以及USB调试电路,对人体血氧浓度进行实时动态监测。实验样机测试结果表明,该设计具有良好的准确性及稳定性,为智能移动医疗领域提供了一种血氧检测的新思路。