低功耗心率檢測儀設計

　　4.1 心率算法描述

　　計算心率也就是計算每兩個R峰之間的時間，所以找到R峰的準確位置則是關鍵。我們在連續信號通過找到倒數為0的值來找到峰值，而在采樣得到的離散信號理中則通過差分來找到峰值。為了顯示的心電波形更真實，我們的采樣率為100Hz。為了配合手機顯示模塊，每次采樣700個點，而計算的心率則為在這段時間內的平均心率。在顯示結束后再立刻開始采樣，刷新現有數據。然后一直重復執行來獲得相對的實時心率。通過差分求極點的算法較為準確，可以有效地算出心率。首先進行預處理：用簡單的5點平滑濾波法，去除采樣數據的小誤差。為了排除干擾，我們將R峰幅值的70%作為一個閾值，小于這個值的都置為0，不影響后面的判斷。接著進行心率計算：將信號進行兩次差分，將每個值為-2的點(若某個點的值為-2，則表示該點相對于前一個點呈增加趨勢，而后一個點相對于該店呈減少趨勢，可知這個點是我們尋找的峰值)的下標儲存且標記。

　　心率 = [1÷(RR峰間隔/采樣率)]*60

　　4.2 手機端 Android 應用

　　1.使用說明：

　　(1)點擊開啟藍牙開啟手機藍牙并連接使用的藍牙模塊，點擊波形顯示在中央的白色畫布顯示波形，點擊開始采樣可以向藍牙模塊發送開始信息。

　　(2)當所連接的藍牙模塊有數據傳輸時，心率會顯示心率數值，如果心率低于50字體變為黃色并閃爍，若高于90字體變為紅色并閃爍以起到報警作用。

　　(3)若有數據傳入的同時正在顯示波形，則畫布上會顯示經藍牙模塊傳輸的波形。

　　2.系統設計如圖7。

　　3.具體實現：

　　(1)使用Eclipse平臺進行手機端Android程序編寫，使用Android4.2.2系統華為手機進行調試。

　　(2)藍牙線程：采用輸入輸出流操作，將藍牙模塊傳輸的信號讀取到一個字節(Byte)數組存儲，第一位為心率數值可顯示為0~255，后面數據為波形數據，傳輸到繪圖線程進行波形的繪制。心率數值通過信息句柄傳輸到UI線程，顯示心率并對超限心率進行報警。

　　(3)繪圖線程：先對背景坐標軸進行繪制，使用打點的方法將讀入的波形數據繪制在畫布上，并且對橫坐標計數，當運行到屏幕最后時再從頭開始逐步刷新波形。

　　4.3 單片機軟件模塊

　　4.3.1 AD采樣模塊

　　因為要將模擬信號轉換為數字信號，再進行數據處理，所以AD采樣十分重要。5529內部有高性能的12位的ADC，轉換速率快，采樣值精確。使用單通道重復采樣模式，我們運用定時器B來觸發采樣，為了波形顯示的完整和信號的準確我們將采樣率設為100Hz。因為手機屏幕一次能顯示700個點，所以我們每次采樣700個點來顯示波形并且計算心率。在中斷中將采樣值存儲到數組中，以采樣次數來控制采樣的結束，到達700個點后，關閉中斷，終止采樣。等待手機接收完數據，再次采樣重復上述步驟。