使用NodeMCU的基于物聯(lián)網(wǎng)的心跳監(jiān)測系統(tǒng)

一如既往，我們意識到在醫(yī)學科學中使用測量心跳來診斷各種問題。心跳用來監(jiān)測我們心臟的健康狀況。通過測量病人當前的心跳來診斷問題是醫(yī)學中一個古老的部分。因此，在這個項目中，我們將使用NodeMCU ESP8266構(gòu)建一個基于物聯(lián)網(wǎng)的監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)將能夠測量當前的心跳并將數(shù)據(jù)發(fā)布到云平臺。因此，數(shù)據(jù)可以從全球任何地方訪問(只需要互聯(lián)網(wǎng)連接)。該項目有助于為患者提供高質(zhì)量的支持，并使醫(yī)務人員的工作更輕松。正常人也可以使用它作為他們生活的一部分來監(jiān)測他們的心臟健康。

我們用ESP8266做了很多項目，這里有一些例子，

如何使用ESP8266構(gòu)建基于LoRa的GPS跟蹤器

基于物聯(lián)網(wǎng)的庫存管理系統(tǒng)，使用稱重傳感器和NodeMCU

基于物聯(lián)網(wǎng)的語音控制新像素LED -在谷歌助手上使用語音命令設置任何顏色

基于物聯(lián)網(wǎng)的色彩分選機，使用ESP8266和ThingSpeak

組件的要求

ESP8266 nodecu單板

OLED顯示器

心跳傳感器模塊

電路試驗板

跳線

LED燈

脈搏傳感器

它是一種模擬設備，用于測量人體的脈搏/心跳。它通過發(fā)射和感應光來監(jiān)測血管中血液的變化，這個過程被稱為光容積脈搏描記術(shù)。

它有三個引腳，GND， VCC和信號。

VCC引腳：該引腳用于向傳感器供電，使其工作。通常連接在NodeMCU單板的3.3V引腳上。其電壓范圍在3.3v到5v之間。

GND引腳：用于連接傳感器和NodeMCU單板的接地。

信號引腳：該引腳用于將脈沖速率數(shù)據(jù)以模擬形式傳輸?shù)絅odeMCU板。

OLED顯示器

有機發(fā)光二極管(OLED)顯示器用于顯示輸出數(shù)據(jù)。它們非常輕，像紙一樣薄，理論上是柔性的，能產(chǎn)生更亮、更清晰的圖像。

它有四個引腳VCC， GND， SCl和SDA。

VCC引腳：該引腳用于向OLED顯示器提供電壓以打開顯示器。OLED的電壓范圍為3.3v到6v。

GND引腳：用于連接顯示器和NodeMCU單板的接地。

SDA引腳：在I2C通信中用于數(shù)據(jù)傳輸。通常連接在NodeMCU單板的D2引腳上。

SCL引腳：該引腳用于I2C通信中的時鐘信號。通常連接在NodeMCU單板的D1引腳上。

線路圖

這里的聯(lián)系非常簡單。脈沖傳感器信號引腳連接到NodeMCU的A0上。OLED的SCL和SDA應分別連接到NodeMCU的D1和D2上。

同時，指示脈沖正側(cè)的RED LED連接到NodeMCU的D8引腳，另一側(cè)連接到地。

為遠程監(jiān)控設置Thingspeak

為了監(jiān)控云上的輸出數(shù)據(jù)，我們將使用Thingspeak云平臺。在這里，我們將創(chuàng)建一個用于存儲心跳數(shù)據(jù)的字段。讓我們快速設置一下。

首先，在Thingspeak網(wǎng)站上創(chuàng)建一個新賬戶。

然后登錄到您的帳戶并創(chuàng)建一個新頻道。通道可以讀寫API密鑰，可以是公共的也可以是私有的。

為通道中的字段指定一個名稱，并將其用于數(shù)據(jù)監(jiān)視。

在通道內(nèi)找到API密鑰并復制它。不同通道的API密鑰是不同的，我們需要在代碼中使用它們來提供對通道ID的訪問。

有讀和寫兩個API鍵。如果你想發(fā)送和接收數(shù)據(jù)到Thingspeak，分別使用寫和讀API鍵。

項目代碼說明

該程序讀取脈沖傳感器的模擬參數(shù)并將其轉(zhuǎn)換為BPM(每分鐘跳動)，并將數(shù)據(jù)顯示到OLED以及云平臺(Thingspeak)上。

首先，我們必須包含成功執(zhí)行代碼所需的所有庫。庫包括SPI， WIRE， Adafruit_SSD1306和Adafruit_GFX。ESP8266WiFi ThingSpeak。此外，我們還定義了進一步編程所需的變量和對象。

OLED顯示器的SSD1306控制器具有復雜的驅(qū)動程序，因此我們使用預定義庫Adafruit SSD1306來隱藏控制器的復雜性。

Adafruit_SSD1306構(gòu)造函數(shù)接受三個參數(shù)：屏幕寬度、屏幕高度和ESP8266引腳編號，該引腳與顯示器的復位引腳相連。但是這里我們沒有連接任何RESET引腳。

在OLED上顯示圓形、線條和正方形等圖形基元。我們必須使用Adafruit GFX庫。

ESP8266WiFi庫，用于將WIFI模塊連接到WIFI連接上，提供連接信息。

Thingspeak庫用于通過互聯(lián)網(wǎng)連接到Thingspeak服務器，允許我們發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。

您可以通過Sketch > Include Library > Manage libraries從Arduino IDE安裝所有這些庫。

A0引腳從脈沖傳感器讀取模擬數(shù)據(jù)。

變量MychannelNumber和mywriteAPIkey分別是Thingspeak帳戶通道的通道ID和API KEY，您將在其中發(fā)布數(shù)據(jù)。為了成功發(fā)送數(shù)據(jù)，您需要更改這些雙變量數(shù)據(jù)。

在setup()函數(shù)中，啟動串行通信。

OLED顯示器初始化為begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C)函數(shù)，其中SSD1306_SWITCHCAPVCC打開內(nèi)部充電電路和顯示輸出，0x3C是顯示器的I2C地址。

clearDisplay()函數(shù)用于清除顯示并使其完全為空白。

WIFI .begin()函數(shù)用于初始化WIFI連接進程。它需要兩個參數(shù)WIFI名稱和同一網(wǎng)絡的密碼。

begin()函數(shù)與Thingspeak庫關(guān)聯(lián)，它初始化連接進程以連接到Thingspeak服務器。

在上面的循環(huán)部分，我們已經(jīng)完成了所有的處理任務，比如比較和賦值，同時還運行了Thingspeak函數(shù)。

可變sensorValue存儲脈沖傳感器的模擬輸入。然后比較<= 590 & <=680范圍內(nèi)的值來檢測節(jié)拍。

如果檢測到節(jié)拍，則D8引腳上的LED打開10ms，否則它將不發(fā)光。

BPM計算:

我們對脈沖進行20秒的計數(shù)，然后將其乘以3次，得到每分鐘的節(jié)拍數(shù)，并在Arduino IDE的串行監(jiān)視器上顯示。

OLED顯示屏：使用許多功能來根據(jù)需要調(diào)整顯示。讓我們看看一些常用的函數(shù)。

setTextColor用于設置字體顏色。將白色設置為暗背景，黑色設置為亮背景。

setCursor接受x軸和y軸位置的兩個參數(shù)，并將光標分配給該位置。

setTextSize用于設置字體大小(從1開始)。

display()命令指示庫將屏幕緩沖區(qū)批量傳輸?shù)絊SD1306控制器的內(nèi)存中，并在OLED屏幕上顯示所述內(nèi)容。

最后，我們使用Thingspeak的writefield()函數(shù)。它有四個參數(shù)，從通道ID、字段號、數(shù)據(jù)變量和API Key開始。所有這些信息應該按照你的Thingspeak帳戶和頻道。

完整的代碼將在下面的代碼部分中找到。

項目運作

現(xiàn)在您已經(jīng)理解了代碼，您可以簡單地將其上傳到您的NodeMCU板，然后項目就應該開始工作了。

在OLED和云上監(jiān)測你的心跳。

本文編譯自iotdesignpro