MAX30102心率血氧模块使用说明书

专注医疗健康1/8HXDZ-30102心率血氧传感器中文说明书2017-7-19V0.5专注医疗健康2/8目录HXDZ-30102心率血氧传感器中文说明书......................................................................................1一.前言.............................................................................................................................................3二.产品简介......................................................................................................................................31.传感器参数...........................................................................................................................32.接口说明...............................................................................................................................43.原理说明...............................................................................................................................4三.传感器程序及具体使用步骤......................................................................................................5四.其他产品推荐..............................................................................................................................7专注医疗健康3/8一.前言二.产品简介MAX30102是一个集成的脉搏血氧仪和心率监测仪生物传感器的模块。它集成了一个红光LED和一个红外光LED、光电检测器、光器件，以及带环境光抑制的低噪声电子电路。MAX30102采用一个1.8V电源和一个独立的5.0V用于内部LED的电源，应用于可穿戴设备进行心率和血氧采集检测，佩戴于手指、耳垂和手腕等处。标准的I2C兼容的通信接口可以将采集到的数值传输给Arduino、KL25Z等单片机进行心率和血氧计算。此外，该芯片还可通过软件关断模块，待机电流接近为零，实现电源始终维持供电状态。正因为其优异的性能，该芯片被大量应用在了三星GalaxyS7手机。与前代产品MAX30100相比(MAX30100目前已经停产淘汰)，MAX30102集成了玻璃盖可以有效排除外界和内部光干扰，拥有最优可靠的性能。HXDZ-30102心率血氧传感器模块是本店根据MAX30102的电源要求制作的一款生物传感器模块。其I2C通信接口电压兼容1.8-5V，可与常规的单片机开发板如arduino、KL25Z、stm32等进行正常通信。此外还提供相应的心率和血氧程序，可以轻松上手与多种开发板配合完成心率和血氧浓度监测。其适用于心率和血氧方面的科学研究和教学演示，也非常适合用于二次开发。更多资料请到网盘寻找传感器实物如下图：正面（手指接触面）反面（非手指接触面）1.传感器参数电路板尺寸：18*15mm电路板厚度：2.5mm专注医疗健康4/8LED峰值波长：660nm/880nmLED供电电压：3.3~5v检测信号类型：光反射信号(PPG)输出信号接口：I2C接口通信接口电压：1.8~5V2.接口说明VIN：LED电源输入端，也是I2C总线上拉电平，建议接3.3V或者5VSCL：接I2C总线的时钟SDA：接I2C总线的数据INT：MAX30102芯片的中断引脚RD：MAX30102芯片的REDLED接地端，一般不接IRD：MAX30102芯片的IRLED接地端，一般不接GND：接地线3.原理说明传统的脉搏测量方法主要有三种：一是从心电信号中提取；二是从测量血压时压力传感器测到的波动来计算脉率；三是光电容积法。前两种方法提取信号都会限制病人的活动，如果长时间使用会增加病人生理和心理上的不舒适感。而光电容积法脉搏测量作为监护测量中最普遍的方法之一，其具有方法简单、佩戴方便、可靠性高等特点。光电容积法的基本原理是利用人体组织在血管搏动时造成透光率不同来进行脉搏和血氧饱和度测量的。其使用的传感器由光源和光电变换器两部分组成，通过绑带或夹子固定在病人的手指、手腕或耳垂上。光源一般采用对动脉血中氧合血红蛋白（HbO2）和血红蛋白（Hb）有选择性的特定波长的发光二极管（一般选用660nm附近的红光和900nm附近的红外光）。当光束透过人体外周血管，由于动脉搏动充血容积变化导致这束光的透光率发生改变，此时由光电变换器接收经人体组织反射的光线，转变为电信号并将其放大和输出。由于脉搏是随心脏的搏动而周期性变化的信号，动脉血管容积也周期性变化，因此光电变换器的电信号变化周期就是脉搏率。同时根据血氧饱和度的定义，其表示为：专注医疗健康5/8MAX30102本身集成了完整的发光LED及驱动部分，光感应和AD转换部分，环境光干扰消除及数字滤波部分，只将数字接口留给用户，极大地减轻了用户的设计负担。用户只需要使用单片机通过硬件I2C或者模拟I2C接口来读取MAX30102本身的FIFO，就可以得到转换后的光强度数值，通过编写相应算法就可以得到心率值和血氧饱和度。三.传感器程序及具体使用步骤HXDZ-30102模块完全兼容美信公司的MAXREFDES117模块，因此可以使用相应程序来制作心率和血氧饱和度检测设备。心率和血氧饱和度算法流程图如下：专注医疗健康6/8程序主要在两类开发平台上编写：Arduino和mbedArduino:AdafruitFloraLilypadUSBArduinoUNOMbed:MaximIntegratedMAX32600MBEDFreescaleFRDM-K64FFreescaleFRDM-KL25Z对于Arduino平台，以arduinouno板为例，其与传感器的接口对应关系为：对于mbed平台，以KL25Z开发板为例，其与传感器的接口对应关系为：专注医疗健康7/8不管使用何种开发板，最终得到的心率值和血氧饱和度数值都是通过串口输出，串口输出的格式如下图所示：具体的使用说明请参考官方网站：注意：血氧饱和度测量需要专业仪器校准，并且与模块温度相关，因此使用提供算法程序算出的血氧饱和度不能保证一定准确。完整使用资料请到下载网盘：四.其他产品推荐PulseSensor是一款用于脉搏心率测量、脉搏波形测量和HRV分析的光电反射式模拟传感器。将其佩戴于手指、耳垂等处，通过导线连接可将采集到的模拟信号传输给类似Arduino等单片机用来转换为数字信号，再通过单片机的简单计算后就可以得到心率数值，此外还可将脉搏波形通过串口上传到电脑显示波形。其适用于心率方面的科学研究和教学演示，也非常适合用于二次开发，本店提供相应算法程序，传感器店里有售。传感器实物如下图：专注医疗健康8/8正面（手指接触面）反面（非手指接触面）