硬件设计

STM32心率血氧手环通常基于STM32微控制器（如STM32F4或STM32L4系列），搭配光学传感器模块（如MAX30102或PPG传感器）实现数据采集。硬件设计需考虑低功耗优化，采用BLE（蓝牙低功耗）模块（如NRF52832）实现与手机或云端的数据传输。报警功能通过振动马达或蜂鸣器触发，部分设计可能集成OLED/LCD屏幕实时显示数据。

传感器技术

心率检测采用光电容积图（PPG）技术，通过绿光LED照射皮肤并检测反射光强度变化计算心率。血氧饱和度（SpO₂）测量依赖红光和红外光LED，利用不同波长下血红蛋白吸收率差异计算氧合水平。传感器需校准环境光干扰，算法上常采用滤波（如FIR/IIR）消除运动伪影。

软件算法

嵌入式端运行实时算法处理原始信号：

• 心率计算：基于FFT或峰值检测算法提取脉搏波频率。
• 血氧计算：通过红光/红外光信号比值法，公式为：
  [
  SpO_2 = 110 - 25 \times \left( \frac{R_{AC}/R_{DC}}{IR_{AC}/IR_{DC}} \right)
  ]
  报警功能通过阈值判断（如心率持续超过120次/分钟或血氧低于90%）触发，数据可存储至Flash或通过BLE上传至移动端APP。

应用场景

适用于健康监测、运动追踪及老年护理。异常数据（如心率骤变、血氧骤降）可触发本地震动报警并同步推送至关联手机，部分设计支持GPS定位或SOS紧急呼叫功能。低功耗模式下续航可达7-14天，具体取决于传感器采样频率和通信频次。

开发资源

常见开源参考方案包括STM32CubeMX配置硬件层、FreeRTOS实现任务调度，以及基于ARM CMSIS-DSP的算法库。开发需注意传感器时序控制（如I²C速率）和功耗管理（如动态调整采样率）。

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