基于BH1790GLC脉搏数据采集的设计方案

硬件组成与连接

1、ROHM的传感器底板Sensor Shield

2、BH1790GLC传感器

3、ArduinoNANO电路板。

连接关系如上图所示

程序解读

ROHM官方提供的BH1790GLC_HeartRate例程是基于arduino写的，文件结构如下图：

这样的程序目录，显然很不合适使用arduino IDE去查阅，这里推荐大家使用Source Insight的软件去查看代码。需要注意的是，Source Insight不支持.ino文件，为了方便，将HeartRate.ino另存为一个.c的文件，方便Source Insight查看。

将程序烧录到硬件中运行如下：

当前心率为70，反复测试几次，数值都在70-75，看来一致性还是不错。

废话不多说，先看看ROHM怎么写的，下面开始直接上代码：

在setup（）函数中，有两个比较关键的函数hr_bh1790_Init（）和hr_bh1790_StartMeasure（）函数

其中hr_bh1790_Init（）并没有对bh1790硬件进行初始化，只是简单的读取了传感器的两个ID寄存器，验证了一下传感器的身份，同时让硬件进行复位。

其主要的工作还是去初始化程序定义的结构体，给这些结构体赋上初值。

其中pwCalc_Init（void）函数也很重要，程序中定义了两个IIR数字滤波器，这个函数是将这个数字滤波器进行初始化。

两个IIR数字滤波器是3.5HZ的高通滤波器和0.5HZ的低通滤波器。

小知识：

在律规则的情况下，心率和脉搏是一致的。如果有心律不齐的人，会测到心率和脉率不一致，脉率少于心率。正常人心率在60—100次/分钟，在此范围有波动都是正常的

所以将两个数字滤波器设置在这个这个范围是合适的。

接下来就是在setup（）函数中的另外一个函数hr_bh1790_StartMeasure （void）

在这个函数中程序对MEAS_CTRL1、MEAS_CTRL2、MEAS_START寄存器进行了操作

接下来就是最关键的loop（）函数，看看ROHM官方是怎么将波形数据进行处理的。

在loop函数中，timer_flg是一个32HZ的计时标志，每隔31.25MS，就读一次传感器的数据，并进行计算。

其中hr_bh1790_Calc（s_cnt_freq）是本次分析的关键函数，在这个函数中，程序将传感器数据进行读取，滤波，判断，最后计算出心率值；而hr_bh1790_GetData（）仅仅是将心率结果数据和判断读出来，方便串口打印而已。

直接查看hr_bh1790_Calc（）函数：

在这个函数中，程序通过pw_GetMeasureData（&s_pwData）;将寄存器DATAOUT_LEDOFF和DATAOUT_LEDON的数据读出来保存到s_pwData结构体中。

pwCalc（&s_pwData，&pw）;及将s_pwData数据传入到IIR滤波器中，经过高通和低通滤波器之后，得到的数据保存到PW变量中。

ma_AverageF（）滑动求平均，

iir_Filter（）即数字滤波器，先后经过s_iirPrm_hpf高通数字滤波器和s_iirPrm_lpf低通数字滤波器。

我在BH1790GLC_HeartRate例程上插入自己的代码，将s_pwData（红色DATAOUT_LEDON，蓝色DATAOUT_LEDOFF）以及经过IIR滤波之后的数据 pw（绿色）绘制出来。

将绿色图形放大：

可以看到，经过IIR滤波之后，pw几乎呈现很规律的正弦波。

并且，这个波形与s_pwData的幅值大小没太大的关系。所以，最这样的波形进行统计和判断是就比之前要容易很多了。