摘 要

随着医疗事业和信息技术的不断进步，可穿戴医疗设备是未来发展的趋势。本文所设计的脉搏血氧仪可以完成脉搏次数以及血氧饱和度的采集，同时能够实时显示被测人的血氧饱和度等生理数据，同时采用无线传输模块，将实时数据传送到被测人的家属手机上，实现信息的远程传递，是家庭监护的有力工具。

本设计以STM32单片机为系统控制和数据处理中心，设计了脉搏血氧饱和度信号检测与分析系统。SMT32主控制模块外接MAX30102以及ESP8266等模块实现数据采集、传输、显示等功能。对传回的数据进行显示、记录和分析。对于在设定范围内的脉搏和血氧饱和度，用户就可以在手机端查看相关信息。论文详细介绍了硬件和软件的设计过程，并完成了必要的系统软硬件测试。

关键字：脉搏 血氧饱和度 无线通信 STM32

Design and implementation of pulse oximeter

Abstract

With the continuous advancement of medical services and information technology, wearable medical devices are the future development trend. The pulse oximeter designed in this paper can complete the pulse rate and blood oxygen saturation collection, and can display the physiological data such as blood oxygen saturation of the tested person in real time. At the same time, it can display the physiological data such as blood oxygen saturation of the tested person in real time, and use the wireless transmission module to transmit the real-time data to the family phone of the tested person to realize the remote transmission of information, which is a powerful tool for family monitoring.

This design uses STM32 MCU as the system control and data processing center, and designs the pulse oximetry signal detection and analysis system. The SMT32 main control module is connected to the MAX30102 and ESP8266 modules for data acquisition, transmission, and display functions. Display, record, and analyze the returned data. The SMT32 main control module is connected to the MAX30102 and ESP8266 modules for data acquisition, transmission, and display functions. Display, record, and analyze the returned data. For pulse and oxygen saturation within the set range, the user can view relevant information on the mobile phone. The paper details the hardware and software design process and completes the necessary system hardware and software testing.

Keywords: pulse;oxygen saturation;wireless communication;STM32

目 录

摘 要 I

Abstract II

目 录 III

第一章 引言 1

1.1 研究背景和意义 1

1.2 脉搏血氧仪现状调查 1

1.3 研究目标以及主要内容 2

1.3.1 研究目标 2

1.3.2 研究主要内容 2

1.4 论文组织结构 2

第二章 系统整体设计方案 4

2.1 系统总体设计方案 4

2.2 系统设计思路 4

2.2.1 系统硬件设计 4

2.2.2 系统模块选型 5

2.2.3 软件设计分析 6

2.2.4 系统软件设计 6

2.3 本章小结 7

第三章 系统硬件设计 8

3.1 硬件运行原理 8

3.1.1 脉搏信号的测量原理 8

3.1.2 血氧饱和度检测原理 9

3.2 STM32主控模块 10

3.2.1 STM32主控芯片 10

3.2.2 电源电路 11

3.2.3 时钟电路 11

3.3 血氧脉搏检测模块 13

3.4 显示模块 14

3.5 无线通信模块 15

3.6 本章小结 16

第四章 系统软件设计 18

4.1 系统总体设计 18

4.2 OLED模块初始化 19

4.3 脉搏血氧采集模块 22

4.4 Wi-Fi模块驱动 24

第五章 系统调试分析 26

5.1 系统总体调试 26

5.2 系统硬件调试 26

5.3 系统软件调试 27

5.4 本章小结 32

第六章 结论与展望 33

6.1 结论 33

6.2 改进与展望 33

参考文献 34

致 谢 36

1. 引言

1.1 研究背景和意义

人们生活质量越来越高，伴随而来的是各种疾病的发病率越来越高，病人的监护需求也越来越多。各式各样的人体生理信号监护仪已经广泛应用在医院，脉搏血氧仪作为其中的一种，在生活中也扮演着越来越重要的角色。^[1]

一般来说，生理信号监护仪由各类硬件模块以及计算机系统软件构成，其广泛应用在医院的监护病房，可以对患者发出的生理信号进行实时的监控。在医疗方面有着重要的意义。^[2]

脉搏血氧仪能够根据人体手指或者耳朵的生理变化来测量脉搏次数以及血氧饱和度，根据采集到的数据来测量并计算病人的由心率等相关信息。同时，随着移动互联网时代的到来，脉搏血氧饱和度的监测和分析已经广泛应用于医院临床危重症患者的监护，例如患病者临床手术麻醉、重症监护以及日常医疗保健之中。^[3]

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