PPG心率检测模块

一、产品简介：

本模块通过对人体指尖血液对绿光的吸收率进行检测，通过 PPG（光电容积脉搏波描记法）、脉搏波检测算法计算脉搏的数据，从而反映人体心率的情况；该模块在检测过程中电路与人体无直接接触、无痛、无副作用，其次检测过程便携、方便、快速。利用 PPG 检测脉搏波反映人体心率的情况，对于长期监测人体心血管状态和三高（血压、血脂和血糖）有着非常大的应用价值。该模块旨在将 硬件 与 程序算法 提供给大家进行参考、学习，模块的检测数据仅供参考，目前 未经过临床试验 与 专业机构的鉴定，切记请勿将 该模块的数据用于医学参考、商业用途等。

二、应用场景：

1、人体脉搏、心率数据检测、分析；

2、人体脉搏波形数据监测、生理信息分析；

3、学习、实验、DIY制作等非医学参考、非商业用途；

三、产品概述：

1、PPG心率检测模块，采用高密度四层板PCB设计，外观小巧精美；

2、采用华大 HC32F005C6PA MCU，通过低噪声运放对PPG光信号进行放大、滤波、降噪等处理，结合脉搏波检测算法，对脉搏波数据进行实时监测、分析、计算；

3、通过电脑端上位机，可以实现脉搏波形实时显示、心率数据实时查看、波形静态截图、波形动态录制保存等功能；

四、产品参数：

1、采用华大32位单片机 HC32F005C6PA，ARM M0+内核；

2、采用四通道低噪声运放 GS8634-SR ，实现对PPG光信号的放大与数据滤波处理；

3、PPG光信号采用 绿色LED发射管，对应波长选择范围：525nm、660nm、940nm；

4、PPG光信号接收管采用 PD70-01C/TR7；

5、电源输入采用TYPE-C接口 5V输入，采用低噪声 5V 转 3V3 LDO， CL9195A33L5M 最大输出电流500mA；

6、串口通讯采用板CH340N，波特率115200；

7、模块【四层板】3D预览图：

五、使用说明：

1、该模块需要配合电脑端上位机进行使用，具体使用方法可以查看视频演示；

2、首先需要在电脑上安装CH340 串口驱动，在 附件中“上位机资料” 有提供，点击 CH341SER.EXE 安装即可；

3、使用TYPE-C数据线将模块与电脑USB端口进行连接，在上位机中打开对应的端口即可进行测量，程序中默认的波特率为115200；

4、请确保手指轻按在检测区域，压力过大会影响手指血液流动情况，可能会导致检测结果不准确；

5、通过大量实验验证，该模块的检测数据平均心率误差 ≤ 3次/min ，该检测数据仅供参考、不能代替医疗仪器。

六、备注：

1、该模块旨在将 硬件 与 程序算法 提供给大家进行参考、学习，模块的检测数据仅供参考，目前 未经过临床试验 与 专业机构的鉴定，切记请勿将 该模块的数据用于医学参考、商业用途等；

2、脉搏波动态检测的 程序 与 算法已经同步打包上传，大家可以根据自己项目进行优化更新，详细见附件 “Source_Code_程序源码”;

3、算法 目前只完成了对心率数据的分析、计算，对于血氧数据的分析、检测，会在后续的“血氧仪v1.2” 中进行更新；

4、目前PPG算法还存在几个挑战的问题，虽然采用了低噪声运放对PPG数据进行放大、滤波、降噪等处理，计算的数据还是会受人体移动、说话等因素的影响，会产生噪声对生理信号进行干扰，从而影响检测、计算的数据；所以在模块检测过程中，请不要说话、保持安静、身体保持放松的状态，这样测量的数据会更加准确；

5、在通过PD光电管对PPG数据进行采集时，人体的肤色、纹身、伤疤等会影响光信号的反射率，从而影响采集的数据，针对肤色，白色皮肤会比黄色、黑色皮肤的反射率强，可以通过调整Q1、 R4 来改变PPG光信号的发射强度，可以调整 R9、R10 改变低噪声放大器对PPG光信号的放大倍数；

6、该模块主要元件可以根据 BOM 表在嘉立创 SMT、或在立创商城购买，物料成本：30元左右；

7、外壳的3D结构文件在附件的 “外壳文件” 中可以找到，推荐大家使用 黑色的尼龙材料 进行打印；

8、附件包含 “PCB装配图.zip”，方便小伙伴们自己焊接，在该模块中 MCU 采用的是芯片内部的时钟，外部的时钟电路（Y1、C10、C11）可以不用焊接。

七、演示视频：

视频简单介绍了该模块的硬件结构、使用方法、检测效果......

该模块的功能大家可以将硬件、检测算法移植到自己DIY的手环、手表、血氧仪、便携心率检测设备上进行验证；

各位小伙伴在验证的时候有问题欢迎的在评论区留言，由于个人能力有限，目前算法还不够完善，欢迎各位大佬进行优化、改进、升级；

希望各位小伙伴，点赞、关注，感谢感谢！！！