基于伽利略的心跳采集系統(tǒng)

　　pulse sensor 采集心率信息 送入Galileo平臺(tái)上，然后Galileo平臺(tái)對心跳波形進(jìn)行處理，通過藍(lán)牙模塊給客戶端。藍(lán)牙模塊通過UART串口控制。Galileo處理的關(guān)鍵點(diǎn)就是計(jì)算兩個(gè)相鄰的心跳脈沖之間的間隔時(shí)間，利用這個(gè)間隔時(shí)間來計(jì)算每分鐘的心跳次數(shù)(心率)，我們利用MATLAB輔助工具來模擬和驗(yàn)證我們的算法。具體如圖7所示。

　　首先對pulse sensor傳進(jìn)來的信號進(jìn)行采樣上圖綠色波形即為經(jīng)過采樣的心跳信號，然后通過和一個(gè)閾值比較，如果心跳強(qiáng)度值超過閾值，則強(qiáng)行置1，否則置0，所以綠色波形轉(zhuǎn)變?yōu)樗{(lán)色的矩形波，我們再對矩形波的上升沿探測，標(biāo)記處上升沿的時(shí)間，圖8中為紅點(diǎn)標(biāo)出上升沿，通過計(jì)算紅色點(diǎn)之間的時(shí)間間隔，就可以計(jì)算出心率了，實(shí)際上我們可以利用心跳波形的最大點(diǎn)進(jìn)行時(shí)間標(biāo)記的，但是兩者的結(jié)果都是一樣的。

　　4 軟件模塊

　　客戶端為Android平臺(tái)上的應(yīng)用程序，可以運(yùn)行于x86架構(gòu)的Android平臺(tái)，也可以運(yùn)行于基于ARM的Android平臺(tái)。前面提到過，客戶端的功能是接收硬件平臺(tái)的數(shù)據(jù)，經(jīng)過處理后表現(xiàn)在界面上，并且從用戶的心率信息判斷用戶是否在做有氧運(yùn)動(dòng)，給相應(yīng)的提醒。

　　4.1 界面設(shè)計(jì)

　　客戶端分為：注冊界面、系統(tǒng)介紹界面、登陸界面，主界面、藍(lán)牙設(shè)備選擇界面和設(shè)置界面。

　　主界面有連接按鈕，波形顯示區(qū)(灰色部分)、心率區(qū)(青色部分)、有氧運(yùn)動(dòng)提示區(qū)(粉紅色部分)。

　　設(shè)置界面通過設(shè)置是否顯示波形控制系統(tǒng)的工作模式(全功能或者低功耗模式)，并可以調(diào)整年齡，記錄有氧運(yùn)功時(shí)間，設(shè)置波形密度等。

　　4.2 運(yùn)行機(jī)制

　　在界面介紹中的圖9為運(yùn)行于全功能模式下的情形，它也表現(xiàn)了用于并未處于有氧運(yùn)動(dòng)。圖8為低功耗模式下，波形停止顯示，也表現(xiàn)了用戶在有氧運(yùn)動(dòng)，底部的一片區(qū)域變?yōu)榫G色，手機(jī)周期性發(fā)出聲音并震動(dòng)。這個(gè)數(shù)據(jù)之所以是71，是因?yàn)槲覀冊谠O(shè)置界面吧年齡設(shè)置得比較高，因此心率很低時(shí)就被判定為出于有氧運(yùn)動(dòng)。

　　有氧運(yùn)動(dòng)判別法：進(jìn)行體育運(yùn)動(dòng)時(shí)，當(dāng)心率達(dá)到最大心率的50%-90%，就可認(rèn)定是在進(jìn)行有氧運(yùn)動(dòng) 。最大心率=220-年齡。