第八篇、基于Arduino uno，获取MAX30102心率传感器的心率信息——结果导向

0、结果

说明：先来看看串口调试助手显示的结果，第一个值是原始的IR值，第二个值是实时的心跳，第三个值是平均心跳，如果是你想要的，可以接着往下看。

1、外观

 说明：MAX30102心率传感器的外观如下。

2、连线

说明：只需要连接四根线。

• uno————MAX30102心率传感器
•        5V--------------VCC
•    GND--------------GND
•     SCL--------------SCL
•     SDA--------------SDA

 3、源程序

说明：本程序将对应功能进行函数化，方便移植。

/*********************************max30102 part********************************************************************/#include <Wire.h>                                                   //include libaray
#include "MAX30105.h"                                               //include libaray
#include "heartRate.h"                                              //include libarayMAX30105 particleSensor;                                            //Instantiate objectconst byte RATE_SIZE = 4;                                           //Increase this for more averaging. 4 is good.
byte rates[RATE_SIZE];                                              //Array of heart rates
byte rateSpot = 0;
long lastBeat = 0;                                                  //Time at which the last beat occurred
float beatsPerMinute;                                               //Define a variable
int beatAvg;                                                        //Define a variablevoid setup() {Serial.begin(9600);                                               //Example Set the baud rate of the serial port to 9600if (!particleSensor.begin(Wire, I2C_SPEED_FAST)) {                 //Use default I2C port, 400kHz speed{Serial.println("MAX30105 was not found. Please check wiring/power. ");}Serial.println("Place your index finger on the sensor with steady pressure.");particleSensor.setup();                                            //Configure sensor with default settingsparticleSensor.setPulseAmplitudeRed(0x0A);                         //Turn Red LED to low to indicate sensor is runningparticleSensor.setPulseAmplitudeGreen(0);                          //Turn off Green LEDSerial.println("Go online！");
}
void loop() {getMax30102Data();                                                 //Acquiring heart rate
}
/*********************************max30102 part********************************************************************/
/*Acquiring heart rate*/
void getMax30102Data() {long irValue = particleSensor.getIR();                             //Obtain IR data if (checkForBeat(irValue) == true){long delta = millis() - lastBeat;lastBeat = millis();beatsPerMinute = 60 / (delta / 1000.0);if (beatsPerMinute < 255 && beatsPerMinute > 20){rates[rateSpot++] = (byte)beatsPerMinute;                     //Store this reading in the arrayrateSpot %= RATE_SIZE;                                        //Wrap variablebeatAvg = 0;                                                  //Take average of readingsfor (byte x = 0 ; x < RATE_SIZE ; x++) {beatAvg += rates[x];}beatAvg /= RATE_SIZE;}}if (irValue <= 10000) {                                           //Return to zerobeatAvg = 0;beatsPerMinute = 0;}Serial.print("IR=");                                              // The serial port displays the corresponding valueSerial.print(irValue);                                            // The serial port displays the corresponding valueSerial.print(", BPM=");Serial.print(beatsPerMinute);                                     // The serial port displays the corresponding valueSerial.print(", Avg BPM=");Serial.println(beatAvg);                                          // The serial port displays the corresponding valueif (irValue < 50000) {Serial.print(" No finger?");                                    // The serial port displays the corresponding valueSerial.println();}
}

4、注意事项

说明：如果上传程序之后，传感器没有亮红灯，那么可能需要再上传一次程序，直到亮红灯为止。手放在传感器上的时候，尽量不用碰到周围的元器件，不然会导致短路，IIC通讯会中断。如果是坐着测的，虽然会有一个心跳值，但是这个值会一直降低，所以使用的时候，一定要站起来，这样会准确一些。

5、基本原理

        MAX30102传感器是一种集成了LED发光二极管和光电检测器的数字脉搏氧饱和度测量模块。它可以通过光电检测来实现对心率的测量，具体原理如下：
        MAX30102传感器内部有两颗LED发光二极管，它们能够分别发出不同波长的光，通常包括红色和红外线光。这两种光波长在穿透皮肤后会被血液吸收和反射，导致指尖的血液呈现出不同的颜色。根据Lambert-Beer定律，这两种不同波长的光经过指尖时会因为被血液吸收而弱化，其强度与指尖处血液的氧合程度相关。
        当MAX30102传感器的LED发光二极管发出光后，光电检测器会接收到由指尖反射回来的光信号。这些被接收到的光信号会被放大并转换为数字信号，然后进行数据处理，最终得到血氧饱和度和心率等生理参数。
        传统的心率测量方法需要依靠心电图仪等专业仪器，而MAX30102传感器则在单一小模块中集成了多种功能，极大地方便了用户的使用。同时，MAX30102还具有省电、数据稳定性好等优点，使其在医疗监测、健康追踪等领域得到广泛应用。