描述

介紹

WizFi360-EVB-Mini 硬件概述

感謝 WIZnet 使用 WizFi360-EVB-Mini 硬件支持該項目。

WizFi360-EVB-Mini

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本文檔描述了 WizFi360-EVB-Mini。WizFi360-EVB-Mini是一款用于WizFi360實驗、測試和驗證的緊湊型開發板。WizFi360-EVB-Mini 的外形尺寸與 NodeMCU V2 相同。WizFi360是一款低成本、低功耗的工業級WiFi模塊。兼容IEEE802.11 b/g/n標準，支持SoftAP、Station、SoftAP+Station模式。串口波特率最高可達2Mbps，滿足各種應用需求。

MAX30102

MAX30102 是一款集成脈搏血氧計和心率監測傳感器。它集成了一個紅色LED和一個紅外LED、光電探測器、光學器件和具有環境光抑制功能的低噪聲電子電路。標準的 I2C 兼容通信接口可以將采集到的值傳輸到 WizFi360-EVB-Mini 進行心率和血氧計算。

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• 光溶法
• 透光率轉換成電信號

將 MAX30102 模塊和 WizFi360-EVB-Mini 連接到 Raspberry Pi Pico

• 將 VCC 引腳連接到電源，GND 連接到 GND。
• 將 SCL 引腳連接到 I2C 時鐘引腳，將 SDA 引腳連接到 Raspberry Pi Pico 上的 I2C 數據引腳。

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• 將 Vin 引腳連接到電源，GND 連接到 GND。
• 將 TXD1 引腳連接到 IO9 引腳，將 RXD1 引腳連接到 Raspberry Pi Pico 上的 IO8 引腳。

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編程MAX30102模塊

最好使用橡皮筋或 Velcro 將傳感器固定在手指上。當您將手指按在傳感器上時，它的變化足以導致手指中的血液流動不同，從而使傳感器讀數不穩定。

• 從 Sparkfun 安裝 MAX30102 庫

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• 手指存在：

我們不斷打印增量值以找出差異

void loop()
{
  samplesTaken++;

  Serial.print("IR[");
  Serial.print(particleSensor.getIR());
  Serial.print("] Hz[");
  Serial.print((float)samplesTaken / ((millis() - startTime) / 1000.0), 2);
  Serial.print("]");

  long currentDelta = particleSensor.getIR() - unblockedValue;

  Serial.print(" delta[");
  Serial.print(currentDelta);
  Serial.print("]");

  if (currentDelta > (long)100)
  {
    Serial.print(" Something is there!");
  }

  Serial.println();
}

如圖所示打印串行輸出。

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• 顯示心跳波形

在 Arduino 串行繪圖儀上顯示心跳圖。單擊工具->串行繪圖儀。

#include 
#include "MAX30105.h"

MAX30105 particleSensor;

void setup()
{
  Serial.begin(115200);
  Serial.println("Initializing...");

  // Initialize sensor
  if (!particleSensor.begin(Wire, I2C_SPEED_FAST)) //Use default I2C port, 400kHz speed
  {
    Serial.println("MAX30105 was not found. Please check wiring/power. ");
    while (1);
  }

  //Setup to sense a nice looking saw tooth on the plotter
  byte ledBrightness = 0x1F; //Options: 0=Off to 255=50mA
  byte sampleAverage = 8; //Options: 1, 2, 4, 8, 16, 32
  byte ledMode = 3; //Options: 1 = Red only, 2 = Red + IR, 3 = Red + IR + Green
  int sampleRate = 100; //Options: 50, 100, 200, 400, 800, 1000, 1600, 3200
  int pulseWidth = 411; //Options: 69, 118, 215, 411
  int adcRange = 4096; //Options: 2048, 4096, 8192, 16384

  particleSensor.setup(ledBrightness, sampleAverage, ledMode, sampleRate, pulseWidth, adcRange); //Configure sensor with these settings

  //Take an average of IR readings at power up
  const byte avgAmount = 64;
  long baseValue = 0;
  for (byte x = 0 ; x < avgAmount ; x++)
  {
    baseValue += particleSensor.getIR(); //Read the IR value
  }
  baseValue /= avgAmount;

  //Pre-populate the plotter so that the Y scale is close to IR values
  for (int x = 0 ; x < 500 ; x++)
    Serial.println(baseValue);
}

void loop()
{
  Serial.println(particleSensor.getIR()); //Send raw data to plotter
}

使用串行繪圖儀繪制波形。

輸出

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• 心率和 SPO2 測量

在 Arduino 串行監視器上顯示心率和 SPO2。理想心率（成人）：60～100次/分，理想SPO2：95～100。

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{
      while (particleSensor.available() == false) //do we have new data?
        particleSensor.check(); //Check the sensor for new data

      digitalWrite(readLED, !digitalRead(readLED)); //Blink onboard LED with every data read

      redBuffer[i] = particleSensor.getRed();
      irBuffer[i] = particleSensor.getIR();
      particleSensor.nextSample(); //We're finished with this sample so move to next sample

      //send samples and calculation result to terminal program through UART
      Serial.print(F("red="));
      Serial.print(redBuffer[i], DEC);
      Serial.print(F(", ir="));
      Serial.print(irBuffer[i], DEC);

      Serial.print(F(", HR="));
      Serial.print(heartRate, DEC);

      Serial.print(F(", HRvalid="));
      Serial.print(validHeartRate, DEC);

      Serial.print(F(", SPO2="));
      Serial.print(spo2, DEC);

      Serial.print(F(", SPO2Valid="));
      Serial.println(validSPO2, DEC);
    }

輸出

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完整代碼添加在項目博客末尾的代碼部分。一定要堅持到最后才能理解這個項目。

編程 WizFi360-EVB-Mini

我們將使用 AT 命令對 WizFi360-EVB-Mini 進行編程。我們將使用多個串行端口與 USB 和 WizFi360-EVB-Mini 進行通信。

Serial2.println("AT\r\n"); //Handshaking with WizFi360-EVB-Mini

如圖所示，WizFi360-EVB-MIni 響應 AT 命令。

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現在，我們可以按照文檔向 WizFi360-EVB-Mini 發送 AT 命令。WizFi360有普通傳輸模式和透傳模式。如果 WizFi360 是普通命令模式，WizFi360 執行 AT 命令。通過輸入 AT\r\n 并返回 \r\nOK\r\n 確認正常命令模式。在透明模式下，WizFi360 不執行 AT 命令。僅與對等方發送和接收數據。如果輸入是“+++”，切換到普通命令模式。

我們已經從 Wiznet 安裝了 WizFi360 和WiFiEsp 庫，將模塊連接到 WiFi，然后連接到 Blynk。

WizFi360 庫

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為物聯網脈搏血氧儀設置 Blynk 應用程序

• 下載 Blynk 應用程序（App Store、Google Play）
• 從應用程序獲取授權令牌
• 將此庫導入 Arduino IDE

Blynk庫

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• 如下所示設置數據流

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• 更新草圖中的 SSID、密碼、設備 ID、Auth Token 并將其上傳到 Arduino。WizFi360 現在已連接到我的 WiFi 路由器。

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• 將元素添加到儀表板以制作 UI。現在設備已準備好使用 WizFi360 從 Raspberry Pi 接收數據。心率、SpO2 和手指存在數據被發送到 Blynk 控制臺和連接到它們的設備。

儀表板

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項目工作

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資源

• Arduino 庫https://github.com/Wiznet/WizFi360_arduino_library
• WizFi360-EVB-Mini https://docs.wiznet.io/Product/Wi-Fi-Module/WizFi360/wizfi360_evb_mini
• https://github.com/Wiznet/Hardware-Files-of-WIZnet/blob/master/07_WizFi_Module/WizFi360-EVB-Mini/WizFi360-EVB-Mini_V100/Schematic/WizFi360-EVB-mini_SCH_V100.pdf