大多數(shù)心臟病都與心臟發(fā)出的聲音有關(guān)并由其反映，而診斷心臟功能障礙的最簡單和最便宜的方法之一是心臟聽診，即聽心音。現(xiàn)在，如果我們談?wù)摰氖莻鹘y(tǒng)聽診，那需要經(jīng)驗和良好的聽力技巧。這就是為什么在這個項目中我們考慮構(gòu)建一個能夠獲取人體心率的電子聽診器，并且我們可以在基于藍牙的串行終端窗口中顯示數(shù)據(jù)。所以事不宜遲，讓我們開始吧。

　　無線數(shù)字聽診器如何工作？

　　在我們繼續(xù)閱讀本文之前，讓我們討論一下這個電路是如何工作的。

　　為了得到心跳數(shù)據(jù)，我們先拿一個聽診器，把它切成兩半，裝上一個電容麥克風(fēng)，這樣我們就可以得到聽診器發(fā)出的心跳聲了。接下來，我們將制作一個帶有運算放大器的放大器，并放大來自麥克風(fēng)的信號，以便我們可以使用 Arduino 的 ADC 讀取它。但在讀取信號之前，我們會將其通過一個低通濾波器，該濾波器將拒絕所有不必要的噪聲和信號，我們將在輸出端獲得純心跳信號。接下來，我們將借助 HC-05 藍牙模塊將此數(shù)據(jù)發(fā)送到藍牙終端窗口。

　　構(gòu)建無線聽診器所需的組件

　　構(gòu)建無線聽診器所需的組件非常通用，您可以在當(dāng)?shù)氐膼酆蒙痰曛姓业狡渲械拇蟛糠帧Ｏ旅娼o出了組件列表。

　　Arduino UNO

　　HC-05 藍牙模塊

　　NE5532 運算放大器 - 1

　　雙極性電源

　　穿孔板 - 1

　　1K 電阻 - 2

　　3.3K電阻1

　　10K 電阻 - 3

　　100K 電阻 - 1

　　470nF 電容 - 1

　　2.2uF電容 - 1

　　無線聽診器示意圖

　　無線聽診器的示意圖非常簡單易懂。首先，心跳由電容麥克風(fēng)拾取，我們有一個 1uF 隔直電容器來阻擋輸出信號的所有直流分量。接下來，我們有一個增益設(shè)置為 100X 的同相放大器。我們借助 1k 和 100K 電阻器將增益設(shè)置為 100X，以放大麥克風(fēng)接收到的信號。一旦信號被放大，我們將它通過一個低通濾波器，低通濾波器拒絕所有高于 300 HZ 的信號分量，只通過該信號范圍。之后我們有一個分壓器電路，因為我們使用 12-0-12 V 變壓器為實際電路供電，運算放大器的輸出會有所不同，因此您需要根據(jù)此調(diào)整分壓器，因此原理圖中未給出 R1 和 R2 的值。完成后，我們在 ADC 的幫助下轉(zhuǎn)換信號，并根據(jù) ADC 信號計算心跳，并在連接的藍牙模塊的幫助下發(fā)送數(shù)據(jù)。

基于藍牙的無線聽診器代碼

基于藍牙的無線聽診器的代碼非常簡單易懂。我們通過包含所有必需的庫來開始我們的代碼。對于這個項目，我們只需要一個庫來與藍牙模塊通信，它是軟件串行庫，

?

#include 

?

接下來，我們需要包含所需的變量。我們定義了變量來存儲 ADC 值和一個計數(shù)器，用于保存特定時間段內(nèi)的脈沖數(shù)。我們還有一個包含毫秒值的區(qū)間變量，我們將使用該變量對心跳進行采樣，然后計算變量的平均值。我們還有一個名為?previousMillis的變量，它保存計數(shù)器數(shù)據(jù)并用于與毫秒計數(shù)器進行比較。

?

常量 int 類比輸入引腳 = A0；// 電位器連接到的模擬輸入引腳
int 傳感器值 = 0;
無符號長計數(shù)器 = 0；
整數(shù)間隔 = 5000；
unsigned long previousMillis = 0;

?

接下來，我們初始化了softserial并創(chuàng)建了一個名為BTserial的實例。通過這個，我們可以和藍牙串口模塊進行通信。

?

SoftwareSerial BTserial(3, 4); // 接收 | 德克薩斯州

?

接下來，我們有我們的設(shè)置功能。在 setup 函數(shù)中，我們以9600 baud調(diào)用serial 和BTserial實例的begin 方法。這樣我們就可以通過Arduino進行調(diào)試，同時與藍牙模塊進行通信。

?

無效設(shè)置（）{
  序列號.開始（9600）；
  BTserial.begin(9600);
}

?

接下來，我們有循環(huán)功能。在循環(huán)函數(shù)中，我們聲明了兩個變量currentMillis和currentMillis2。這些將保存兩個當(dāng)前時間戳，稍后在代碼中將很有用。

?

無符號長 currentMillis = millis();
無符號長 currentMillis2 = millis();

?

接下來，我們有一個if 語句。在 if 語句中，我們檢查是否超過了 30 秒，如果是，則進入下一個 while 循環(huán)。在while循環(huán)中，我們獲取ADC數(shù)據(jù)并檢查接收到的值是否在一定范圍內(nèi)，如果是，我們增加計數(shù)器，增加計數(shù)器意味著我們已經(jīng)識別到心跳。現(xiàn)在我們重置所有變量并將心跳帳戶打印到串口監(jiān)視器窗口，我們也通過藍牙發(fā)送數(shù)據(jù)。

?

if ((unsigned long)(currentMillis2 - previousMillis2) >= interval2)
  {
    while ((currentMillis - previousMillis) < 間隔)
    {
      傳感器值 = 模擬讀取（模擬輸入引腳）；
      如果（傳感器值 > 130 && 傳感器值 < 250）
      {
        計數(shù)器++；
      }
    }
    以前的Millis = currentMillis；
    以前的Millis2 = currentMillis2;
    Serial.println(計數(shù)器);
    BTserial.write（計數(shù)器）；
  }
}

?

　　這標(biāo)志著我們的代碼部分的結(jié)束，我們可以繼續(xù)下一部分，這是本文的測試部分。

　　測試無線聽診器電路

　　電路構(gòu)建完成后，我們將聽診器放入并檢查波形。為此，我們首先用手指敲擊聽診器的隔膜，然后產(chǎn)生如下所示的結(jié)果 -

　　接下來，我將聽診器放在胸前觀察波形，如下圖所示——

　　從上圖中可以看出，從運算放大器出來的 peek-to-peek 電壓約為 14.6V。

　　接下來，我們打開串口監(jiān)視器窗口，檢查串口數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確，數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確打印在串口監(jiān)視器窗口上。

　　接下來，我們將藍牙與手機配對，下載藍牙串口終端安卓應(yīng)用，將藍牙與串口終端連接。一切完成后，您可以看到我們能夠在串行終端窗口中獲??取數(shù)據(jù)。

　　我們在構(gòu)建過程中遇到的問題

　　在構(gòu)建過程中，我們遇到了很多問題，其中最重要的一個是將麥克風(fēng)安裝到聽診器的管道上。為此，我們不得不將聽診器的管道刮很多，然后加熱以使管道更大，然后我們使用強力膠將麥克風(fēng)與聽診器的管道固定在一起。

　　下一個大問題是噪音。聽診器的管道與衣服摩擦?xí)r會產(chǎn)生隨機噪聲，因此我們需要在運放級的輸出端加一個低通濾波器。

　　接下來，我們必須使用軟件對 ADC 數(shù)據(jù)進行過濾，使用for 循環(huán)對數(shù)據(jù)進行平均，以使模塊的輸出穩(wěn)定。

　　代碼

#include

常量 int 類比輸入引腳 = A0；// 電位器連接到的模擬輸入引腳

int 傳感器值 = 0;

無符號長計數(shù)器 = 0；

整數(shù)間隔 = 5000；

整數(shù)間隔2 = 5000；

unsigned long previousMillis = 0;

unsigned long previousMillis2 = 0;

SoftwareSerial BTserial(3, 4); // 接收 | 德克薩斯州

無效設(shè)置（）{

??序列號.開始（9600）；

??BTserial.begin(9600);

}

無效循環(huán)（）{

??無符號長 currentMillis = millis();

??無符號長 currentMillis2 = millis();

??if ((unsigned long)(currentMillis2 - previousMillis2) >= interval2)

??{

????while ((currentMillis - previousMillis) < 間隔)

????{

??????傳感器值 = 模擬讀取（模擬輸入引腳）；

??????如果（傳感器值 > 130 && 傳感器值 < 250）

??????{

????????計數(shù)器++；

??????}

????}

????以前的Millis = currentMillis；

????以前的Millis2 = currentMillis2;

????Serial.println(計數(shù)器);

????BTserial.write（計數(shù)器）；

??}

}