RT-Thread-基于RT-Thread+RA6M4的心率监控设备RT-Thread问答社区

基于RT-Thread+RA6M4的心率监控设备

发布于 2022-07-24 16:18:56 浏览：923 订阅该版

[tocm]

# 应用背景
作为一个办公或者居家桌面摆件使用。随时随地监控心率值，然自己了解自己的身体，因为兼顾了获取时间，天气等功能，不测试心率的时候也可以作为一个时钟摆件。

# 实现功能
1. 心率采集
2. 心率波形以及数值在OLED上显示
3. 心率数据上传贝壳物联云平台
4. 自动更新天气以及时间（NTP）
5. 通过贝壳物联设置当前城市，用于更新本地城市天气
6. 时间，日期，天气等信息显示
7. 按键切换显示界面以及更新时间以及天气信息

# 整体系统框架
## RT-Thread使用情况
使用了RT-Thread OS以及组件，如下：
![rt-thread使用情况](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220724/f1746ec4e4a4398d4082cf9c940a451b.png.webp "rt-thread使用情况")

## 硬件架构
使用到的硬件设备：
1. 板载LED - PWM - P106
2. 板载按键 - 外部中断以及定时器  - P105
3. ESP8266-01 WIFI模块 - UART0 - TXD：P101， RXD：P100
4. OLED 12864显示屏 - IIC - SCL：P512， SDA：P511
5. Pluse sensor心率采集模块  - ADC - P000
6. 定时器0 - 用于判断按键按下时间长短
7. 定时器1 - 用于周期性采集心率传感器数据以及处理心率值
8. 串口7 - 普通串口使用，用来监控数据 - TXD：P613， RXD：P614
9. 外部中断0 - 按键采集

框图如下：

![硬件框图](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220724/24fd29d3e2b2826dd36ce8c0a7156f1e.png.webp "硬件框图")

## 软件框图
软件使用了多个线程，定时器以及外部中断。
1. 线程1用来驱动OLED显示
2. 线程2用来驱动LED周期性呼吸
3. 线程3用来驱动ESP8266工作
4. 线程4用来接收socket数据
具体框图如下：

![软件框图](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220724/0ba45481b1bcc4b40c27f1015c788e12.png.webp "软件框图")

# 软件模块说明
1. 时间显示界面
左上角显示wifi连接状态（未连接时闪烁）；
IoT表示物联网平台连接状态（未连接时闪烁）；
右上角显示的是天气（未获取最新天气显示天气更新中）；
中间显示时间
左下角显示年月日
右下角显示星期
系统上电之后会自动更新天气以及时间，也会自动连接云平台。
该界面下长按按键切换到心率显示界面。
![时间显示](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220724/3cfcb5f8c1ac604c1a48c977850dacfc.png.webp "时间显示")

2. 心率波形显示界面
显示采集到的心率波形以及心率数值（次每分钟）
该界面下会自动上传采集到的心率数值到贝壳物联云平台，5s上传一次。
短按按键返回时间显示界面。
![心率波形显示界面](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220724/f6284b0830a3558d147216a36fcfb611.png.webp "心率波形显示界面")

3. 设置界面
如下，该界面会显示如下三种设置，通过短按按键来切换。
当光标切换到某个选上上就表示该选项被选中，长按按键实现功能。
在更新时间上长按按键，自动更新时间；
在更新天气上长按按键，自动更新天气；
在退出上长按按键，退回到时间显示界面
![更新时间](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220724/01b68f68f921b4c765d939c4e232c991.png.webp "更新时间")

![更新天气](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220724/3132b43ed2b2118a2f35817db257260b.png.webp "更新天气")

![更新时间](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220724/ae6b3f24531f22cfd10c181b93de527e.png.webp "退出")

4. ESP8266任务
ESP8266会根据当前的命令自动决定是获取NTP时间还是更新天气还是上传数据等逻辑。当ESP8266处于idle状态时，会每10s中向贝壳物联云平台发送一个获取状态的命令表示设备在线，防止云平台自动关闭设备。

5. 心率传感器
心率传感器的采集在定时器1中完成，每2ms采集一次数据并进行计算，计算出心率值，一般经过10s左右，数据会比较稳定。
心率数据使用ADC采集。

6. 按键采集
按键通过外部中断来采集，并通过定时器0来处理按键状态，用于计算长按还是短按。

# 作品完成图片

![90.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220724/39becbc898b5932c7050a02bf28ade50.png.webp "90.png")

![1.gif](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220724/df8b13fb2648606351c8847f16045c04.gif "1.gif")

# 视频展示
https://www.bilibili.com/video/BV1p94y1D7en/

# 代码地址
[https://gitee.com/hehung/heart-rate-monitoring](https://gitee.com/hehung/heart-rate-monitoring)

# 总结
本次参加比赛受益良多。感谢瑞萨以及RT-Thread给的机会。
这是我第一次使用瑞萨的单片机，也让我感受到了瑞萨单片机的易用，工具链支持很好，底层驱动都无需用户自己编写，对于新手接触而言非常容易上手，加上RT-Thread OS才做系统简直是强强联手，事半功倍。
希望瑞萨与RT-Thread越做越好，让工程师能越来越快越好的开发作品。