简介

DFRobot MAX30102 心率血氧传感器模块搭载了美信(maxim)的MAX30102心率血氧芯片和一颗集成心率血氧算法的微控制器，可以直接输出心率血氧数值。
MAX30102采用PPG光电容积脉搏波描记法(PhotoPlethysmoGraphy)测量数据，微控制器对这些数据进行处理运算过后得到心率血氧数值，再通过I2C或UART接口输出，大大降低了传感器的使用难度和对主控的资源占用。同时该传感器还配备有对应的上位机，可通过电脑直接读取数据。

注意：
1.手指直接按压可能会出现压力变化，压力变化会对传感器数值产生影响。建议使用捆绑的方式固定手指。
2.佩戴部位为手指，佩戴没有方向区别。
3.本品并非专业医疗仪器，不能作为辅助配件参与诊断和治疗。

特性

• 搭载集成算法的微控制器
• 可通过电脑上位机直接读取数据

应用场景

• 心率血氧可穿戴项目
• 家庭心率血氧测量仪项目
• 心率血氧长期监测项目

佩戴示意

• 指腹贴合传感器并保持测量时贴合位置相对不变

技术规格

• 供电电压：3.3V
• 工作电流：<15mA
• 通讯方式：I2C/UART
• I2C地址：0x57
• 串口波特率：9600
• 工作温度范围：-40℃~85℃
• 产品尺寸：18*22mm

引脚说明

使用教程

准备

• 硬件

  • 1 x Arduino UNO控制板
  • 1 x Fermion: MAX30102 心率血氧传感器 V2.0
  • 若干 杜邦线

• 软件

  • Arduino IDE， 点击下载Arduino IDE
  • RTU库
  • 心率传感器库文件和示例程序

  注：RTU库是基于modbus RTU协议为Arduino平台移植的modbus库。使用传感器需先安装RTU库。

关于如何安装库文件，点击链接

接线图

样例代码1 - 获取心率血氧值

获取心率血氧值，传感器红灯亮起时开始测量心率，心率数据每4秒更新一次，4秒内依然可以获取到传感器的数据，只是在数据更新期间获取到的数据不产生变化。。

/*!
  * @file  gainHeartbeatSPO2.ino
  * @n experiment phenomena: get the heart rate and blood oxygenation, during the update the data obtained does not change
  * @copyright   Copyright (c) 2010 DFRobot Co.Ltd (http://www.dfrobot.com)
  * @licence     The MIT License (MIT)
  * @author      PengKaixing(kaixing.peng@dfrobot.com)
  * @version     V1.0
  * @date        2021-06-21
  * @get         from https://www.dfrobot.com
  * @url         https://github.com/DFRobot/DFRobot_BloodOxygen_S
*/
#include "DFRobot_BloodOxygen_S.h"

#define I2C_COMMUNICATION  //use I2C for communication, but use the serial port for communication if the line of codes were masked

#ifdef  I2C_COMMUNICATION
#define I2C_ADDRESS    0x57
  DFRobot_BloodOxygen_S_I2C MAX30102(&Wire ,I2C_ADDRESS);
#else
/* ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 *    board   |             MCU                | Leonardo/Mega2560/M0 |    UNO    | ESP8266 | ESP32 |  microbit  |
 *     VCC    |            3.3V/5V             |        VCC           |    VCC    |   VCC   |  VCC  |     X      |
 *     GND    |              GND               |        GND           |    GND    |   GND   |  GND  |     X      |
 *     RX     |              TX                |     Serial1 TX1      |     5     |   5/D6  |  D2   |     X      |
 *     TX     |              RX                |     Serial1 RX1      |     4     |   4/D7  |  D3   |     X      |
 * ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
#if defined(ARDUINO_AVR_UNO) || defined(ESP8266)
SoftwareSerial mySerial(4, 5);
DFRobot_BloodOxygen_S_SoftWareUart MAX30102(&mySerial, 9600);
#else
DFRobot_BloodOxygen_S_HardWareUart MAX30102(&Serial1, 9600); 
#endif
#endif

void setup()
{
  Serial.begin(115200);
  while (false == MAX30102.begin())
  {
    Serial.println("init fail!");
    delay(1000);
  }
  Serial.println("init success!");
  Serial.println("start measuring...");
  MAX30102.sensorStartCollect();
}

void loop()
{
  MAX30102.getHeartbeatSPO2();
  Serial.print("SPO2 is : ");
  Serial.print(MAX30102._sHeartbeatSPO2.SPO2);
  Serial.println("%");
  Serial.print("heart rate is : ");
  Serial.print(MAX30102._sHeartbeatSPO2.Heartbeat);
  Serial.println("Times/min");
  Serial.print("Temperature value of the board is : ");
  Serial.print(MAX30102.getTemperature_C());
  Serial.println(" ℃");
  //The sensor updates the data every 4 seconds
  delay(4000);
  //Serial.println("stop measuring...");
  //MAX30102.sensorEndCollect();
}

结果

主要API接口函数列表

/*!
 *  @brief 获取心率和血氧饱和度并存入到结构体sHeartbeatSPO2中
 *  @param NULL
 *  @return 没有返回值
 */
    void getHeartbeatSPO2();
/*!
 *  @brief 获取传感器板子的温度
 *  @param NULL
 *  @return 温度值（单位：摄氏度）
 */
    float getTemperature_C();

/*!
 *  @brief 传感器开始采集数据
 *  @param NULL
 *  @return NULL
 */
    void sensorStartCollect();

/*!
 *  @brief 传感器结束采集数据
 *  @param NULL
 *  @return NULL
 */
    void sensorEndCollect();

树莓派使用教程

准备

• 硬件

  • 树莓派4代B型（或类似）主控板 x 1
  • Heart Rate and Oximeter Sensor V2模块（兼容树莓派） x 1
  • 若干杜邦线 x 1

• 软件

  • 心率传感器python库
  • RASPBIAN树莓派官方操作系统

接线图

• 将模块与树莓派按照连线图相连。I2C地址默认为0x68

安装驱动

1. 启动树莓派的I2C接口。如已开启，可跳过该步骤。 打开终端（Terminal），键入如下指令，并回车：
   pi@raspberrypi:~ $ sudo raspi-config
   然后用上下键选择“ 5 Interfacing Options ”, 按回车进入，选择 “ P5 I2C ”, 按回车确认“ YES ”即可。重启树莓派主控板。

2. 安装Python依赖库与git，树莓派需要联网。如已安装，可跳过该步骤。 在终端中，依次键入如下指令，并回车： pi@raspberrypi:~ $ sudo apt-get update pi@raspberrypi:~ $ sudo apt-get install build-essential python-dev python-smbus git

3. 下载BloodOxygen系列驱动库。在终端中，依次键入如下指令，并回车： pi@raspberrypi:~ $ cd Desktop/ pi@raspberrypi:~/Desktop $ git clone https://github.com/DFRobot/DFRobot_BloodOxygen_S

注意：

样例代码

样例代码1-获取心率血氧(gain_heartbeat_SPO2.py)

• 在终端中，键入如下指令并回车，运行样例代码：
  pi@raspberrypi:~/Desktop $ cd DFRobot_BloodOxygen_S/python/raspberry/example/gain_heartbeat_SPO2/ pi@raspberrypi:~/Desktop/DFRobot_BloodOxygen_S/python/raspberry/example/gain_heartbeat_SPO2/ $ python gain_heartbeat_SPO2.py

• 结果

上位机使用

将传感器与USB转串口模块进行连接

点击下载SEN0344 心率血氧传感器上位机
解压后，运行SEN0344.exe，选择号串口与波特率后点击开始测量即可。

Modbus RTU协议

注：通讯接口使用UART

CRC校验

static uint16_t calculate_CRC(uint8_t *data, uint8_t len)
{
  uint16_t crc = 0xFFFF;
  for( uint8_t pos = 0; pos < len; pos++)
  {
    crc ^= (uint16_t)data[ pos ];
    for(uint8_t i = 8; i != 0; i--)
    {
      if((crc & 0x0001) != 0){
        crc >>= 1;
        crc ^= 0xA001;
      }else{
        crc >>= 1;
      }
    }
  }
  crc = ((crc & 0x00FF) << 8) | ((crc & 0xFF00) >> 8);
  return crc;
}

常见问题

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