使用NodeMCU的基于物联网的心跳监测系统

一如既往，我们意识到在医学科学中使用测量心跳来诊断各种问题。心跳用来监测我们心脏的健康状况。通过测量病人当前的心跳来诊断问题是医学中一个古老的部分。因此，在这个项目中，我们将使用NodeMCU ESP8266构建一个基于物联网的监测系统，该系统将能够测量当前的心跳并将数据发布到云平台。因此，数据可以从全球任何地方访问(只需要互联网连接)。该项目有助于为患者提供高质量的支持，并使医务人员的工作更轻松。正常人也可以使用它作为他们生活的一部分来监测他们的心脏健康。

我们用ESP8266做了很多项目，这里有一些例子，

如何使用ESP8266构建基于LoRa的GPS跟踪器

基于物联网的库存管理系统，使用称重传感器和NodeMCU

基于物联网的语音控制新像素LED -在谷歌助手上使用语音命令设置任何颜色

基于物联网的色彩分选机，使用ESP8266和ThingSpeak

组件的要求

ESP8266 nodecu单板

OLED显示器

心跳传感器模块

电路试验板

跳线

LED灯

脉搏传感器

它是一种模拟设备，用于测量人体的脉搏/心跳。它通过发射和感应光来监测血管中血液的变化，这个过程被称为光容积脉搏描记术。

它有三个引脚，GND， VCC和信号。

VCC引脚：该引脚用于向传感器供电，使其工作。通常连接在NodeMCU单板的3.3V引脚上。其电压范围在3.3v到5v之间。

GND引脚：用于连接传感器和NodeMCU单板的接地。

信号引脚：该引脚用于将脉冲速率数据以模拟形式传输到NodeMCU板。

OLED显示器

有机发光二极管(OLED)显示器用于显示输出数据。它们非常轻，像纸一样薄，理论上是柔性的，能产生更亮、更清晰的图像。

它有四个引脚VCC， GND， SCl和SDA。

VCC引脚：该引脚用于向OLED显示器提供电压以打开显示器。OLED的电压范围为3.3v到6v。

GND引脚：用于连接显示器和NodeMCU单板的接地。

SDA引脚：在I2C通信中用于数据传输。通常连接在NodeMCU单板的D2引脚上。

SCL引脚：该引脚用于I2C通信中的时钟信号。通常连接在NodeMCU单板的D1引脚上。

线路图

这里的联系非常简单。脉冲传感器信号引脚连接到NodeMCU的A0上。OLED的SCL和SDA应分别连接到NodeMCU的D1和D2上。

同时，指示脉冲正侧的RED LED连接到NodeMCU的D8引脚，另一侧连接到地。

为远程监控设置Thingspeak

为了监控云上的输出数据，我们将使用Thingspeak云平台。在这里，我们将创建一个用于存储心跳数据的字段。让我们快速设置一下。

首先，在Thingspeak网站上创建一个新账户。

然后登录到您的帐户并创建一个新频道。通道可以读写API密钥，可以是公共的也可以是私有的。

为通道中的字段指定一个名称，并将其用于数据监视。

在通道内找到API密钥并复制它。不同通道的API密钥是不同的，我们需要在代码中使用它们来提供对通道ID的访问。

有读和写两个API键。如果你想发送和接收数据到Thingspeak，分别使用写和读API键。

项目代码说明

该程序读取脉冲传感器的模拟参数并将其转换为BPM(每分钟跳动)，并将数据显示到OLED以及云平台(Thingspeak)上。

首先，我们必须包含成功执行代码所需的所有库。库包括SPI， WIRE， Adafruit_SSD1306和Adafruit_GFX。ESP8266WiFi ThingSpeak。此外，我们还定义了进一步编程所需的变量和对象。

OLED显示器的SSD1306控制器具有复杂的驱动程序，因此我们使用预定义库Adafruit SSD1306来隐藏控制器的复杂性。

Adafruit_SSD1306构造函数接受三个参数：屏幕宽度、屏幕高度和ESP8266引脚编号，该引脚与显示器的复位引脚相连。但是这里我们没有连接任何RESET引脚。

在OLED上显示圆形、线条和正方形等图形基元。我们必须使用Adafruit GFX库。

ESP8266WiFi库，用于将WIFI模块连接到WIFI连接上，提供连接信息。

Thingspeak库用于通过互联网连接到Thingspeak服务器，允许我们发送和接收数据。

您可以通过Sketch > Include Library > Manage libraries从Arduino IDE安装所有这些库。

A0引脚从脉冲传感器读取模拟数据。

变量MychannelNumber和mywriteAPIkey分别是Thingspeak帐户通道的通道ID和API KEY，您将在其中发布数据。为了成功发送数据，您需要更改这些双变量数据。

在setup()函数中，启动串行通信。

OLED显示器初始化为begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C)函数，其中SSD1306_SWITCHCAPVCC打开内部充电电路和显示输出，0x3C是显示器的I2C地址。

clearDisplay()函数用于清除显示并使其完全为空白。

WIFI .begin()函数用于初始化WIFI连接进程。它需要两个参数WIFI名称和同一网络的密码。

begin()函数与Thingspeak库关联，它初始化连接进程以连接到Thingspeak服务器。

在上面的循环部分，我们已经完成了所有的处理任务，比如比较和赋值，同时还运行了Thingspeak函数。

可变sensorValue存储脉冲传感器的模拟输入。然后比较<= 590 & <=680范围内的值来检测节拍。

如果检测到节拍，则D8引脚上的LED打开10ms，否则它将不发光。

BPM计算:

我们对脉冲进行20秒的计数，然后将其乘以3次，得到每分钟的节拍数，并在Arduino IDE的串行监视器上显示。

OLED显示屏：使用许多功能来根据需要调整显示。让我们看看一些常用的函数。

setTextColor用于设置字体颜色。将白色设置为暗背景，黑色设置为亮背景。

setCursor接受x轴和y轴位置的两个参数，并将光标分配给该位置。

setTextSize用于设置字体大小(从1开始)。

display()命令指示库将屏幕缓冲区批量传输到SSD1306控制器的内存中，并在OLED屏幕上显示所述内容。

最后，我们使用Thingspeak的writefield()函数。它有四个参数，从通道ID、字段号、数据变量和API Key开始。所有这些信息应该按照你的Thingspeak帐户和频道。

完整的代码将在下面的代码部分中找到。

项目运作

现在您已经理解了代码，您可以简单地将其上传到您的NodeMCU板，然后项目就应该开始工作了。

在OLED和云上监测你的心跳。

本文编译自iotdesignpro