關(guān)于創(chuàng)建可穿戴心率監(jiān)測(cè)器（二）的方案設(shè)計(jì)

如果你已經(jīng)擁有Mbed賬號(hào)，使用貿(mào)澤提供的 HRM Mbed代碼倉(cāng)并將其中的代碼導(dǎo)入到你的編譯器。

將MAX32630FTHR和MAXREFDES117連接起來只需要很少的連接線，使用面包板會(huì)更加的簡(jiǎn)單，為此請(qǐng)遵循如下步驟：

1、將心率傳感器的SCL和SDA管腳連接到MAX32630FTHR的P3_5和P3_4管腳，將INT管腳連接到P3_0（圖3）

2、心率傳感器的VIN輸入范圍在2.5到5.5V之間，我建議從3.3V或電池的SYS管腳引入電源，在嘗試使用5V時(shí)我已經(jīng)遇到了多個(gè)問題。

3、連接地線

圖3：Maxim MAX32630FTHR#手冊(cè)中提供的管腳說明

對(duì)開發(fā)板卡進(jìn)行編程

對(duì)開發(fā)板卡進(jìn)行編程就像將文件從一個(gè)文件夾拖放到另一個(gè)文件夾那樣簡(jiǎn)單，當(dāng)你將代碼上傳到板卡時(shí)，MAX32630FTHR模塊還提供了調(diào)試接口。

我們按如下步驟開始：

1、用10-Pin的連接器將接口板卡與MAX32630FTHR相連接，尤其要注意Pin1管腳。

2、將標(biāo)記有HDK的USB接口連接到PC的USB端口上，此時(shí)會(huì)自動(dòng)安裝驅(qū)動(dòng)，根據(jù)你使用的DAPLINK模塊的不同，它可能有多個(gè)接口或者只有一個(gè)接口（見圖4或圖5），當(dāng)驅(qū)動(dòng)程序完成安裝后，在電腦文件資源管理器中會(huì)顯示標(biāo)記為DAPLINK的新驅(qū)動(dòng)器。

3、采用micro USB或者JST電源連接器為MAX32630FTHR模塊提供電源。

圖4：多個(gè)輸入接口的DAPLINK模塊

圖5：只有單個(gè)輸入口的DAPLINK模塊

一旦你建立了與開發(fā)板卡的連接和接口，你就需要編譯代碼生成.bin文件，然后將其下載到MAX32630FTHR中，Mbed編譯器操作如下：

1、點(diǎn)擊“編譯”或者使用下拉菜單選擇你的操作。一段時(shí)間后就會(huì)在Downloads文件下就會(huì)生成.bin文件。

2、打開Downloads文件夾找到.bin文件

3、打開一個(gè)新的資源管理器窗口，在這個(gè)窗口內(nèi)你會(huì)看到一個(gè)新的DAPLINK驅(qū)動(dòng)器的盤符，這就是開板卡的接口

4、將新創(chuàng)建.bin文件拖動(dòng)或者復(fù)制到DAPLINK驅(qū)動(dòng)器上，這是就會(huì)開始向開發(fā)板下載程序

當(dāng)我們?cè)谙螺d程序過程中，DAPLINK板卡上的LED燈應(yīng)該會(huì)快速的閃爍，完成后LED燈會(huì)熄滅或者保持緩慢且穩(wěn)定的閃爍

5、按下MAX32630FTHR上的復(fù)位按鈕重新啟動(dòng)執(zhí)行新下載的程序

板卡復(fù)位時(shí)，板卡上紅色的LED燈會(huì)亮起并且保持穩(wěn)定。

云服務(wù)

登錄后你會(huì)發(fā)現(xiàn)打開的是控制面板（Dashboard）頁(yè)面，有很多選項(xiàng)供你選擇，比如查看所有的設(shè)備、查看可用的事件、查看個(gè)人文件、查看賬戶有多少信用值。需要注意的是對(duì)于任何項(xiàng)目來說有些內(nèi)容是必需的，比如API token、設(shè)備和變量ID。

查看API Tokens

想要查看API tokens，需要在頁(yè)面的右上方點(diǎn)擊“Profile”按鈕，然后選擇“API Credentials”，此時(shí)會(huì)在左側(cè)下拉菜單顯示所有的API token信息，對(duì)于每個(gè)用戶API token都是唯一的，這是在創(chuàng)建賬戶時(shí)生成的，這是為了防止你設(shè)備的數(shù)據(jù)發(fā)送給錯(cuò)誤的賬戶。

添加設(shè)備

當(dāng)添加變量時(shí)會(huì)為每個(gè)新的設(shè)備創(chuàng)建變量ID，首先我們從添加設(shè)備開始：

1、確認(rèn)你在“設(shè)備頁(yè)面”（圖6）
2、點(diǎn)擊頁(yè)面右上角的黃色的圓圈（內(nèi)有加號(hào)）
3、給設(shè)備重命名，從“My Data Source”改為任何你想要的名字
4、點(diǎn)擊頁(yè)面的任意位置完成設(shè)備的添加，此時(shí)會(huì)彈出一個(gè)對(duì)話框提示創(chuàng)建成功

圖6：從“設(shè)備”頁(yè)面開始

這個(gè)“設(shè)備”代表你的一個(gè)項(xiàng)目，一個(gè)賬號(hào)下支持多個(gè)項(xiàng)目?！白兞縄D”用來幫助每個(gè)設(shè)備來識(shí)別特定的傳感器、數(shù)據(jù)輸入源以及所處的位置。這有利于我們維護(hù)多個(gè)項(xiàng)目和以及獨(dú)立的或者共享的傳感器設(shè)備。

創(chuàng)建變量ID

創(chuàng)建變量ID與創(chuàng)建設(shè)備非常的類似：

1、點(diǎn)擊“新建設(shè)備”按鈕，這時(shí)會(huì)打開此設(shè)備的詳細(xì)頁(yè)面，允許我們創(chuàng)建個(gè)人的變量

2、點(diǎn)擊頁(yè)面右上方的黃色圓圈（內(nèi)有加號(hào)標(biāo)記）創(chuàng)建新的變量

3、對(duì)變量進(jìn)行重命名

4、點(diǎn)擊頁(yè)面的任何位置，會(huì)彈出一個(gè)對(duì)話框表明你成功創(chuàng)建了ID

點(diǎn)擊這個(gè)新的按鈕會(huì)彈出“創(chuàng)建變量”頁(yè)面（圖7），在左側(cè)會(huì)顯示多條信息，你可以編輯左側(cè)中大部分信息，其中包括API標(biāo)簽、允許的范圍、測(cè)量單位和相似度（重要的一項(xiàng)就是ID，它用來標(biāo)識(shí)你的程序應(yīng)該放在的位置）。

圖7：Ubidots “變量”顯示

我強(qiáng)烈建議大家查看教程文檔，當(dāng)鼠標(biāo)放在“Profile”按鈕上時(shí)會(huì)有下拉菜單，其中就包括指導(dǎo)手冊(cè)。文檔中提供了非常多的信息和主題，涉及MQTT、HTTP API接口等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)。

Android Studio軟件

我們需要向的接口才能將數(shù)據(jù)從Maxim板卡和傳感器傳輸?shù)皆品?wù)，這可以借助移動(dòng)設(shè)備（比如平板電腦、智能手機(jī)）來完成。對(duì)于這個(gè)項(xiàng)目我們采用的是安卓框架，使用Android Studio創(chuàng)建App應(yīng)用，并將心率傳感器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化處理。

為了節(jié)省時(shí)間，我使用“BluetoothLeGatt”這個(gè)示例進(jìn)行演示，這個(gè)應(yīng)用我們可以瀏覽可用的藍(lán)牙設(shè)備，連接這些設(shè)備并且查看有哪些有用的資源。這對(duì)于創(chuàng)建自己的藍(lán)牙應(yīng)用有非常好的借鑒作用（如果你選擇設(shè)計(jì)相關(guān)應(yīng)用的話）。Ubidots同樣提供了相關(guān)文檔來說明如何使用App連接和發(fā)送數(shù)據(jù)到云服務(wù)，我建議大家查看API token和變量token相關(guān)的說明。

導(dǎo)入代碼

1、從Mouser的Gihub上下載BLEHR.7z文件，這對(duì)于導(dǎo)入Android Studio是必需的。由于文件大小的限制，這個(gè)項(xiàng)目的源代碼被分為兩部分，你需要將它們分別進(jìn)行解壓。

2、通過在啟動(dòng)界面點(diǎn)擊“打開已存在的Android Studio項(xiàng)目”或者點(diǎn)擊“文件”菜單就可以將代碼導(dǎo)入Android Studio，下面你可以看到我如何改變和實(shí)現(xiàn)Ubidots API接口的（圖8）

（注：在編譯程序前修改token密鑰，前面已經(jīng)提到過了，如果編譯前沒有進(jìn)行修改，你的數(shù)據(jù)將不會(huì)顯示在Ubidots上）

圖8：安卓Studio Ubidots API token代碼

編譯App

為了測(cè)試和調(diào)試代碼，你可以進(jìn)行如下操作：

● 編譯應(yīng)用程序并下載到開發(fā)板卡中，如果你不想在更新API和變量token后修改代碼可以此方法

● 使用“開發(fā)者模式”，這種方式支持USB調(diào)試，你可以將你的手機(jī)或者平板電腦作為虛擬測(cè)試平臺(tái)，將其與你的開發(fā)PC進(jìn)行連接，借助網(wǎng)絡(luò)搜索或者Android Studio的教程你可以找到如何進(jìn)入“開發(fā)者模式”的說明。

如果你決定使用一個(gè)設(shè)備作為開發(fā)工具，那么只需要點(diǎn)擊菜單欄的“Run”按鈕，然后選擇你的設(shè)備開發(fā)編譯和運(yùn)行App。一旦加載完成應(yīng)用程序就會(huì)在你選擇的設(shè)備上運(yùn)行起來。（注：你不可以在虛擬設(shè)備上運(yùn)行這個(gè)應(yīng)用，因?yàn)樘摂M設(shè)備不支持藍(lán)牙）

如果你打算進(jìn)行安裝調(diào)試，你需要先編譯程序，選擇“Build”然后是“Build APK(s)”，這會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的文件，你可將其拷貝到你選擇設(shè)備上進(jìn)行安裝。

雖然如果你不打算對(duì)軟件進(jìn)行更改，那么安裝應(yīng)用程序是一個(gè)很好的選擇，但是我建議選擇一個(gè)設(shè)備作為測(cè)試平臺(tái)。在“USB調(diào)試模式”下你可以進(jìn)行更新、重編譯、重復(fù)執(zhí)行代碼，這對(duì)于編程和調(diào)試非常有用。

進(jìn)行系統(tǒng)組裝

當(dāng)你完成程序的加載并且啟動(dòng)后，在界面的右上方你會(huì)看到“Scan”按鈕，點(diǎn)擊它可以掃描查看附近范圍內(nèi)所有藍(lán)牙設(shè)備，如果你對(duì)MAX32630FTHR和MAXREFDES117進(jìn)行了正確的連接和編程，當(dāng)設(shè)備啟動(dòng)后在設(shè)備列表中你會(huì)看到一個(gè)標(biāo)有HRM的設(shè)備。

準(zhǔn)備好查看結(jié)果了嗎？

1、確保啟動(dòng)了位置訪問權(quán)限，如果你不確定此選項(xiàng)的位置，請(qǐng)參閱設(shè)備的在線幫助或者文檔
2、選擇HRM打開一個(gè)新的窗口，你會(huì)看到一些數(shù)據(jù)：設(shè)備地址、當(dāng)前狀態(tài)、數(shù)據(jù)輸出
3、點(diǎn)擊右上方的“連接”按鈕允許連接到這個(gè)設(shè)備，在下拉菜單中你可以查看對(duì)應(yīng)的服務(wù)列表
4、最后選擇“心率測(cè)量”，你會(huì)看到界面上開始顯示數(shù)據(jù)（圖9）

圖9：當(dāng)你選擇“心率測(cè)量”選項(xiàng)時(shí)，你就會(huì)看到屏幕上顯示數(shù)據(jù)

如果你更新了代碼，包括正確的API和變量token，那么你現(xiàn)在應(yīng)該能夠登錄你的Ubidots賬戶查看該設(shè)備上傳的數(shù)據(jù)，點(diǎn)擊“設(shè)備”選項(xiàng)。

現(xiàn)在你可以創(chuàng)建一個(gè)控制面板，根據(jù)你的要求可以按照不同的格式來查看數(shù)據(jù)信息（圖10）。Ubidots最近推出了一個(gè)beta版本的Android App，你可以選擇在智能手機(jī)或者平板電腦上進(jìn)行安裝來查看你的設(shè)備和數(shù)據(jù)（圖11）。

圖10：Ubidots安卓應(yīng)用控制面板

圖11：Ubidots網(wǎng)頁(yè)控制面板

總結(jié)

可穿戴設(shè)備是非常有用的工具，它可以為我們的日常生活添加很多的便利。這些設(shè)備能夠提供給用戶各種反饋數(shù)據(jù)，比如睡眠質(zhì)量、最大攝氧量（VO2）、運(yùn)動(dòng)水平、步行和跑步節(jié)奏等數(shù)據(jù)。此外，它們還可以幫助你監(jiān)測(cè)你的健康情況，并且可以將你的信息（比如每日血壓、血糖水平）發(fā)動(dòng)給醫(yī)療機(jī)構(gòu)進(jìn)行溝通。

設(shè)計(jì)可穿戴設(shè)備需要添加外圍設(shè)備來進(jìn)行感應(yīng)、顯示、存儲(chǔ)和檢索數(shù)據(jù)，Pegasus Rapid開發(fā)平臺(tái)集成了關(guān)鍵的外設(shè)設(shè)備，大大簡(jiǎn)化了系統(tǒng)開發(fā)，700-MAXREFDES117#心率監(jiān)測(cè)器參考設(shè)計(jì)也可以提供直接的借鑒作用。Mbed OS、Ubidots和Android Studio軟件分別針對(duì)基于云編程、云服務(wù)和云接口等技術(shù)進(jìn)行了完善。