老年人身体状态监测可穿戴设备
一．项目介绍：
这个项目旨在构建一个可穿戴设备，可以有效检测独居老人的身体状态，包括心率、血氧饱和度、皮肤电导率、运动和姿势等参数，可以反映老人的压力、疲劳、精神状态和运动状况。通过及时测量这些参数，可以预警老人的一些意外情况，以便子女或急救机构及时开展救助活动。
二．系统的基本构成
系统分为主控单片机模块、运动姿势检测模块、生物参数检测模块、网络模块和电源模块，生物参数检测模块和运动姿势检测模块将采集到的信号传输到主控单片机模块，电源模块给整个系统供电，采集到的信号在经过单片机的一系列处理之后，输出到esp32网络模块，当主控检测到的信号显示脉搏和血氧、运动姿势急剧变化，超出正常范围之外通过esp32网络模块通过网络报警，比如通知到子女或者急救机构。
图1 系统框架
三．硬件设计
主控采用MAX32660，低功耗Arm Cortex-M4 FPU处理器，带基于FPU的微控制器（MCU），256KB Flash和96KB SRAM。其主板上已安装基于MAX32625PICO的调试适配器；完成编程后，可将其直接拆卸。
图2 MAX32660
其外设资源包含：
- 最大14路 GPIO
2. 最大两路 SPI
3. 一路 I2S
4. 最大两路 UART
5. 最大两路 I2C
6. 四通道标准DMA控制器
7. 3路32位计时器
8. 看门狗计时器
9. RTC 32.768kHz
微功耗、3轴、±2 g/±4 g/±8 g数字输出MEMS加速度计：ADXL362，ADXL362是一款超低功耗、3轴MEMS加速度计，输出数据速率为100 Hz时功耗低于2 μA，在运动触发唤醒模式下功耗为270 nA。与使用功率占空比来实现低功耗的加速度计不同，ADXL362没有通过欠采样混叠输入信号；它采用全数据速率对传感器的整个带宽进行采样。
图3 ADXL362
AD8233是一款用于心电图(ECG)及其他生物电测量应用的集成信号调理模块。该器件设计用于在具有运动或远程电极放置产生的噪声的情况下提取、放大及过滤微弱的生物电信号。该设计使得超低功耗模数转换器(ADC)或嵌入式微控制器能够轻松地采集输出信号。AD5940是一款高精度、低功耗模拟前端(AFE)，专为需要高精度、电化学测量技术的便携式应用而设计，如电流、伏安或阻抗测量。AD5940设计用于皮肤阻抗和人体阻抗测量，并配合完整生物电或生物电位测量系统中的AD8233 AFE使用。AD5940针对电化学有毒气体检测而设计。
图4 基于AD8233和AD5940的生物信号检测模块原理图
电源模块采用MAXM17623，2.9V至5.5V、1A、喜马拉雅uSLIC降压型电源模块。
四．软件代码（略）
五．结论
本文主要是给出了一个可穿戴设备的基本组成，利用了单片机技术和各种传感器模块设计出了基 于 MAX32660单片机的身体状态检测设备，实现了对身体一些基本生物信息的实时检测，可以提前预警老人的一些意外情况，以便子女或急救机构及时开展救助活动。
