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小巧、精准、超低功耗—ROHM新款脉搏波传感器评测

2017-03-15
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作者：SATURN
来源：21ic

[导读]
ROHM面向运动手环和智能手表等可穿戴式设备领域，开发出测量脉搏信号的脉搏传感器“BH1790GLC”压力传感器，特有的光学滤光片结构，可高精度地检测脉搏信号。因此，不仅使可穿戴式设备的电池寿命更长，还将红外线的影响降低到以往产品的1/10以下，即使在剧烈运动和室外等红外线较强的环境下，也可获得高品质的脉搏信号。

很快就会看到Serial Plotter上画出的波形。

用户A

可以看到明显的波形数据，也比较稳定。查看BH1790GLC的数据手册，输出的数据是指的绿光的计数值(COUNT),猜想内部的工作原理应该是将AD转换后的数据阈值化，然后根据阈值化后的值来进行计数，这一点官方的数据手册上并没有提及。注意图中的数据曲线有二，分别代码了LED灯亮及灭时接收的波形，蓝色代表的是LED ON时接收到的数据，红色代表LED OFF时的数据。

代码中设计以32Hz的频率采样，这是BH1790GLC模块I2C接口的工作频率，可以参考BH1790GLC的数据手册来获取。

为了进一步验证BH1790GLC的通用性。通过采集不同人的数据来进行验证，下面是另外两幅采集到的信息图片，以供对比

用户B

这是切换到另一个人时得到的数据，可以看到前面有一段时间并没有采集到有效的数据，或者说波形并不很明显。

用户C

这一幅图像看到波形不太明显。去除图片分辨率及大小等因素，看到这一波形相对来说确实不太明显。

这是终端输出的数字化显示形式，看起来很乱，需要进一步分析才能看出具体的含义。

其实，不管是血氧还是脉搏波，在实际应用时，要考虑的要素还有很多，典型的要素如下

● 低血流灌注(小信号水平)。光电二极管测量需要宽动态范围和低噪声增益的信号调理，以便捕捉脉搏事件。发射和接收路径需要具有高分辨率DAC的高质量、低噪声LED驱动电路和具有高分辨率ADC的高精度模拟前端电路。

● 运动和皮肤湿度。运动会引起伪像，这可以通过软件算法来解决，或者利用ADXL345等加速度计来检测并解决。

● 杂散光干扰。使用光电二极管来响应红光和红外光，它很容易受环境光干扰。因此，用于过滤出红光和红外光目标信号的算法非常重要，这意味着信号处理更加复杂。这种情况下，需要使用具有更高信号处理能力的DSP。

● 碳氧血红蛋白和高铁血红蛋白。一氧化碳(CO)很容易与血红蛋白结合，使血液变得更像红色HbO2，导致测得的SpO2值虚高。

小结来讲，BH1790GLC确实做了简单易用。但实际的测试过程中，受个体特质的影响，得到的结果还是有一定的差别。让我想起看到的一则消息，有报道称深色皮肤兄弟抱怨买到的某米手环不能准确检测心率问题。看来个体的特质化问题又将会是一个新的研究课题。

结论

BH1790GLC体验不错，简单易用，菜鸟们也可以轻松上手。由于使用了低亮度、低电压的LED元件，节省了DCDC电路，IC可以做得非常小巧;低至0.8UA的待机电流，可以有效的节省电池寿命。精度方面，也还是不错的，测试样本中也发现了部分脉搏波的波形不很明显，这个问题可以从两个方面来讨论，一是个性的差异，这一点没有办法避免，世界是丰富多彩的。另一方面也要注意，我们得到的都是原始数据，通过滤波算法进行处理后，再加上一个自我学习的算法，适应的范围就更广!这也意味着如果采用该芯片来设计产品的话，设计者需要将这一点考虑进去。

点击查看：ROHM脉搏传感器详情

参考资源

模块资料：http://www.rohm.com.cn/web/china/sensor-shield-support/heart-rate-sensor

购买链接：http://www.rightic.cn/Article/Detail/17280183

http://www.ameya360.com/product/6474412

FlexiTimer2: playground.arduino.cc/Main/FlexiTimer2

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