基于STM32的手持式测氧仪设计.pdf

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1、74传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2016年第35卷第3期DOI：10．13873／J．1OOO-9787(2016)03-0074-03基于STM32的手持式测氧仪设计魏威，柯沪琦。，胡燕海(1．宁波大学机械工程与力学学院，浙江宁波315211；2．宁波戴维医疗器械股份有限公司，浙江宁波315712)摘要：针对国内传统手持式测氧仪精度低、功耗高的问题，提出了采用嵌入式微控制器STM32F103RBT6作为控制芯片的手持式测氧仪。该仪器通过控制元器件的开断来降低待机功耗，根据

2、所测浓度人工切换系统放大倍数，通过键盘设置时间和报警值等相关参数。算法上采用中位值平均滤波算法进行软件滤波，结合传统两点标定法和多点标定法的优缺点，采用多点标定法进行氧浓度标定，采用分段斜率拟合算法计算氧浓度值。经实验测试证明设计的手持测氧仪具有高精度和高稳定性。关键词：手持式测氧仪；中位值平均滤波；多点标定；分段斜率拟合中图分类号：TM930文献标识码：A文章编号：1000-9787(2016)03-0074-03DesignofhandheldoxygenanalyzerbasedonSTM32WEIWei，KEHu．qi，HUY

3、an—hai(1．CollegeofMechanicalEngineeringandMechanics，NingboUniversity，Ningbo315211，China；2．NingboDavidMedicalDeviceCoLtd，Ningbo315712，China)Abstract：Aimingatproblemoflowprecisionandhighpowerconsumptionofdomestictraditionalhandheldoxygenanalyzer，anoxygenanalyzerthatadopts

4、embeddedmicrocontrollerSTM32F103RBT6ascontrolchipisputforward．Standbypowerconsumptioncanbereducedbycontrollingopeningandbreakingof‘components，systemmagnificationcanbemanuallyswitchedaccordingtomeasuredconcentration，timeandalarmvalueandotherrelatedparametersaresetthrough

5、keyboard．Themedianaveragefilteringalgorithmisusedtocarryoutsoftwarefilteringinalgorithm，combinedwithadvantagesanddisadvantagesoftraditionaltWO—pointcalibrationmethodandmulti—pointcalibrationmethod，usemulti—pointcalibrationmethodtorealizecalibrationofoxygenconcentration，

6、oxygenconcentrationvalueiscalculatedbyusingpiecewiseslopefittingalgorithm．Experimentaltestproveshighprecisionandhighstabilityofthisdesign．Keywords：handheldoxygenanalyzer；medianaveragefiltering；multi—pointcalibration；piecewiseslopefitting0引言1总体方案设计人类的生存离不开氧气，正常状况下大气中的氧气含

7、考虑到设备的便携性和对测试精度的高要求，设计采量大概在21％左右，当氧气含量下降到l8％左右，人体呼用嵌入式系统ARM微控制器STM32F103RBT6作为主控吸则会加快，与此同时肢体的动作协调性则会变差。当氧芯片。外部氧浓度传感器所检测的数据信号经过放大滤波气含量降到l0％左右时，人类就会出现头晕恶心的症状并电路输送到STM32内部的A／D转换，通过按键和液晶显示且很快丧失意识陷入昏迷。更严重的是，当它的浓度小于屏来实现氧浓度和时间等参数的显示和存储，通过蜂鸣器6％，人就会很快停止呼吸。可见，方便准确实时地检测来实现超限报警和电池低

8、电量报警的功能。系统结构出环境中氧浓度有非常重要的意义。框图如图l所示。国产多为便携式氧浓度检测仪8位单片机控制，为此，2硬件电路设计本文设计了一种采用STM32F103RBT6和相关元器件构成2．1单片机最小系统的手持