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トランジスタ技術2014年10月号第6章のソフトウェア
Information
tg_201410s6_Plethysmographs トランジスタ技術 2014年 10月号 第6章のソフトウェア
Program for Section 6 in October. 2014 issue of the Transistor Gijutsu
(Japanese electronics magazine)
概要
このプログラムは、
- 脈波データ取得(A-Dサンプリング、ハイパスフィルタ)
- 脈拍数の算出(パルス検出、LEDおよび同期音出力、移動平均処理)
を行うPulseRateクラスと、それらをUSBシリアル通信でホストへ送信するmain関数で構成されています。
PulseRate.h, PulseRate.cpp
- A-Dサンプリング - 100 SPS
- ハイパスフィルタ - 遮断周波数0.1Hz、1次バターワースフィルタ
- パルス検出 - 脈波を微分処理、5point移動平均して速度脈波を求め、
それを包絡線検波した波形を、速度脈波が再び超える点をパルス開始とする - LED、同期音出力 - パルス同期LED(10ms)、圧電サウンダ出力(1kHz、10ms)
- 移動平均処理 - 直近5拍分の平均値を脈波として算出
main.cpp
- PulseRateクラスのインスタンスを生成
- 処理開始メソッドを実行
- メインループ - ポーリングにより、脈波データ、脈拍数データの完了フラグが返されたら、
USBシリアル通信経由で、ホストへ送信する
シリアル通信フォーマット
- 4byte固定長パケット方式
- 脈波データパケット、脈拍数データパケットの2種類
脈波データパケット | 脈拍数データパケット | |
0x00 | パケットヘッダ(固定値0xAA) | パケットヘッダ(固定値0xAA) |
0x01 | 波形番号(0 - 99繰り返し) | 脈拍数ID(固定値0xBB) |
0x02, 0x03 | 脈波データ(singed, 2byte) | 脈拍数データ(20 - 300, 2byte) |
Description
This contains PulseRate class and main function.
PulseRate class:
- Acquiring pulse waveform (A-D sampling, high pass filter)
- Calculate pulse rate (Detecting pulse, Sync. LED and buzzer, moving averaging)
Main function:
- Send pulse waveform and rate to host via USB serial class.
PulseRate.h, PulseRate.cpp
- A-D sampling - 100 SPS
- High pass filter - Cut off frequency 0.1Hz, first order butterworth
- Detecting pulse - Calculating velocity pulse waveform by derivation and moving averaging (5point).
Moreover, calculating threshold waveform like envelope demodulator.
Detecting point the velocity waveform pass over the threshold waveform as starting pulse. - Sync. LED, buzzer - Synchronous pulse LED(10ms), piezo sounder(1kHz, 10ms)
- Moving averaging - Calculating pulse rate averaging the previous 5 pulse.
main.cpp
- Generating an instance of PulseRate class
- Executing start procedure method
- Main loop - sending pulse waveform data and pulse rate data via USB serial interface when detecting ready in return value.
Packet format for USB serial interface
- Packet size: 4 bytes(fixed)
- Two types of packets, pulse waveform packet and pulse rate packet
Pulse waveform packet | Pulse rate packet | |
0x00 | Packet header (0xAA (fixed))) | Packet header (0xAA (fixed)) |
0x01 | Sampling number (0 - 99) | Pulse rate ID (0xBB (fixed)) |
0x02, 0x03 | Pulse waveform data (singed, 2byte) | Pulse rate data (20 - 300, 2byte) |
History
Name?tg_201410s6_Plethysmographs; Description?????????2014?10???6????????; Publish in :CQ Publishing
2014-09-11, by t_tatsuoka [Thu, 11 Sep 2014 15:02:45 +0000] rev 0
Name?tg_201410s6_Plethysmographs; Description?????????2014?10???6????????; Publish in :CQ Publishing