可穿戴设备 · 心率血氧传感器校准实战 · 课程目录

01传感器基础与选型

MAX30102、AFE4404等原理介绍 · 选型对比 · 数据手册解读

02硬件接口与通信协议

I2C/SPI协议详解 · 传感器寄存器读写实战

03原始数据采集

配置寄存器 · 读取红外/红光 · 缓存与时间戳

04信号预处理

滑动平均滤波 · 中值滤波 · 去基线漂移 · 工频抑制

05PPG信号特征提取

波峰检测 · 周期计算 · 信噪比 · 信号质量指数

06心率算法实现

时域阈值法 · 频域FFT · 自适应滤波法

07血氧算法实现

朗伯-比尔定律 · SpO₂计算 · 校准曲线拟合 · 查表优化

08运动伪影消除

加速度计去噪 · 自适应滤波器 · 状态机切换

09校准流程设计

实验室校准环境 · 多设备同步 · 数据标注工具

10校准参数优化

最小二乘法拟合 · R值曲线标定 · 个体差异补偿

11温度补偿与漂移校正

温度对LED/PD影响 · 补偿模型 · 长期漂移校正

12低功耗优化

采样率动态调整 · 数据压缩 · 睡眠唤醒策略

13实时操作系统集成

FreeRTOS任务设计 · 驱动封装 · 数据管道架构

14蓝牙数据传输

BLE协议栈 · 心率血氧Profile · 数据包格式

15上位机数据可视化

Python PyQt5实时波形 · 存储回放 · 校准参数管理

16测试与验证

金标准对比 · Bland-Altman分析 · 一致性评估

17医疗认证要点

FDA/CE要求 · 临床测试规范 · 文档准备

18量产校准方案

产线校准流程 · 自动化测试脚本 · 数据管理

19故障排查与调试

无信号/噪声大/数值跳变诊断与修复

20多传感器融合

心率血氧联合校准 · 体动检测 · 睡眠分期

21算法移植与优化

MCU→DSP移植 · 定点数优化 · 查表加速

22数据安全与隐私

本地处理 · 加密传输 · 用户隐私保护

23固件升级与OTA

Bootloader设计 · 签名验证 · 断点续传

24传感器老化测试

LED衰减补偿 · PD灵敏度退化 · 寿命预测

25皮肤类型适配

肤色对PPG影响 · 自适应增益 · 个性化校准

26运动场景专项校准

跑步/骑行/游泳 · 算法参数调整

27异常检测与报警

心律失常检测 · 低血氧报警 · 脱落检测

28云端校准服务

数据上传 · 云端模型训练 · 参数下发

29用户反馈闭环

自校准功能 · 数据标注众包 · 持续学习

从零搭建心率血氧手环 · 硬件/固件/算法/App全链路