Tài liệu Thiết kế thiết bị đeo phát hiện té ngã ở người cao tuổi

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN -----------------⸙∆⸙----------------- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ THIẾT BỊ ĐEO PHÁT HIỆN TÉ NGÃ Ở NGƯỜI CAO TUỔI GVHD: TS. NGUYỄN VĂN THÁI SVTH: MSSV: MSSV: BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN -----------------⸙∆⸙----------------- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ THIẾT BỊ ĐEO PHÁT HIỆN TÉ NGÃ Ở NGƯỜI CAO TUỔI GVHD: TS. NGUYỄN VĂN THÁI SVTH: MSSV: MSSV: MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP...........................................................................ii LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP..............................................iii LỜI CAM ĐOAN........................................................................................................iv LỜI CẢM ƠN..............................................................................................................v MỤC LỤC................................................................................................................... vi DANH MỤC HÌNH ẢNH........................................................................................viii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT......................................................................................x TÓM TẮT................................................................................................................... xi CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI...................................................................1 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ...................................................................................................1 1.2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI.........................................................................................1 1.3 GIỚI HẠN ĐỀ TÀI..........................................................................................1 1.4 NỘI DUNG THỰC HIỆN...............................................................................2 CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT..........................................................................2 2.1 GIỚI THIỆU CHUNG....................................................................................3 2.1.1 Giới thiệu về nhịp tim.......................................................................................3 2.1.1.1 Nhịp tim bình thường:..........................................................................3 2.1.1.2 Nhịp tim rối loạn..................................................................................4 2.1.2 Một số thiết bị đo nhịp tim có trên thị trường................................................5 2.1.3 Các kiến thức về té ngã ở người cao tuổi........................................................7 2.2 GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG...........................................................................8 2.2.1 STM32F103C8T6.............................................................................................8 2.2.2 Cảm biến nhịp tim Pulse sensor....................................................................10 2.2.3 Cảm biến gia tốc ADXL345...........................................................................11 2.2.4 Màn hình Oled................................................................................................12 2.2.5 Modul SIM800L.............................................................................................13 2.2.6 Mạch giảm áp LM2596S................................................................................15 2.3 CÁC CHUẨN GIAO TIẾP ĐƯỢC SỬ DỤNG............................................15 2.3.1 Giao tiếp I2C...................................................................................................15 Trang ii 2.3.2 Giao tiếp UART..............................................................................................16 CHƯƠNG III: THIẾT KẾ, TÍNH TOÁN...............................................................18 3.1 SƠ ĐỒ KHỐI.................................................................................................18 3.1.1 Khối điều khiển...............................................................................................18 3.1.2 Khối cảm biến.................................................................................................19 3.1.2.1 Cảm biến nhịp tim Pulse sensor.........................................................19 3.1.2.2 Cảm biến gia tốc ADXL345................................................................20 3.1.3 Khối hiện thị....................................................................................................22 3.1.4 Khối giao tiếp..................................................................................................22 3.1.5 Khối nguồn......................................................................................................22 3.2 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÍ......................................................................................22 3.3 LƯU ĐỒ VÀ THUẬT TOÁN.......................................................................23 3.3.1 Lưu đồ của hệ thống.......................................................................................23 3.3.2 Giải thuật tính toán nhịp tim.........................................................................23 3.3.3 Lưu đồ giải thuật phát hiện té ngã................................................................26 CHƯƠNG IV: THI CÔNG THIẾT KẾ...................................................................30 4.1 THI CÔNG PHẦN CỨNG..............................................................................30 4.2 WEBSEVER:...................................................................................................31 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI........................................35 5.1 KẾT LUẬN......................................................................................................35 5.1.1 Ưu điểm..........................................................................................................35 5.1.2 Nhược điểm....................................................................................................35 5.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN..................................................................................35 TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................37 PHỤ LỤC................................................................................................................... 38 Trang iii DANH MỤC HÌNH Ả Hình 2- 1 Phân loại nhịp tim.......................................................................................4 Hình 2- 2 Vòng đeo tay Mi Band 3.............................................................................5 Hình 2- 3 Máy đo nhịp tim và nồng độ oxy iOM A3...................................................6 Hình 2- 4 Xu hương di chuyển ở người cao tuổi........................................................7 Hình 2- 5 Kit STM32F103C8T6..................................................................................8 Hình 2- 6 Sơ đồ chân LQFP48....................................................................................9 Hình 2- 7 Hai mặt của Pulse sensor..........................................................................10 Hình 2- 8 Cảm biến ADXL345...................................................................................11 Hình 2- 9 Màn Hình Oled SSD1306 0.96 inch..........................................................12 Hình 2- 10 SIM800L..................................................................................................13 Hình 2- 11 LM2596S..................................................................................................15 Hình 2- 12 Giao tiếp I2C............................................................................................16 Hình 2- 13 Giao tiếp UART........................................................................................16 Y Hình 3- 1 Sơ đồ khối.......................................................................................................18 Hình 3- 2 Dạng sóng nhịp tim.......................................................................................19 Hình 3- 3 Sơ đồ khối cảm biến ADXL345.....................................................................20 Hình 3- 4 Cấu tạo của ADXL345...................................................................................21 Hình 3- 5 Sự thay đổi giá trị các trục theo hướng đặt cảm biến...................................21 Hình 3- 5 Sự thay đổi giá trị các trục theo hướng đặt cảm biến...................................21 Hình 3- 6 Sơ đồ mạch nguyên lý....................................................................................22 Hình 3- 7 Lưu đồ của hệ thống......................................................................................23 Hình 3- 8 Sóng nhịp tim từ Pulse sensor.......................................................................24 Hình 3- 9 Lưu đồ tính toán nhịp tim..............................................................................25 Hình 3- 10 Gia tốc của chuyển động đi lại....................................................................26 Hình 3- 11 Gia tốc của chuyển động ngồi xuống..........................................................27 Hình 3- 12 Gia tốc hiện tượng té ngã.............................................................................27 Hình 3- 13 Lưu đồ thuật toán phát hiện té ngã.............................................................28 Hình 4- 1 Hình ảnh mặt dưới của thiết bị.....................................................................30 Hình 4- 2 Hình ảnh mặt trên của thiết bị......................................................................30 Hình 4- 3 Dao diện chính của web.................................................................................31 Hình 4- 4 Thông tin thành viên......................................................................................31 Hình 4- 5 Một số thông tin khác....................................................................................32 Hình 4- 6 Mẫu liên lạc qua Email..................................................................................33 Hình 4- 7 Bảng dữ liệu nhịp tim....................................................................................32 Hình 4- 8 Bảng dữ liệu cảnh báo...................................................................................33 Hình 4- 9 Chức năng truy vấn.......................................................................................34 Trang iv DANH MỤC BẢ Bảng 2- 1 Giá trị nhịp tim theo độ tuổi..........................................................................3 Y Bảng 3- 1 Bảng kết quả nhận dạng..............................................................................29 Trang v DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Giải thích OLED .Organic light-emitting Diode phát sáng hữu LCD diode Liquid Crystal Display cơ Màn hình tinh thể ADC Analog-to-digital lỏng Mạch chuyển đổi SPI converter Serial Peripheral tương tự ra số Giao diện ngoại vi I2C Interface Inter-Integrated Circuit nối tiếp Bus nối tiếp BPM Beat per minute Đơn vị quy ước nhịp Inter Beat Interval tim trong một phút Thời gian giữa 2 SMS Short Message Services đỉnh song nhịp tim Gởi tin nhắn RTC Real Time clock Xung thời gian thực GPS Global Positioning System Hệ thống Định vị IBI Toàn cầu Trang vi TÓM TẮT Thiết bị là một hệ thống sử dụng hai cảm biến: cảm biến nhịp tim Pulse sensor và cảm biến gia tốc ADXL345. Các cảm biến được tích hợp trong một thiết bị nhỏ gọn có thể đeo trên tay như đồng hồ. Dữ liệu được cập nhật lên server và có trang web để theo dõi. Khi có dấu hiệu té ngã, sẽ phát cảnh báo qua điện thoại và SMS. Đề tài tập trung vào nghiên cứu ở giai đoạn thiết kế thiết bị. Tìm hiểu cách hoạt động của cảm biến và các giải thuật xử lý ngõ ra nhằm đưa ra kết quả chính xác nhất. Trang vii CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Chăm sóc sức khỏe ở người cao tuổi là vấn đề được quan tâm rất nhiều, nhất là trong ngày nay, khi mà các gia đình quá bận rộn trong cong việc. Ở người cao tuổi, hai vấn đề quan tâm hang đầu là tim mạch, té ngã. Hàng năm có khoảng 200.000 người chết vì bệnh tim mạch và các biến chứng liên quan, trong số đó, có hàng nghìn ca là các đối tượng trên khi đi ngủ thường có tình trạng là ngộp thở đột ngột hay tim ngừng đập mà không có các biện pháp cứu chữa kịp thời thì bệnh nhân có thể dẫn tới tình trạng đột quỵ hay tai biến mạch máu não và có thể dẫn đến tử vong. Té ngã là một trong những nguyên nhân chính gây những chấn thương nghiêm trọng cho người già như gãy xương hay chấn thương sọ não, tăng nguy cơ tử vong. Thêm vào đó, nó còn gây ra vấn đề tâm lý do việc sợ ngã. Tuy nhiên, những hậu quả nguy hiểm có thể thuyên giảm nếu phát hiện kịp thời các dấu hiệu bất thường về tim mạch và té ngã, để có biện pháp can thiệp nhanh nhất. Đó là lý do mà nhóm chọn đề tài: “THIẾT KẾ THIẾT BỊ ĐEO PHÁT HIỆN TÉ NGÃ Ở NGƯỜI CAO TUỔI”. 1.2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI Trong đề tài, nhóm thực hiện tập trung nghiên cứu các vấn đề sau:  Tìm hiểu về nguyên lý đo nhịp tim, giải thuật xử lý tín hiệu để có được kết quả nhịp tim.  Thuật toán hổ trợ trong việc phát hiện té ngã.  Thiết kế thiết bị kết hợp đo nhịp tim, phát hiện té ngã, theo dõi dữ liệu qua websever. 1.3 GIỚI HẠN ĐỀ TÀI 1 Trong đề tài, nhóm thực hiện sử dụng vi điều khiển STM32f103c8t6 làm bộ xử lí trung tâm, thiệt bị có chức năng đo nhị tim, phát hiện té ngã, gởi cảnh báo qua điện thoại cho người thân, theo dõi dữ liệu qua websever. 1.4 NỘI DUNG THỰC HIỆN  Thiết kế phần cứng tích gồm vi điều khiển STM32f103c8t6, cảm biến Pluse sensor, ADXL345, màn hình Oled, SIM800L, Pin.  Tìm hiểu các kiến thức về nhịp tim và té ngã.  Thiết kế websever.  Kiến thức lập trình ARM trên KeilC và CubeMX. CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Trang 2 2.1 GIỚI THIỆU CHUNG 2.1.1 Giới thiệu về nhịp tim Nhịp tim được hiểu là số lần tim co bóp trong vòng một phút. Đây là thông số đặc trưng của mỗi người và sẽ biến thiên theo sự lão hóa của chúng ta. Nhịp tim được đo theo đơn vị nhịp / phút. Nhịp tim được xác định khi bạn đang trong trạng thái nghỉ ngơi và cơ thể không phải cử động mạnh. 2.1.1.1 Nhịp tim bình thường: Đối với người độ tuổi từ 18 trở lên, nhịp tim bình thường khi nghỉ ngơi từ 60 đến 100 nhịp mỗi phút. Thông thường người càng khỏe mạnh, nhịp tim càng thấp. Một vận động viên chuyên nghiệp khi ở chế độ xả hơi nhịp tim của họ chỉ khoảng 40 nhịp một phút. Ví dụ như tay đua xe đạp Lance Armstrong, nhịp tim bình thường của anh chỉ có 32 nhịp mỗi phút. Theo cơ quan y tế quốc gia vương quốc Anh, dưới đây là tiêu chuẩn nhịp tim lý tưởng của từng lứa tuổi [1]. Bảng 2- 1 Giá trị nhịp tim theo độ tuổi Nhịp tim của chúng ta có thể bị ảnh hưởng bởi một số yếu tố, chẳng hạn như:  Mức độ hoạt động thể chất vào thời điểm đó.  Tình trạng sức khỏe.  Nhiệt độ môi trường xung quanh.  Tư thế (đứng, ngồi, nằm).  Trạng thái tinh thần hoặc cảm xúc (ví như sự phấn khích, giận dữ, sợ hãi, lo lắng, và các yếu tố khác đều có thể làm tăng nhịp tim).  Ảnh hưởng của một số loại thuốc. Trang 3 2.1.1.2 Nhịp tim rối loạn Hình 2- 1 Phân loại nhịp tim  Nhịp tim chậm Nhịp tim chậm tiến triển âm thầm với những biểu hiện kín đáo và thường bị bỏ qua. Tuy nhiên, căn bệnh này cũng ẩn chứa những nguy cơ khó lường, gây nguy hiểm đến tính mạng người bệnh nếu không được phát hiện và điều trị kịp thời. Những người mắc hội chứng nhịp tim chậm, cụ thể là dưới 60 nhịp mỗi phút đối với người không phải là vận động viên. Nếu nhịp tim chậm không gây triệu chứng không cần điều trị nhưng một khi gặp phải triệu chứng nặng thì cần phải dùng thuốc, thậm chí bệnh nhân cần được cấy máy tạo nhịp tim vĩnh viễn. Trường hợp xấu nhất khi nhịp tim quá chậm (dưới 30 lần/ phút), não bị thiếu Oxy trầm trọng dẫn tới ngất, nếu các biện pháp làm tăng nhịp tim không được thực hiện kịp thời có thể dẫn đến tử vong.  Nhịp nhanh thất Nhanh thất là nhịp tim nhanh phát sinh ở buồng dưới của tim (tâm thất). Khi đó, việc truyền tín hiệu điện trong tâm thất trở nên rối loạn, không theo quy luật, khiến nó co bóp nhanh hơn bình thường, ở người lớn lúc nghỉ ngơi tim đập hơn 100 nhịp mỗi phút. Làm cho tim liên tục tống máu ra tuần hoàn trong khi khoảng thời gian giữa các nhịp đập quá ngắn không đủ thời gian để tâm thất được đổ đầy máu. Hậu quả là các cơ quan trong cơ thể không nhận đủ máu giàu oxy để duy trì hoạt động, dẫn tới các biểu hiện như hồi hộp, trống ngực, mệt mỏi, chóng mặt, hay choáng ngất, thậm chí tử vong. Nếu không được điều trị, nhịp nhanh thất có thể tiến triển nặng hơn và dẫn đến rung thất - nguyên nhân hàng đầu gây ngừng tim Trang 4 đột ngột, có thể đe dọa tính mạng. Nguy cơ ngừng tim giảm xuống nếu uống thuốc làm chậm nhịp tim (như thuốc chẹn beta), phẫu thuật tim hoặc cấy máy khử rung tim dưới da. Nhịp nhanh thất có thể gây ra các biến chứng sau: o Cục máu đông gây đột quỵ hoặc nhồi máu cơ tim. o Suy tim: Xảy ra khi tim không còn khả năng bơm đủ máu đi nuôi cơ thể. o Ngất xỉu thường xuyên. Không chỉ có 2 dạng nhịp tim bất thường đó, rất nhiều người bị rối loạn nhịp tim, tim đập lúc nhanh, lúc chậm, nhịp tim non, loạn nhịp… Vì thế, nếu thấy khó thở, chóng mặt, đau thắt ngực… cùng với nhịp tim bất thường, cần sớm xét nghiệm và chẩn đoán để ngăn ngừa biến chứng. 2.1.2 Một số thiết bị đo nhịp tim có trên thị trường Hiện nay có rất nhiều loại thiết bị đo nhịp tim và đếm số bước chân, đa dạng về chủng loại và mẫu mã. Các tính năng đo nhịp tim này được tích hợp vào điện thoại thông minh và đồng hồ đeo tay. Dưới đây là một số sản phẩm tiêu biểu:  Vòng đeo tay: Hình 2- 2 Vòng đeo tay Mi Band 3 Có rất nhiều sản phẩm đồng hồ thông minh, vòng đeo tay thông minh đến từ các thương hiệu Apple, Samsung, Sony, Xiaomi…tích hợp nhiều chức năng như: đồng hồ, đo nhịp tim, đo bước chân, khoảng cách, kết nối bluetooth với các ứng dụng trên smartphone… Điển hình là sản phẩm vòng đeo tray Mi Band 3, nhỏ gọn, tiết kiệm pin, giá thành hợp lí. Thông số kỹ thuật Mi Band 3: Trang 5 o Màn hình Oled 0.78inch. o Chuẩn chông nước: 5atm. o Pin 110mAh, hoạt động được 20 ngày ở chế độ chờ. o Cảm biến: đo nhịp tim, đo bước chân. o Kết nối Bluetooth với smartphone. o Định vị GPS [2].  Một số thiết bị đo nhịp tim khác: Hình 2- 3 Máy đo nhịp tim và nồng độ oxy iOM A3 Máy đo nhịp tim và spO2 iOM A3 với thiết kế nhỏ gọn với màu sắc hiện đại, hợp thời trang với màn hình LED hiện thị dưới dạng số và thanh xung giúp người dùng dễ dàng theo dõi và sử dụng. Một số đặc điểm nổi bật: o Dải đo nhịp tim 25bpm/m – 250bpm/m sai số 2%. o Dải đo spO2 0% - 100% sai số dưới 2%. o Tự động tắt khi không có tín hiệu đo. o Dòng tiêu thụ 30mA. o Nguồn DC 2.6V-3.6V o Pin dung 50 giờ. o Cảnh báo khi nhịp tim nhỏ hơn 50bpm/m, lớn hơn 130bpm/m, spO2 dưới 90%. o Kích thước nhỏ gọn 60 x 36 x 30mm, nặng 25g. 2.1.3 Các kiến thức về té ngã ở người cao tuổi Trang 6 Ở người cao tuổi, sức khỏe cũng như trí nhớ có hạn, sự định hướng và phản xạ giảm dần nên nguy cơ té ngã là rất cao. Một số yếu tố có thể dẫn tới té ngã như mất thăng bằng hoặc bị kéo. Mất thăng bằng xảy ra khi không đứng vững trên mặt đất, mất độ bám khi bị trượt trên nền trơn. Hình 2- 4 Xu hương di chuyển ở người cao tuổi Ngã có thể xảy ra vì phản xạ của một người thay đổi, khi người ta già phản ứng sẽ chậm lại. Lão hóa làm chậm thời gian phản ứng của một người, làm ta khó khan hơn để lấy lại cân bằng sau một sau một chuyển động đột ngột. Thay đổi khối lượng cơ và mở trong cơ thể cũng đóng vai trò trong té ngã. Khi con người già đi họ ít vận động, nên khối lượng cơ bắp, nhất là ở chân mất đi đáng kể dẫn tới giảm sức mạnh của chân. Mất mỡ ở các đệm xương, suy giảm dịch khớp làm giảm khả năng chống chịu của chân, giảm khả năng giữ thăng bằng. Suy giảm thị lực cũng làm tăng nguy cơ té ngã. Giảm tầm nhìn, dể bị vấp bởi các chướng ngại vật như bậc thang, vật cảng, ổ gà… Té ngã thật sự mang đến những mối nguy hiểm. Té ngã có thể gây ra gãy xương, bao gồm gãy xương cổ tay, xương cánh tay, xương mắt cá chân và xương hông... Té ngã cũng có thể gây ra những chấn thương vùng đầu, có thể là những chấn thương rất nghiêm trọng nếu người bệnh đang dùng một số loại thuốc nhất định (ví dụ như thuốc chống đông máu). Người cao tuổi bị té ngã đập đầu xuống đất nên đi khám bác sỹ ngay lập tức để đảm bảo rằng họ không bị tổn thương não bộ. Rất nhiều người bị té ngã, cho dù không gây chấn thương, trở nên sợ bị té ngã. Nỗi sợ hãi này có thể làm họ trở nên ít vận động hơn. Điều này có thể làm suy giảm sức khỏe, giảm khả năng linh hoạt và phối hợp của cơ thể từ đó lại càng tăng thêm nguy cơ bị té ngã [3]. Trang 7 2.2 GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG 2.2.1 STM32F103C8T6 STM32 là một trong những dòng chip phổ biến của ST với nhiều họ thông dụng như F0, F1, F2, F3, F4… Stm32f103 thuộc họ F1 với lõi là ARM COTEX M3. STM32F103 là vi điều khiển 32 bit, tốc độ tối đa là 72Mhz. Giá thành cũng khá rẻ so với các loại vi điều khiển có chức năng tương tự. Mạch nạp cũng như công cụ lập trình khá đa dạng và dễ sử dụng. Hình 2- 5 Kit STM32F103C8T6 Một số ứng dụng chính: dùng cho driver để điều khiển ứng dụng, điều khiển ứng dụng thông thường, thiết bị cầm tay, máy tính và thiết bị ngoại vi chơi game, GPS cơ bản, các ứng dụng trong công nghiệp, thiết bị lập trình PLC, biến tần, máy in, máy quét, hệ thống cảnh báo, thiết bị liên lạc nội bộ… Trang 8 Hình 2- 6 Sơ đồ chân LQFP48 Thông số kit STM32F103C8T6:  ARM 32-bit Cortex M3 với clock max là 72Mhz  Bộ nhớ: o 64 kbytes bộ nhớ Flash (bộ nhớ lập trình). o 20kbytes SRAM.  Clock, cấp nguồn: o Điện áp hoạt động 2.0V -> 3.6V (khuyên dùng 3.3V). o Sử dụng thạch anh ngoài từ 4Mhz -> 20Mhz. o Thạch anh nội dùng dao động RC ở mode 8Mhz hoặc 40khz. o Sử dụng thạch anh ngoài 32.768khz được sử dụng cho RTC.  Hai bộ ADC 12 bit với 9 kênh cho mỗi bộ: o Khoảng giá trị chuyển đổi từ 0 – 3.6V. o Lấy mẫu nhiều kênh hoặc 1 kênh. o Có cảm biến nhiệt độ nội.  DMA: bộ chuyển đổi này tăng tốc độ xử lý do không có sự can thiệp quá sâu của MCU: o 7 kênh DMA. o Hỗ trợ DMA cho ADC, I2C, SPI, UART.  7 bộ Timer. Trang 9 o 3 bộ Timer 16 bit hỗ trợ các mode IC/OC/PWM (Timer2,3,4). o 1 timer 16 bit hỗ trợ để điều khiển động cơ với các mode bảo vệ như ngắt input, dead-time…(Timer1) o watdog timer dùng để bảo vệ và kiểm tra lỗi. o 1 sysTick timer 24 bit đếm xuống dùng cho các ứng dụng như hàm Delay….  Hỗ trợ 9 kênh giao tiếp bao gồm: o 2 bộ I2C o 3 bộ USART o 2 SPIs o 1 bộ CAN o USB 2.0 full-speed  Mạch nạp: có khá nhiều loại mạch nạp như: ULINK, J-LINK, CMSIS-DAP, STLINK…  Thư viện lập trình: có nhiều loại thư viện lập trình cho STM32 như STM32snippets, STM32Cube LL, STM32Cube HAL, Standard Peripheral Libraries, Mbed core…  Phần mềm lập trình: có khá nhiều trình biên dịch cho STM32 như IAR Embedded Workbench, KeilC [4]. 2.2.2 Cảm biến nhịp tim Pulse sensor Cảm biến hoạt động dựa trên một cảm biến quang đo nhịp tim, cùng với bộ khuếch đại tín hiệu và lộc nhiễu. Hình 2- 7 Hai mặt của Pulse sensor Trang 10 Thông số kỹ thuật:  Nguồn cấp 3 – 5V  Dòng tiêu thụ < 4mA  Ngõ ra là tín hiệu Analog  Đường kính cảm biến 1.6cm 2.2.3 Cảm biến gia tốc ADXL345 Hình 2- 8 Cảm biến ADXL345 ADXL345 là module cảm biến gia tốc 3 trục có kích thước nhỏ, tiêu thụ năng lượng thấp, độ phân giải cao. Module ADXL345 thường dùng trong các thiết bị di động, có chức năng đo gia tốc trọng trường tĩnh trong các ứng dụng đo góc nghiêng. Ngoài ra nó còn đo gia tốc động từ các chuyển động hoặc rung động của vật thể. Gia tốc trọng trường tại một địa điểm là không đổi. Khi cảm biến quay một góc nào đó, hệ tọa độ gắn với cảm cũng thay đổi theo. Do đó hình chiếu của gia tốc trọng trường lên các trục tọa độ cũng thay đổi theo. Từ các giá trị đó, ta xác định được góc nghiên của cảm biến hiện tại, và góc mà cảm biến đã quay sao với ban đầu. Giá trị mà cảm biến trả về là “g” ( với g=9.8m/s2 tức gia tốc trọng trường). Thông số kỹ thuật  Điện áp hoạt động: 2.0 – 3.6VDC/5VDC  Dòng điện tiêu thụ: 23uA  Nguồn sử dụng: 3~5VDC  Chuẩn giao tiếp I2C / SPI  Đo gia tốc 3 trục với độ phân giải cao (13 bit) trong dãi đo ±16g Trang 11  Giao tiếp: SPI hoặc I2C  Kích thước: 14 x 19mm  Nhiệt độ hoạt động: -40 đến +85 độ C. 2.2.4 Màn hình Oled Trong thời gian gần đây công nghệ hiển thị OLED đang được nhắc đến nhiều và nổi lên như là một ứng cử viên sáng giá thay thế cho công nghệ LCD. OLED là các thiết bị thể rắn cấu tạo từ các tấm phim mỏng làm từ các hợp chất hữu cơ. Tấm phim này sẽ phát ra ánh sáng khi được cung cấp điện năng. OLED có thể tạo ra những hình ảnh sáng và rõ nét hơn nhưng lại tiêu thụ ít điện năng hơn các công nghệ màn hình LED hay LCD hiện tại. Màn hình OLED SSD1306 với kích thước 1.3 inch, cho khả năng hiển thị hình ảnh tốt với khung hình 128x64 pixel. Ngoài ra, màn hình còn tương thích với hầu hết các vi điều khiển hiện nay thông qua giao tiếp I2C. Màn hình sử dụng driver SSD1306 cùng thiết kế nhỏ gọn sẽ giúp bạn phát triển các sản phẩm DIY hoặc các ứng dụng một cách nhanh chóng [7]. Hình 2- 9 Màn Hình Oled SSD1306 0.96 inch  Thông số kĩ thuật o Tương thích với Arduino, 51 Series, MSP430 Series, STM32 / 8, CSR IC… o Tiêu thụ điện năng thấp: 0.08W (fullscreen) o Chuẩn giao tiếp: I2C (thông qua 2 chân SCL, SDA) o Điện áp hoạt động: 3V-5V DC o Nhiệt đô hoạt động: -30℃-70℃ o Kích thước màn hình: 0.96 inch (128x64 pixel) Trang 12