Zastosowanie mikrokontrolera STM32 do przetwarzania sygnałów biomedycznych w czasie rzeczywistym

(Us ing of a STM32 microcontroller for biomedical signals process ing in real time)

nr katalogowy: 150172
10.15199/13.2024.8.2

Streszczenie
W artykule przedstawiono zastosowanie mikrokontrolerów STM32 do przetwarzania sygnałów biomedycznych w czasie rzeczywistym, ze szczególnym uwzględnieniem wykorzystania bibliotek CMSIS-DSP. Opisano podstawy przetwarzania sygnału fotopletyzmograficznego (PPG) i elektrokardiograficznego (EKG), przedstawiono strukturę biblioteki CMSIS-DSP i koncepcję przetwarzania sygnałów w mikrokontrolerach oraz przedstawiono przykładową implementację algorytmów DSP. Przedstawiono również wybrane elementy optymalizacji opracowanych algorytmów obliczeniowych, zwracając uwagę na efektywne zarządzanie zasobami pamięci i mikroprocesora. Zaproponowane rozwiązania mogą mieć zastosowanie w systemach elektroniki noszonej do monitorowania parametrów życiowych człowieka, np. pomiaru saturacji krwi tlenem i do obliczania zmienności rytmu serca.

Abstract
The article presents applications of STM32 microcontrollers for real-time biomedical signal processing, with particular emphasis on the use of CMSIS-DSP libraries. The basics of photoplethysmographic (PPG) and electrocardiographic (ECG) signal processing are discussed, the structure of the CMSIS-DSP library and the concept of signal processing in microcontrollers are presented and an example implementation of DSP algorithms is provided. Computational algorithm optimization elements are also presented, focusing on efficient memory and processor resource management. The proposed solutions can be applied in wearable electronics systems for monitoring human life parameters, such as blood oxygen saturation measurement and heart rate variability calculations.

Marek Ostrysz
Tadeusz Sondej