可穿戴產(chǎn)品的類型有很多，之前看到有一些集成了傳感器的衣服，大部分是為了健身、或者是用于舞臺(tái)表演。

　　事實(shí)上，還有一個(gè)小眾的需求，就是醫(yī)療用途。

　　試想有精神病的人、自閉癥的人，周邊群眾/護(hù)理人員能通過他們衣服上的數(shù)據(jù)，來了解病人的情緒狀態(tài)，這會(huì)避免很多沖突的發(fā)生。

　　EDN小編近日看到一位外國小哥，自己DIY了一個(gè)開源項(xiàng)目，做了一個(gè)帶E-ink顯示屏的T恤衫，可以顯示佩戴者的心跳速度、皮膚溫度、以及電流皮膚反應(yīng)。

　　為此他還將傳感器和定制的微型PCB嵌入到布料中。

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　　這位小哥的真實(shí)身份，其實(shí)是DIY Hacking的創(chuàng)始人Arvind Sanjeev，EDN帶您看看這個(gè)DIY是怎么實(shí)現(xiàn)的。

　　您所要會(huì)的知識

　　為了創(chuàng)建這個(gè)項(xiàng)目，需要你會(huì)使用嵌入式C。

　　會(huì)使用平臺(tái)如STM32 Discovery，ChibiOS，uGFX和Eagle來開發(fā)這個(gè)項(xiàng)目。 如果您是這些平臺(tái)的新手，建議您在開始之前先了解這些平臺(tái)：

　　1.STM32L152 Discovery Board；

　　2.用于RTOS，HAL等的ChibiOS嵌入式開發(fā)環(huán)境；

　　3.uGFX嵌入式庫，用于集成顯示和開發(fā)GUI；

　　4.Eagle PCB設(shè)計(jì)軟件

　　您所需要的材料

　　您所需要的所有零組件都可以在這個(gè)EXCEL (docs.) 中找到。

　　大多數(shù)只有在制作了Beta / alpha原型板之后才需要。 為了開始錫焊，只需要前四個(gè)組件。 除了這些組件外，還需要熱風(fēng)焊接站，烙鐵，鑷子，連接線等工具。

　　它是如何工作的？

　　在這個(gè)項(xiàng)目中，小哥使用了心率、皮膚溫度、和皮膚電反應(yīng)等參數(shù)來確定用戶的情緒狀態(tài)。這些參數(shù)通過各種傳感器來測量。

　　整個(gè)系統(tǒng)由STM32L152微控制器來處理，因?yàn)樗墓暮艿汀＿@個(gè)ARM Cortex-M3控制器提供256 KB閃存和32 KB RAM。

　　用了哪些傳感器

　　如框圖所示，三個(gè)傳感器用于獲取自主數(shù)據(jù)。

　　最重要的是采用反射脈搏血氧技術(shù)確定心率的脈搏傳感器。這里，由于血液中的血紅蛋白相對于血液中的氧含量具有不同的光學(xué)性質(zhì)，因此能夠區(qū)分不同的心跳。

　　接下來是皮膚電反應(yīng)傳感器，其實(shí)也就是放置在與身體接觸的T恤內(nèi)部的兩個(gè)電極。這里，微控制器中的12位ADC能夠通過電極感測身體提供的電導(dǎo)。基于人的壓力水平，汗腺被激活，所以皮膚導(dǎo)電性變大。

　　最后，有一個(gè)溫度傳感器嵌入在用戶腋下的T恤下面，幫助讀取體溫。

　　然后由微控制器處理從傳感器處得到的數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生自主數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確值。最終再通過電子墨水顯示屏顯示。

　　電子墨水顯示

　　這里使用的6英寸電子墨水顯示屏是LG的LB060X02。顯示器的驅(qū)動(dòng)是使用uGFX平臺(tái)為STM32L152創(chuàng)建的，用了一個(gè)微型四層PCB。

　　電源電路

　　在該項(xiàng)目中，該系統(tǒng)使用3.7V 600mAh鋰聚合物電池為微控制器和電子墨水顯示器供電。

　　如框圖所示，LD3985提供為STM32L152控制器供電所需的3.3V電源。因?yàn)閮?nèi)部有FET，電子墨水顯示器需要一定范圍的電壓來驅(qū)動(dòng)，+ 22V，-20V，+ 15V和-15V。這些電壓由板載電路產(chǎn)生。

　　LT3463由電池供電，并根據(jù)來自控制器的VPOS_CTRL和VNEG_CTRL信號產(chǎn)生+ 22V（GVDD）和-20V（GVEE）。然后將+ 22V饋送到LM78L15以產(chǎn)生+ 15V（VPOS），并將-20V饋送到LM79L15以產(chǎn)生-15V（VNEG）。 LM358還用于從VPOS和VNEG產(chǎn)生饋送到E-ink顯示器的公共電壓（VCOM）。

　　安裝ChibiOS，GCC，openOCD和uGFX

　　ChibiOS是用于RTOS，HAL等的嵌入式開發(fā)環(huán)境。它可以被認(rèn)為是像STM32這樣的微控制器的輕量級操作系統(tǒng)。 它允許我們使用一組標(biāo)準(zhǔn)的命令來與所有這些不同的控制器相互兼容。

　　連接傳感器

　　接下來，嘗試連接傳感器：心率，GSR和皮膚溫度。

　　將系統(tǒng)嵌入到T恤上

　　您可以即興發(fā)揮創(chuàng)意，按自己的想法把系統(tǒng)裝到T恤上，或者您可以查看我的方法。

　　首先，在T恤上打一個(gè)洞，通過這個(gè)孔可以看到eink屏幕。 為了做到這一點(diǎn)，我已經(jīng)把一塊名為硬布熨燙到T恤的背面。 這種布料在加熱后粘在T恤上，使其變硬。 這樣就可以讓T恤輕松剪裁，因?yàn)榭椢锊粫?huì)卷曲或彎曲。

　　我也使用相同的材料來創(chuàng)建用于保持電子顯示屏和控制器板的口袋。這樣可以刪除這些組件，以便以后可以洗滌襯衫。熱膠也是另一種很好的粘合劑，可用于將零件保持在適當(dāng)位置。