描述

深呼吸練習(xí)

深呼吸是處理壓力和焦慮的有效方法。深呼吸運(yùn)動(dòng)可以通過(guò)讓更多的空氣進(jìn)入肺部來(lái)緩解??這些癥狀，使神經(jīng)系統(tǒng)平靜下來(lái)，并使心跳恢復(fù)到正常的節(jié)奏。

放松深呼吸運(yùn)動(dòng)指南/追蹤器可能有助于肺部受損患者在 Covid-19 感染后恢復(fù)。通過(guò)進(jìn)行肺鍛煉，患者可以逐漸恢復(fù)充分的肺活量。

用于 Covid 后恢復(fù)的呼吸運(yùn)動(dòng)追蹤器

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設(shè)備操作與演示

該設(shè)備由兩部分組成：-

• 空氣呼吸嘴
• 控制器盒

吹嘴基本上是一個(gè)流量傳感器，用于吸入和呼出空氣。控制器盒由一個(gè)微控制器開(kāi)發(fā)板和一個(gè)顯示器組成，該顯示器將指導(dǎo)和告知用戶鍛煉過(guò)程。

對(duì)于視覺(jué)指示，有一個(gè)電子紙顯示器，它將提供：-

• 給用戶的呼吸鍛煉指導(dǎo)信息
• 呼吸跟蹤和計(jì)數(shù)信息

除了顯示器之外，還有 RGB LED 會(huì)改變顏色：-

• Blue blinking - Before breathing in
• Blue solid - While breathing in
• Red solid - Holding breath
• Green blinking - Before breathing out
• Green solid - While breathing out
• White solid - Exercise session completed

還有一個(gè)蜂鳴器會(huì)在每次呼吸暫停循環(huán)后發(fā)出蜂鳴聲。

這是一個(gè)演示它是如何工作的：-

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硬件構(gòu)建

該解決方案由以下硬件制成：-

• TIVA tm4c123 開(kāi)發(fā)板：此微控制器板用于構(gòu)建此原型
• 1.54 英寸電子紙顯示屏：顯示用戶呼吸鍛煉說(shuō)明、呼吸計(jì)數(shù)、會(huì)話完成信息
• 板載 RGB LED：此 RGB LED 快速向用戶顯示吸氣、屏氣、呼氣隊(duì)列
• 流量傳感器：在吸氣和呼氣時(shí)感應(yīng)氣流
• 蜂鳴器：每個(gè)呼吸周期后發(fā)出蜂鳴聲
• 紅色塑料盒：項(xiàng)目外殼
• 綠膠帶：掩蓋設(shè)備

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1 / 2 ? Tiva tm4c123 開(kāi)發(fā)板和e紙顯示器

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我將 Tiva 微控制器開(kāi)發(fā)板放在一個(gè)紅色塑料盒中，為顯示器做了一個(gè)切口，并用熱膠和綠色膠帶將其固定。我還使用了一小塊熱膠棒作為光管來(lái)傳輸來(lái)自 Tiva 開(kāi)發(fā)板上 RGB LED 的光。流量傳感器通過(guò)長(zhǎng)的母母跳線連接到開(kāi)發(fā)板。該設(shè)備由 5V 移動(dòng)電源供電，但也可以使用 3 節(jié) AA 電池。

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1 / 5 ?控制箱內(nèi)

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所有連接均根據(jù)此原理圖進(jìn)行：-

示意圖

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固件開(kāi)發(fā)

該代碼是在支持標(biāo)準(zhǔn) Arduino API/功能的Energia IDE上用 C 語(yǔ)言編寫(xiě)的。除此之外，它還支持微控制器外設(shè)的 Tiva API。任何熟悉 Arduino 生態(tài)系統(tǒng)和 C 編程的人都會(huì)理解代碼。為了便于理解，我對(duì)代碼進(jìn)行了大量注釋。

用于編寫(xiě)固件的 Energia IDE

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以下資源有助于詳細(xì)了解 API/功能：-

• TIVA 外設(shè)驅(qū)動(dòng)程序庫(kù) API 指南
• Energia IDE API

固件中發(fā)生了什么？

tm4c123 微控制器通過(guò) SPI 接口驅(qū)動(dòng)電子紙顯示屏，并在上電后顯示一些介紹信息和徽標(biāo)。

接下來(lái)，顯示屏?xí)蛴脩麸@示通過(guò)吹嘴吸氣的信息，并且藍(lán)色 LED 會(huì)持續(xù)閃爍。當(dāng)用戶通過(guò)吸嘴（流量傳感器）呼吸空氣時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生脈沖，并通過(guò)微控制器的 GPIO 引腳上的下降沿中斷來(lái)檢測(cè)這些脈沖。藍(lán)色 LED 在呼吸過(guò)程中持續(xù)亮起。當(dāng)用戶停止呼吸時(shí)，中斷也停止，藍(lán)色 LED 變?yōu)榧t色，顯示屏顯示用戶屏住呼吸約 4 秒。之后，紅色 LED 熄滅，綠色 LED 開(kāi)始閃爍。顯示屏將再次更改消息并告訴用戶呼氣，流量傳感器產(chǎn)生的脈沖再次感測(cè)到呼氣，在此期間綠色 LED 保持穩(wěn)定。一旦中斷停止，呼吸計(jì)數(shù)器就會(huì)增加，在 eeprom 上保存的呼吸總數(shù)。

整個(gè)程序循環(huán)，直到用戶完成給定的呼吸次數(shù)，然后顯示器顯示練習(xí)完成。

結(jié)論

呼吸運(yùn)動(dòng)追蹤器是一種幫助/指導(dǎo)希望定期完成一致的深呼吸課程的人的設(shè)備。這是一種激勵(lì)工具，可幫助人們?cè)趶?Covid-19 感染中恢復(fù)后感覺(jué)沒(méi)有活力時(shí)恢復(fù)肺活量。它將幫助患者放松、恢復(fù)精力和平衡。

當(dāng)然，你不需要呼吸運(yùn)動(dòng)追蹤器來(lái)做呼吸運(yùn)動(dòng)，就像你不需要計(jì)步器來(lái)走路/跑步一樣。

但是，它有助于通過(guò)呼吸鍛煉來(lái)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。