随着信息技术的不断发展,中小学教育的信息化也在逐步升级,一系列可穿戴设备也加入了中小学的日常教学、生活中。智能手环无疑是可穿戴设备中最亮眼、最普及的设备。从智能手环的诞生开始,心率检测以及步数统计就成为了智能手环最基本也是最广为人知的用途。除此之外,借助无线通信技术,可以定制手环一些在校园中应用的独特功能。以主控芯片STM32WB55CGU6、心率传感器、加速度传感器为基础,设计并实现了一款手环。硬件上给出了传感器与主控的连接配置方案。软件上给出了手环端在心率检测、步数统计、低功耗蓝牙通信、校园特色功能方面的工作流程。对于手环心率检测功能,介绍了基于反射式光电容积脉搏波的心率检测原理,对获取的原始光电容积脉搏波信号运用自适应滤波技术进行了降噪处理,实现了一个利用干净光电容积脉搏波信号的心率计算方法。详细描述了心率传感器的驱动实现技术,实现了心率传感器初始化、获取原始光电容积脉搏波数据的功能。对于手环步数统计功能,介绍了三轴加速度计步原理,实现了基于三轴加速度的波峰检测计步算法。详细描述了加速度传感器的驱动设计,实现了加速度传感器初始化、获取三轴加速度数据流程。对于低功耗蓝牙通信功能,分别完成了基于连接、广播两种方式的低功耗蓝牙通信。基于连接的方式应用于手环与家长端Android手机APP之间;基于广播的方式基于教师端手机APP、教室蓝牙网关、学生手环,应用于校园教学生活场景之中,完成校园特色功能的实现。分别测试了手环的心率检测、步数统计、低功耗蓝牙通信、校园特色功能。测试结果表明,静态心率检测准确,但动态心率检测有一定误差。计步误差随着步数的增多逐渐减小,可以满足日常计步需求。手环与其他设备之间蓝牙数据通信交互正常。