一张能测心电图的 PCB 名片，扫个码就能看心率

一、项目概述

ECG PCB Business Card 是一款由开发者 Silbøwald Simon Bowald 设计的开源教育类单导联心电图（ECG）演示项目，它将完整的心电采集电路集成在一张信用卡尺寸的 PCB 名片上，通过超声波信号传输数据，配合纯前端网页应用，即可在普通手机上实现心电图波形、心率 / HRV 的实时显示，无需专业医疗设备或复杂实验室环境。

项目包含完整的硬件设计文件（KiCad 原理图 / PCB、BOM 清单）与前端网页代码，旨在以低成本、易上手的方式，向电子工程爱好者与生物电技术入门者展示心电信号采集、处理与传输的完整流程，同时赋予电子项目创意社交属性。

二、核心功能与设计亮点

1. 核心功能

心电信号采集：通过名片上的左右手指电极触点，采集单导联心电信号，内置电路完成信号放大、滤波与预处理。
超声波数据传输：将处理后的心电信号调制为超声波载波，通过手机麦克风接收音频信号，在浏览器端解析还原心电波形。
双供电方案：
- 基础模式：CR1220 纽扣电池供电，低功耗设计支持长期使用，闲置电流仅 1μA，可长期放置在名片夹中备用。
- 拓展模式：安卓设备支持 NFC 能量采集供电，实现 “无电池演示”，进一步降低上手门槛。
网页端实时解析：纯前端网页应用，无需安装 APP，扫描名片背面的二维码即可打开，支持波形显示、心率 / HRV 计算，兼容主流浏览器。

2. 关键硬件设计

模块	核心器件与功能
心电前端电路	AD8233 单导联心电模拟前端，集成仪表放大器与低通滤波器，精准采集手指电极的微弱心电信号，抑制环境噪声。
超声波载波生成	LTC690 定时器 / 压控振荡器，生成 FM 超声波载波，将心电信号调制为可通过空气传播的音频信号，避免蓝牙等额外通信模块的成本与复杂度。
NFC 供电与通信	ST25DV NFC 标签，支持安卓设备的 NFC 能量采集，同时可存储名片信息与项目二维码，兼顾供电与数据交互。
名片式 PCB 设计	标准信用卡尺寸，正面印有 L/R 标识的手指电极触点，背面印有项目二维码、波形示例与开发者信息，兼具功能性与社交展示性。

3. 软件系统架构

前端网页应用：基于 HTML、JavaScript 与 CSS 开发，无后端依赖，本地运行或直接访问即可使用。。
信号解析流程：手机麦克风采集超声波信号 → 音频解码与解调 → 心电数据还原 → 实时绘制心电图波形 → 计算并显示心率 / HRV 指标。
权限与兼容性：仅需麦克风权限即可运行，iOS 设备推荐 Safari 浏览器，安卓设备推荐 Chrome 浏览器，适配主流移动设备。

三、快速上手流程

硬件准备：插入 CR1220 纽扣电池，注意电极极性需与 PCB 上的标识一致。
网页访问：使用手机扫描名片背面的二维码，或直接访问项目网页，允许浏览器获取麦克风权限。
信号采集：双手拇指按压名片上标注 L/R 的电极触点，保持手臂放松、静止，减少运动伪影。
波形显示：点击网页中的 “Start” 按钮，即可在浏览器中实时查看心电图波形与心率数据。

四、注意事项与局限性

使用限制：本项目为 DIY 教育演示设备，非医疗设备，采集的信号精度与稳定性无法达到临床标准，不可用于诊断、监测或临床决策。
信号质量影响因素：
- 手指皮肤干燥、按压压力不足会导致信号噪声增大；
- 环境强噪声、手机距离过远、蓝牙音频设备干扰会影响超声波信号接收；
- 金属手机壳 / 背板会干扰 NFC 能量采集，无电池模式下需移除。
兼容性限制：NFC 能量采集功能仅支持安卓设备，iOS 设备不支持连续 NFC 供电模式。

五、项目价值与应用场景

教育与学习：为电子工程爱好者提供了完整的生物电采集项目案例，覆盖 PCB 设计、模拟电路、信号调制、前端解析等多领域知识，适合作为入门实践项目。
创意社交展示：以 PCB 名片的形式，让电子工程师的作品兼具功能性与趣味性，成为技术交流中的独特名片。
低成本演示方案：无需专业设备，仅需一张 PCB 名片与一部手机，即可完成心电信号采集的演示，适合课堂分享、开源社区交流等场景。

六、开源与二次开发

项目基于 MIT 协议开源，所有硬件与软件文件均可自由获取、修改与二次开发：

硬件文件：KiCad 工程文件（原理图、PCB）、BOM 清单、制造 Gerber 文件；
软件代码：前端网页应用的完整源码，支持本地部署与功能扩展；
拓展方向：可优化信号处理算法提升波形质量、增加多导联采集功能、适配更多供电方案等。

七、License

MIT license

八、项目地址

https://github.com/SiBowald/ecg-pcb-business-card