#打卡不停更# HarmonyOS - 基于ArkUI(ETS) 实现心电图组件

Posted 2022-10-27

作者：杨尚晓

前言

随着大家生活水平的提升，越来越多的人注重自身身心健康，养生成了目前比较热门的活动。心电图是检测心脏活动状态的直观表现，可以通过心电图来观察人提的健康状况。 响应鸿蒙万物互联的口号，肯定少不了智能设备和心电检测设备的互联。所以本文实现了简单的心电图功能UI展示。

效果图

组件API

ygEcg

属性名	类型	默认值	描述
ecgData	EcgDataType	-	配置心电图的信息

接口 EcgDataType

参数名	参数类型	必填	默认值	参数描述
data	Array<number>	是	-	心电数据源
timeStep	number	是	40	每一小格代表时间(毫秒)，x轴方向
mvStep	number	是	0.1	每小格表示电压(毫伏/mv)，y轴方向
waveLineColor	string	是	-	波线颜色
gridColor	Array<string>	是	-	网格颜色，第一个为小网格，第二个为大网格
maxTime	number	是	-	图标显示最大时间区域(毫秒)
width	number	是	-	画布宽度
height	number	是	-	画布高度
backgroundColor	string	是	-	画布背景色

组件调用

// import 引入接口和组件
import ygEcg,EcgDataType from ./../common/compontents/ygEcg

@Entry
@Component
struct Index 
    @State ecgData:EcgDataType = 
        data: [
        0, 0, 0, 0.1, 0, 0, 0, -0.2, 1.5, -0.4, 0, 0, 0, 0.1, 0.2, 0.1, 0, 0, 0,
        0, 0, 0, 0.1, 0, 0, 0, -0.2, 1.0, -0.4, 0, 0, 0, 0.1, 0.2, 0.1, 0, 0, 0,
        0, 0, 0, 0.1, 0, 0, 0, -0.2, 1.0, -0.4, 0, 0.1, 0, 0.1, 0.2, 0.1, 0, 0, 0,
        0, 0, 0, 0.1, 0, 0, 0, -0.2, 2.0, -0.3, 0, 0, 0, 0.1, 0.2, 0.1, 0, 0, 0,
        0, 0, 0, 0.1, 0, 0, 0, -0.2, 1.0, -0.4, 0, 0, -0.1, 0.1, 0.2, 0.4, 0, 0, 0,
        0, 0, 0, 0.1, 0, 0, 0, -0.2, 1.0, -0.4, 0, 0, 0, 0.1, 0.2, 0.2, 0, 0, 0,
        0, 0, 0, 0.1, 0, 0, 0, -0.2, 1.0, -0.4, 0, 0.1, 0, 0.1, 0.2, 0.1, 0, 0, 0,
        0, 0, 0, 0.1, 0, 0, 0, -0.2, 1.0, -0.4, 0, 0, 0, 0.1, 0.2, 0.1, 0, 0, 0,
        0, 0, 0, 0.1, 0, 0, 0, -0.2, 1.0, -0.4, 0, 0, 0, 0.1, 0.2, 0.1, 0, 0, 0,
        ],
        timeStep: 40, // 每一小格表示40毫秒，x轴方向
        mvStep: 0.1, // 每小格表示0.1mv，y轴方向
        waveLineColor: #181818, // 波线颜色
        gridColor: [#ffa5a5,#dd0000], // 网格颜色，第一个为小网格，第二个为大网格
        maxTime: 6000,
        width: 700,
        height: 300,
        backgroundColor: #fff
    
    build() 
        Row()
          ygEcg(ecgData: $ecgData)
        
        .justifyContent(FlexAlign.Center)
        .alignItems(VerticalAlign.Center)
        .width(100%)
        .height(100%)
        //    .backgroundColor(#151515)
    

实现前的准备

在写这个demo之前，以为心电图应该就是现在简单的上下波动的折线图 以为是这样的(图片来源于网络) 实际上医学上心电图是这样的(图片来源于网络) 最后上网补了一下相关知识，大概了解到的对应的波形和走纸速度的关系(图片来源于网络)

因为没有见过真实的数据结构，所以参考了上图的波形和走纸速度，自己模拟了一组数据

实现原理

通过使用canvas组件，绘制一个类似医学上的心电图纸网格，然后通过心电源数据，绘制对应的折线形成心电波形

实现过程

1. 创建canvas画布

@Component
struct ygEcg 
  private settings: RenderingContextSettings = new RenderingContextSettings(true);
  private ctx: CanvasRenderingContext2D = new CanvasRenderingContext2D(this.settings)
  @Link ecgData: EcgDataType;
  build() 
    Canvas(this.ctx)
      .onReady(()=>
      )
      .width(this.ecgData.width)
      .height(this.ecgData.height)
      .backgroundColor(this.ecgData.backgroundColor)
  

2. 绘制小网格

因为通上面的心电波形图解得知，默认一个小网格的走纸速度是0.04秒，也就是40毫秒，通过传入的数据timeStep字段控制 那么要绘制多少个小格呢？通过画布宽度，和maxTime字段（最大的显示时间，上面代码案例是6000毫秒）可以计算得知，将要绘制 6000/40=150小格

  // 组件生命周期
  aboutToAppear() 
    // 计算每1小格需要绘制的宽度
    this.littleGridSize = Math.floor(this.ecgData.width / (this.ecgData.maxTime / this.ecgData.timeStep))
    // 计算每1大格需要绘制的宽度（每5小格是1大格）
    this.LargeGridSize = this.littleGridSize * 5
  
//   绘制小格
  drawLittleGrid = ():void => 
    let c = this.ctx;
    let width:w, height: h = this.ecgData;
    c.strokeStyle = this.ecgData.gridColor[0];
    c.lineWidth = 0.5;
    c.beginPath();
    for(let x = 0; x <= w; x += this.littleGridSize)
      c.moveTo(x, 0)
      c.lineTo(x, h)
      c.stroke()
    
    for(let y = 0; y <= h; y += this.littleGridSize)
      c.moveTo(0, y)
      c.lineTo(w, y)
      c.stroke()
    
    c.closePath();
  

3. 绘制大网格

每1大格等于5小格

//  绘制大格
  drawLargeGrid = ():void => 
    let c = this.ctx;
    let width:w, height: h = this.ecgData;
    let lg = this.LargeGridSize;
    c.strokeStyle = this.ecgData.gridColor[1];
    c.lineWidth = 0.5;
    c.beginPath();
    for(let x = 0; x <= w; x += lg)
      c.moveTo(x, 0);
      c.lineTo(x, h);
      c.stroke();
    
    for(let y = 0; y <= h; y += lg)
      c.moveTo(0, y);
      c.lineTo(w, y);
      c.stroke();
    
    c.closePath();
  

最后绘制的结果如图

4. 绘制心电波形

获取画布高度的一半位置，作为心电波形的基线，在基线的基础上，通过心电数据源，将每个数据在基线上通过对数据的偏于来绘制点线，最后形成一个折线状态的心电波形线

// 数据视图更新
  update = (data?: Array<number>):void => 
    let c = this.ctx;
//    c.clearRect(0, 0, this.ecgData.width, this.ecgData.height)
    c.beginPath();
    c.strokeStyle = this.ecgData.waveLineColor;
    c.lineWidth = 1.2;
    c.lineJoin = round
    c.lineCap = round
    let point = data || this.ecgData.data;
    if(point.length === 0) return;

    //开始遍历输出数据
    c.moveTo(0, Math.floor(this.ecgData.height / 2))
    for (let i = 0; i < point.length; i++) 
      let x = i * this.littleGridSize;
      let y = Math.floor(this.ecgData.height / 2) + point[i] * this.LargeGridSize * -1
      c.lineTo(x, y);
      c.stroke();
    
    c.closePath();

  

刷新预览器看看效果

5. 最后一步实现心跳的动画效果

这里的动画刷新时间是根据配置的心电图步长来做定时器的时间，默认是40毫秒，也就是每一小格走纸的时间。这样就可以保持跟实际时间对应，不会出现心跳快慢的问题。 当然，这里还是有写误差的，因为代码执行的过程也是消耗时间的，会比实际时间多一丢丢

//  获取心律数据
  getEcgData = ():void => 
    let points = this.ecgData.data;
    //最后传递出去的数据
    let pointsLast = [];
    //当前取到了第几个数据了
    let currInedx = 0;
    let timer = null;
    clearInterval(timer)
    timer = setInterval( ()=> 
      if(currInedx < points.length)
        currInedx ++;
        pointsLast = points.slice(0,currInedx)
        this.update(pointsLast)
       else 
        clearInterval(timer)
      
    ,this.ecgData.timeStep)
  

最后再来看一下心电图的动画效果

代码地址

https://gitee.com/yango520/yg-ecg2

总结

绘制这个心电图没有用到重绘机制，动画效果是每次绘制的时候覆盖在原有的波形线上的，但是这样会比重绘整个画布性能更好一些。 通过实现这个demo之后，对心电图上的信息有了全新的了解，我觉得大家都可以去学会看心电图来分析心脏状况，自己理解了总比别人告知更有说服力。

避坑小技巧

1. 当代码大变更的时候(一般复制出来单独做一个文件的时候)，需要在build选项卡里清理项目，不然也不报错，也不刷新，但是样式就是错乱。
2. 预览器开久了之后，当一段时间不动了，再次刷新开启都一直卡着开启中进不去，需要关闭IDE重新打开才可以用。

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