摘要：現(xiàn)在的科技迅猛發(fā)展，迫使人們的生活節(jié)奏也隨之加快，加之生活環(huán)境受污染，讓人們也不得不走出自己所熟悉的舒適圈，促使人類的健康狀態(tài)也在不斷的下滑?，F(xiàn)在，大部分的身體健康監(jiān)測設備都體積笨重，且檢測的精度不高，因此一款具備高精度、小體積、便攜帶的生理監(jiān)護儀有著很大的社會價值和意義。本文所設計的便攜式多功能醫(yī)用檢測儀是以高性能的STM32單片機為控制核心，具有血氧心率等檢測功能，可實現(xiàn)對生理參數(shù)遠程監(jiān)控。該檢測儀能對人體的生理參數(shù)中的體溫、血氧、心率參數(shù)進行精準的測量，能設置各參數(shù)的觸發(fā)值，且檢測的參數(shù)能顯示在液晶屏上，并通過WiFi ESP8266無線模塊。同時，可將檢測到的參數(shù)傳輸?shù)揭苿佣耸謾CAPP上，在下位機和手機APP上發(fā)出警報，提醒用戶注意當前的身體狀況。

　　關鍵詞：STM32;體溫檢測;血氧心率檢測;手機APP

　　1 引言

　　隨著社會發(fā)展，我國國民生活消費水平日漸提升，身體健康問題已成當前國民主要問題。因此有一款具備高精度、小體積、便攜帶的多功能檢測儀來檢測身體生理參數(shù)指標，對了解人體身心健康有非常重要的作用。

　　使用者可以通過按鍵，或者通過手機WiFi 及APP對體溫、血氧、心率等生理參數(shù)的控制值進行本地設置和遠程無線設置。當檢測到體溫、血氧、心率中任意一項出現(xiàn)異常時，將利用蜂鳴器作為報警器件發(fā)出警報聲，從而達到提醒的效果同時也會把報警信號發(fā)送到手機APP上。

　　2 系統(tǒng)的設計內(nèi)容

　　血氧心率檢測系統(tǒng)是一種基于單片機控制人體生理參數(shù)的遠程檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)是在傳統(tǒng)的監(jiān)護儀基礎上進行改進的，對傳統(tǒng)監(jiān)護儀中存在的低自動化、低精度、不具備遠程監(jiān)控等缺點進行了完善。為實現(xiàn)對人體生理參數(shù)的測量，將利用溫度傳感器、血氧心率傳感器對人體生理參數(shù)中的體溫、血氧、心率進行實時的測量，檢測的體溫、心率、血氧信息將通過顯示屏給予顯示，同時也能通過無線通信技術，將檢測的信息顯示在移動端手機APP上。

　　人體生理參數(shù)檢測系統(tǒng)的設計主要以嵌入式處理器STM32為控制器，控制和協(xié)調各模塊間的運行，利用溫度傳感器DS18B20檢測人體體溫，利用血氧心率傳感器MAX30102檢測人體血氧參數(shù)和心理參數(shù)，通過OLED屏幕顯示檢測到的參數(shù)信息。利用無線通信WiFi模塊ESP8266實現(xiàn)檢測端與移動監(jiān)控端手機之間信息的傳輸。當檢測到體溫、血氧或心率參數(shù)出現(xiàn)異常時，通過蜂鳴器和手機APP來發(fā)出異常報警，從而提醒使用者進行及時的預防和處理。根據(jù)控制要求，該小車主要由控制模塊、通信模塊、顯示模塊、電機模塊、傳感模塊和軟件APP等組成，其整體電路結構框圖如圖1所示。

　　3 系統(tǒng)模塊設計

　　3.1 控制模塊

　　STM32F103C8T6處理器的運行處理能力快，運行頻率為72MHz。且擁有周期乘法、硬件除法的存在，因此跑指令功能特別強。同時核心板上自帶有復位功能，可進行上電、斷電復位功能。有電壓檢測器，該檢測器可以通過軟件編寫程序來控制。有內(nèi)嵌RC振蕩器，其中調好的有8MHz，而標準的有40KHz。還具備RTC振蕩器為32KHz，該振蕩器具有校準功能。有模數(shù)轉換器，為兩個12位高速模數(shù)轉換器。其中具有快速控制功能的IO口37個，且所有的IO口，具有映射功能，能映射到16個外部中斷。有串口通信功能，共有三組，方便多組串口通信之間的控制使用?，F(xiàn)已被應用到各種自動化的控制系統(tǒng)中。

　　在STM32F103C8T6核心板設計時，為了應對不同供電電源，加入一個穩(wěn)壓電路，從而穩(wěn)定外部輸入的電源。為了使電路中輸出的電壓紋波，得以消除，提高信號的穩(wěn)定，會設計一個濾波電路，主要起到抑制、防止干擾效果。

　　3.2 體溫檢測模塊

　　本設計中使用數(shù)字型溫度傳感器DS18B20來實現(xiàn)體溫的檢測，該溫度傳感器有著體積小、高抗性、高精度等優(yōu)點。溫度傳感器DS18B20使用簡單，與外部的處理器通過單總線來完成檢測信息的通信。精度高是指測量的溫度誤差小溫差不到0.5℃。分辨率高是指傳感器自帶12位分辨率，且測量的最高分辨率可達0.0625℃，分辨率可根據(jù)需求來相應的上調或者下調。

　　DS18B20在工作時，傳感器中的低溫系數(shù)晶振和高溫系數(shù)晶振，這兩者所產(chǎn)生的晶體震蕩頻率，都會因受到外部的不同溫度變化而產(chǎn)生相應的影響，如將低溫系數(shù)晶振表示為Y1，而高溫系數(shù)晶振表示Y2，當DS18B20受到外面溫度的影響時，Y1就會受到影響，但該影響相對較小，而Y2也會受到影響，但Y2的影響會發(fā)生很大。Y1所產(chǎn)生的脈沖信號將輸入到計數(shù)器1中，而Y2所產(chǎn)生的脈沖信號將輸入到計數(shù)器2中。如將計數(shù)器1表示為C1，計數(shù)器2表示為C2，DS18B20在開始之前就會在C1和溫度寄存器中設置一個溫度基數(shù)，這個基數(shù)值是一個和-55℃溫度值相匹配的值。在DS18B20工作時，C1每次接受到Y1所產(chǎn)生的脈沖信號后，C1就會做出相應的反應，即自動對當前的基數(shù)進行減操作(自動減1)，直到將設置的基數(shù)值為0℃，而這時的溫度寄存器將自動進行加操作(自動加1)，與此同時C1也將自動循環(huán)進行重載基數(shù)的操作，該循環(huán)操作一直到C2數(shù)值為0℃為止，溫度寄存器中的數(shù)值將不再進行加1操作，而下一個時鐘周期后，將讀出寄存器中的數(shù)值，此時讀出的數(shù)值便是當前所測量的物體溫度值。

　　3.3 心率血氧檢測模塊

　　MAX30102傳感器測量的精度高，采用IIC輸出，功耗非常低，且能利用軟件來控制模塊的關斷。

　　MAX30102血氧心率傳感器是利用光電容積法來完成血氧濃度和心率的測量，MAX30102傳感器工作時，會發(fā)出一道紅外檢測光源，當人將手指，或者手腕放到傳感器上，紅外光就會透入到人體血管，會給當前脈搏內(nèi)的充血容積產(chǎn)生變化。

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