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摘　要

ABSTRACT

1　引 言

1.1 选题背景及实际意义

随着现代生活节奏的加快和健康意识的提升，人们对健康监测和管理的需求日益增长。传统的健康监测设备往往功能单一，无法满足用户对全面健康数据的需求。基于STM32的健康监测系统应运而生，通过集成多种传感器和功能模块，为用户提供全面的健康监测和运动建议。该系统不仅能够实时监测步数、心率、血氧和体温，还能根据用户的运动数据提供个性化的运动建议，并通过WIFI模块实现远程监控和数据上传，为用户和医疗人员提供了便捷的数据访问和分析途径。该系统的实际意义在于，它不仅满足了现代人对健康管理的需求，还为智能家居和可穿戴设备领域提供了一个创新的解决方案，具有广泛的市场应用前景。

1.2 国内外研究现状

1.3 课题主要内容

2　系统设计方案

本设计基于STM32微控制器，通过集成三轴加速度传感器、心率血氧传感器和温度传感器，实现了全面的健康监测功能。系统通过OLED显示屏实时显示消耗的卡路里、体温、心率和血氧值，并根据用户的运动数据提供八种个性化的运动建议。用户可以通过按键设置心率报警阈值和目标卡路里，系统在达到或超过设定值时发出警报。此外，系统通过WIFI模块连接阿里云，实现了远程监控和数据上传，为用户和医疗人员提供了便捷的数据访问和分析途径。

2.1 系统整体方案

2.2 单片机的选择

本设计以STM32单片机为核心控制器，整合多个功能模块，构建了一套基于STM32的健康监测系统。该系统主要由中控部分、输入部分和输出部分组成。中控部分采用STM32单片机，负责采集输入部分的数据，经过内部处理后，控制输出部分的操作。输入部分包括五个模块：首先是三轴加速度传感器，用于精准检测用户的步数；其次是DS18B20温度采集模块，用于实时监测体温；第三是心率血氧检测模块，通过该模块可以获取心率和血氧饱和度的数据；第四是独立按键，用户可以通过按键切换界面、模拟步数增加、设置心率和卡路里的阈值，以及进行数据清零操作；最后是供电电路，为整个系统提供稳定的电源。输出部分则由三个模块构成：首先是OLED显示屏，用于显示运动建议、心率血氧状态、步数以及设置的阈值等信息；其次是蜂鸣器，当检测到心率超过预设阈值时，蜂鸣器会发出警报；最后是WIFI模块，通过该模块，系统可以将采集的数据上传至手机，同时用户也可以通过手机远程设置心率和卡路里的阈值。

2.3 电源方案的选择

2.4 显示方案的选择

2.5 温度检测方案的选择

2.6 三轴加速度传感器（ADX345）的选择

3系统设计与分析

3.1 整体系统设计分析

本设计基于STM32微控制器，构建了一个综合性的健康监测系统。系统通过三轴加速度传感器实时监测用户的步数，心率血氧传感器精确测量心率和血氧饱和度，温度传感器则用于检测体温。数据通过OLED显示屏直观展示，包括消耗的卡路里、体温、心率和血氧值，并根据用户的运动数据提供八种个性化的运动建议。用户可通过按键设置心率报警阈值和目标卡路里，确保健康管理的安全性和有效性。此外，系统还集成了WIFI模块，能够将数据实时上传至阿里云平台，实现远程监控和数据分析，为用户提供全方位的健康管理服务。

3.2 主控电路设计

3.2.1 STM32F103单片机

3.2.2 电源电路和复位电路

3.3 显示模块

3.4 DS18B20传感器检测温度模块

3.5 ESP8266-WIFI模块

3.6心率血氧模块

4 系统程序设计

4.1 编程软件介绍

4.2 主程序流程设计

4.3 按键函数流程图

4.4 显示函数流程图

4.5 处理函数流程图

5 实物调试

5.1 电路焊接总图

5.2 上电显示测试

5.3 心率血氧检测实物测试

5.3 跑步检测实物测试

5.4 设置心率阈值实物测试

5.5 设置目标卡路里实物测试

5.6 云端查看数据实物测试

6 仿真调试

6.1仿真总体设计

6.2温度检测测试

6.3上电显示仿真测试

6.4 设置心率阈值仿真测试

6.5 设置目标卡路里仿真测试

6.6 云端查看数据仿真测试

结  论

参考文献

致  谢

1　引 言

1.1 选题背景及实际意义

随着现代生活节奏的加快和健康意识的提升，人们对健康监测和管理的需求日益增长。传统的健康监测设备往往功能单一，无法满足用户对全面健康数据的需求。基于STM32的健康监测系统应运而生，通过集成多种传感器和功能模块，为用户提供全面的健康监测和运动建议。该系统不仅能够实时监测步数、心率、血氧和体温，还能根据用户的运动数据提供个性化的运动建议，并通过WIFI模块实现远程监控和数据上传，为用户和医疗人员提供了便捷的数据访问和分析途径。该系统的实际意义在于，它不仅满足了现代人对健康管理的需求，还为智能家居和可穿戴设备领域提供了一个创新的解决方案，具有广泛的市场应用前景。

1.2 国内外研究现状

近年来，健康监测系统在国内外得到了广泛的研究和应用。国外研究主要集中在可穿戴设备和智能家居领域，如Apple Watch和Fitbit等产品，通过集成多种传感器和算法，实现了全面的健康监测和运动建议。国内研究则更多关注于物联网和大数据技术的应用，如华为的智能手环和小米的智能体重秤，通过连接云平台，实现了远程监控和数据分析。然而，现有的健康监测系统在功能集成和用户体验方面仍有提升空间。本论文基于STM32微控制器，通过模块化的设计思路，集成了多种传感器和功能模块，实现了全面的健康监测和运动建议，并通过WIFI模块连接阿里云，实现了远程监控和数据上传，为用户和医疗人员提供了便捷的数据访问和分析途径。

1.3 课题主要内容

本设计是基于STM32的健康监测系统，主要实现以下功能：

通过三轴加速度传感器检测当前步数

通过心率血氧传感器检测心率、血氧

通过温度传感器检测体温

通过oled显示消耗的卡路里给出运动建议，共八种运动建议，以及体温，心率血氧值

通过按键设置心率报警阈值与目标卡路里

通过WIFI模块连接阿里云，实现远程监控