编号：
CJ-32-2022-088-LW
设计摘要：
本文设计并实现了一个基于STM32F103C8T6单片机的智能家庭健康监护系统。该系统以STM32F103C8T6为核心控制器，结合多种传感器和模块，实现了对家庭成员健康状况的实时监测和远程控制。系统主要包括中控部分、输入部分和输出部分。中控部分采用STM32F103C8T6单片机，负责数据的采集、处理和控制输出。输入部分包括DS18B20温度采集模块、心率检测模块、独立按键和供电电路，分别用于检测环境温度、心率、用户交互和系统供电。输出部分包括OLED显示屏、蜂鸣器和WIFI模块，用于显示监测数据、报警提示和远程数据传输。系统通过WIFI模块将检测到的温度和心率数据发送至用户的手机，用户可以远程监控和设置温度、心率的阈值。实验结果表明，该系统能够有效监测家庭成员的健康状况，并在异常情况下及时报警，具有较高的实用性和可靠性。
关键词：STM32F103C8T6，智能家庭，健康监护，物联网，温度监测，心率检测
字数：10000+
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摘 要
ABSTRACT
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
1.2 国内外研究现状
1.3 课题主要内容
2 系统设计方案
2.1 系统整体方案
2.2 单片机的选择
2.3 电源方案的选择
2.4 显示方案的选择
3系统设计与分析
3.1 整体系统设计分析
3.2 主控电路设计
3.3 显示模块
3.4 ESP8266-WIFI模块
3.5 心率血氧模块
3.6 DS18B20传感器检测温度模块
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 WiFi模块配网
5.3 设置阈值实物测试
5.4 超过阈值蜂鸣器报警实物测试
6 仿真调试
6.1仿真总体设计
6.2按键设置阈值测试
6.3超过阈值蜂鸣器报警仿真测试
结 论
参考文献
致 谢
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
随着社会的快速发展和人们生活水平的提高，健康问题逐渐成为社会关注的焦点，尤其是在老龄化社会背景下，家庭成员的健康状况不仅关系到个人的生活质量，还对整个社会的医疗资源分配和家庭经济负担产生重要影响。传统的健康监测方式通常依赖于医院或专业医疗机构，这种方式不仅成本高昂，而且无法实现实时监测和远程管理。因此，开发一种能够在家中实时监测健康状况的智能系统具有重要的现实意义。物联网技术的快速发展为智能家庭健康监护系统的设计提供了技术支持，通过将传感器、控制器和通信模块相结合，可以实现对家庭成员健康数据的实时采集、处理和传输。基于STM32F103C8T6单片机的智能家庭健康监护系统正是这一技术趋势的产物，STM32F103C8T6作为一款高性能、低功耗的微控制器，具有丰富的外设接口和强大的数据处理能力，能够满足复杂健康监测系统的需求。该系统的实际意义主要体现在以下几个方面：首先，通过实时监测家庭成员的体温、心率等关键健康指标，系统能够及时发现潜在的健康问题，帮助家庭成员更好地管理自身健康，提升家庭健康管理水平；其次，传统的健康监测方式依赖于医院或诊所，而智能家庭健康监护系统可以在家中完成大部分健康数据的采集和分析，从而减轻医疗机构的负担，减轻医疗资源压力；再次，通过WIFI模块，系统可以将健康数据实时传输至用户的手机或其他智能设备，用户可以随时随地查看家庭成员的健康状况，特别适用于需要长期监护的老年人和慢性病患者，实现远程监护；最后，该系统的设计和实现为物联网技术在家庭健康领域的应用提供了典型案例，推动了物联网技术在智能家居、智慧医疗等领域的进一步发展，促进物联网技术应用。综上所述，基于STM32F103C8T6单片机的智能家庭健康监护系统不仅具有重要的理论研究价值，还具有广泛的应用前景，能够为家庭健康管理提供有效的技术支持，具有显著的社会和经济效益。
1.2 国内外研究现状
在国内，随着物联网技术的快速发展，智能家庭健康监护系统的研究逐渐成为热点。近年来，国内学者和企业纷纷投入到这一领域的研究中，取得了一定的成果。例如，清华大学和北京航空航天大学等高校的研究团队在智能健康监测设备的设计与实现方面进行了深入研究，开发了基于多种传感器的家庭健康监测系统，能够实时监测心率、血压、血氧等生理参数。此外，华为、小米等科技公司也推出了多款智能健康设备，如智能手环、智能血压计等，这些设备通过与手机APP的结合，实现了健康数据的实时采集和远程管理。然而，国内的研究仍存在一些不足之处。首先，大多数系统在数据处理和分析方面仍依赖于传统的算法，缺乏智能化和自适应能力。其次，系统的集成度和兼容性有待提高，不同设备之间的数据共享和协同工作仍面临挑战。最后，国内在智能家庭健康监护系统的标准化和规范化方面仍需进一步完善，以确保系统的安全性和可靠性。
在国外，智能家庭健康监护系统的研究起步较早，技术相对成熟。美国、欧洲和日本等发达国家和地区在智能健康监测领域取得了显著进展。例如，美国的IBM公司和Google旗下的DeepMind团队在健康数据分析和人工智能算法方面进行了深入研究，开发了基于机器学习的健康预测模型，能够提前预警潜在的健康风险。此外，欧洲的飞利浦公司和日本的松下公司也推出了多款智能健康设备，这些设备不仅能够实时监测生理参数，还能通过云平台实现数据的远程存储和分析。国外的研究在以下几个方面具有显著优势：首先，国外的研究更加注重系统的智能化和自适应能力，通过引入人工智能和机器学习技术，能够实现对健康数据的智能分析和预测。其次，国外的研究在系统的集成度和兼容性方面取得了较大进展，不同设备之间的数据共享和协同工作更加顺畅。最后，国外在智能家庭健康监护系统的标准化和规范化方面也走在了前列，制定了多项国际标准，确保了系统的安全性和可靠性。
总体来看，国内外在智能家庭健康监护系统的研究方面都取得了一定的成果，但仍存在一些不足之处。国内的研究在系统的智能化和集成度方面有待提高，而国外的研究在智能化和标准化方面具有显著优势。未来，随着物联网技术和人工智能技术的进一步发展，智能家庭健康监护系统将在家庭健康管理中发挥更加重要的作用，为人们的健康生活提供更加全面和便捷的服务。
1.3 课题主要内容
本设计是基于物联网的智能家庭健康监护系统设计，主要实现以下功能：
1、检测心率和体温，数值不正常进行报警；
2、OLED显示温度和心率；
3、通过WiFi模块连接腾讯云，将数据发送给手机；
4、通过按键和云端可以设置阈值；
