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无线生命体征监测系统

本系统实现了人体心率脉搏、温度的检测功能,并通过NBioT模块使得移动终端或PC端通过访问服务器网址在网页端即可观察测量数据,同时移动设备也可通过蓝牙方式与本系统连接,在APP中可查询数据,并可以通过PC端上位机查看数据。系统硬件部分涉及了心率传感器、体温传感器、STM32套件、蓝牙模块;软件部分包括基于C语言的stm32程序设计、服务器端的网页设计、安卓APP软件设计以及上位机软件设计。

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团队介绍

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团队成员

吴璇 嵌入式工程师

马越 硕士研究生

项目简介
本系统实现了人体心率脉搏、温度的检测功能,并通过NBioT模块使得移动终端或PC端通过访问服务器网址在网页端即可观察测量数据,同时移动设备也可通过蓝牙方式与本系统连接,在APP中可查询数据,并可以通过PC端上位机查看数据。系统硬件部分涉及了心率传感器、体温传感器、STM32套件、蓝牙模块;软件部分包括基于C语言的stm32程序设计、服务器端的网页设计、安卓APP软件设计以及上位机软件设计。
硬件说明

系统的硬件结构如图所示:

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主芯片采用STM32F411RE,本系统基于本次大赛所提供的 Nucleo-F411RE进行开发。

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心率传感器采用PulseSensor传感器,PulseSensor是一款用于脉搏心率测量的光电反射式模拟传感器,将它佩戴在手指或耳垂处,通过导线连接,将模拟信号传输给CPU转换为数字信号,经过相应的算法计算即可得到心率数值。

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原理图如下:

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体温传感器如下图所示:

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它的原理图如图:

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使用该模块时需要连接电源和地,将AD端口接开发板,STM32将对采集的数值进行算法计算,得出具体体温的数值。

wifi模块采用庆科的EMW3080

蓝牙模块采用HC-05,蓝牙HC05是主从一体的蓝牙串口模块,当蓝牙设备与蓝牙设备配对连接成功后,直接将将蓝牙当做串口用。当建立连接,两设备共同使用一通道也就是同一个串口,一个设备发送数据到通道中,另外一个设备便可以接收通道中的数据。当然,对于建立这种通道连接是有一定条件,那就是对蓝牙设置好能进行配对连接的AT模式。

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当建立蓝牙连接后,可以通过手机APP查看数据。

设计完成的PCB如下:

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软件说明

软件设计分为STM32程序设计、上位机软件设计、服务器软件设计、安卓APP程序设计。整体程序框架如下图:

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stm32程序采用C语言进行编程,,基于mbed进行开发,主程序流程图如图所示:

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  代码已公开在github上(MarkStephen)

心率采集的核心算法流程图如下:

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对于体温传感器,传感器采集的温度值与STM32AD接口采集的电压值呈现如下图的线性关系

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编程时直接对其多次采集求均值并进行滤波算法即可得到较为准确的电压值,再进行换算即可得到体温

      服务器端采用java编写,服务器的工作流程如下图所示:

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手机APP采用AndroidStudio进行开发,利用蓝牙通信传输数据,APP程序流程图如下:

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演示效果

整个系统的示意图如下:

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网页界面:

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APP界面(B心跳 T体温):

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上位机界面

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视频演示:

评论区(3 )
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