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编号：

T4342402M

设计简介：

本设计是基于物联网的个人健康助手的研究与实现，主要实现以下功能：

通过温度传感器可以检测体温，通过心率模块可以检测心率，通过重力传感器检测体重，通过血压模块检测血压，通过超声波模块检测身高
通过WiFi连接云平台，可以在手机端查看数据，以及查看历史数据
通过显示屏可以显示数据
通过按键可以保存数据，以及查看历史数据

电源： 5V
传感器：温度传感器，心率传感器，血压检测模块，重力传感器，超声波模块
显示屏：OLED12864
单片机：STM32F103C8T6
执行器：蜂鸣器
人机交互：独立按键，WiFi模块

标签：STM32、OLED12864、DS18B20、ESP8266、MAX30102、HX711、MKS-141、HC-SR04

题目扩展：基于单片机的智能体检系统，基于物联网的心率血压监测系统，基于单片机的老年人健康检测系统

基于 STM32 的个人健康助手设计与实现

一、主控部分

核心：STM32 单片机

功能：获取输入数据、内部处理、控制输出

二、输入部分

1. 超声波测距模块：测量用户身高数据
2. DS18B20 温度采集模块：检测用户体温
3. 心率血氧检测模块：检测用户心率与血氧饱和度值
4. 血压监测模块：监测用户血压值
5. 称重模块：获取用户体重数据
6. 独立按键：用于切换系统界面、清除存储记录、存储健康数据
7. 供电电路：为整个个人健康助手系统供电

三、输出部分

1. OLED 显示模块：显示用户身高、体重、体温、心率、血压值，同时显示健康数据历史记录界面
2. 蜂鸣器报警模块：当检测到用户心率或血压超过设定阈值时，触发蜂鸣器报警
3. WIFI 模块：通过 WIFI 网络将用户健康数据上传至云平台，同时连接手机 APP，支持健康数据查看与系统相关控制

第 5 章 实物调试

5.1 整体实物构成

该设计以单片机为核心，搭配 Type-c 口电源电路用于供电，通过心率血氧传感器采集生理数据，称重模块获取体重信息，还有超声波测距、温度采集、显示、蜂鸣器、独立按键及 WIFI 模块等，共同构建个人健康监测系统，实现多维度健康数据采集、处理与交互。

先准备好焊接工具（电烙铁、焊锡丝、助焊剂等）与元器件，清理电路板焊盘。接着，按照从低到高、先小后大的顺序，依次将电阻、电容、二极管等小型元器件，以及传感器、单片机、接口等模块焊接到对应焊盘，确保焊点饱满、无虚焊，最后检查焊接质量，完成硬件组装。

焊接时，电烙铁温度要适宜，避免烫坏元器件或电路板；焊接小型贴片元件，需精准对位，防止短路；处理静电敏感元件（如单片机），要做好防静电措施（接地、使用防静电工具）；焊接后及时清理焊渣，检查焊点是否牢固、有无连锡，保障硬件电路稳定可靠，避免因焊接问题影响系统功能。整体实物如图 5-1 所示：

图 5-1 整体实物图

5.2 各项参数监测功能测试

该个人健康助手设计具备多项参数监测功能。通过超声波测距模块，可对身高进行测量，辅助了解人体基本身体参数；利用温度采集模块，能够实时检测体温，为健康状况的初步判断提供依据。称重模块可精准获取体重数据，便于进行体重管理和健康评估。心率血氧传感器能实时监测心率与血氧饱和度，及时反馈心血管及呼吸系统相关的健康状态。不过从显示屏显示来看，血压数值暂时显示为 “000”，可能是未进行测量或测量功能存在调试问题，若正常工作，血压监测模块则可对收缩压、舒张压等血压指标进行监测，帮助使用者了解自身血压情况，以便及时发现潜在的健康风险。此外，独立按键可用于操作切换界面、清除存储记录以及存储数据等，实现人机交互；OLED 显示屏则直观呈现各项监测数据，方便使用者查看。各项参数监测功能图如下图 5-2 所示。

图 5-2 各项参数监测功能图

5.3 手机查看历史数据功能测试

这款个人健康助手通过内置的 WIFI 模块实现数据上传功能。当硬件设备采集到身高、体温、心率、血压、体重等各项健康数据后，会将其发送至云平台。与之配套的手机 APP 能够与云平台建立连接，使用者点击手机 APP 中 “查看记录” 等相关功能按钮，即可从云平台获取存储的历史健康数据。这样一来，用户能在手机上便捷查看过往的健康信息，不仅有助于长期跟踪自身健康状况的变化趋势，还能为健康管理和疾病预防提供有力的数据支持，比如通过对比不同时间段的体温数据，判断是否存在身体异常发热的情况，或是分析心率的长期波动，评估心脏功能状态。手机查看历史数据功能测试如下图 5-3 所示：

图 5-3 手机查看历史功能测试图

第 6 章 软件调试

6.1 软件介绍

Proteus 8.15 是一款由 Labcenter Electronics 开发的电子设计自动化（EDA）软件。它集电路仿真、PCB 设计和微控制器调试于一体，广泛应用于嵌入式系统开发等领域。该软件拥有丰富元件库，包含超 50000 种元器件，支持模拟 / 数字电路协同仿真，集成逻辑分析仪等虚拟仪器。它还内置 8051、ARM 等微控制器模型，支持与 Keil 等编译器联调。此外，Proteus 8.15 可实现从原理图到 PCB 的自动布局布线，并生成 3D 模型。其界面直观，支持工具栏和快捷键个性化定制，还提供电压探针等调试工具，方便用户分析电路行为。软件界面如图 6-1 所示：

图 6-1 软件界面图

6.2 各项参数监测功能测试

该个人健康助手通过温度传感器检测体温，心率模块检测心率，重力传感器检测体重，血压模块检测血压，超声波模块检测身高，能多维度采集人体健康数据，同时可借助 WiFi 连接云平台，在手机端查看实时数据与历史数据，也能通过显示屏直观显示数据，还能利用按键保存数据和查看历史数据。各项参数监测功能图如下图 6-2 所示。

图 6-2 各项参数监测功能图

6.3 数据记录功能测试

该个人健康助手可通过按键进行数据记录操作，能将检测到的身高、体重、体温、心率、血压等健康数据保存下来，方便后续通过按键或借助 WiFi（仿真中用串口模拟）连接的手机端查看历史记录，不过仿真环境下暂不能实现掉电存储。数据记录测试如下图 6-3 所示：

图 6-3 数据记录功能测试图