【《基于嵌入式的人体智能检测系统设计》12000字（论文）】

[15]，如图4.2所示。图4.2降压采集电路的设计在电路设计中，他运用到了许多电桥的知识，在传感器开发和应用这门课程中也接触到了这门知识，其广泛应用到各种电路芯片当中。嘌呤性，高响应比，传感器线性的性能好。因此，这类元件被广泛地去应用，如图4.3所示。图4.3血压采集电路的设计4.2.2脉搏采集电路的设计对于脉搏采集电路的设计，我采用的是有源滤波器进行处理，数字信号处理进行编码。高电平转低电平，将信号传输到电路中，在使用元器件进行传输，从而达到目的。整个脉搏采集电路来看，可以使用二极管进行传输，速度也快整个部分可以通过放大电路，信息采集，数据处理，信息传输等来联合实现。心率监测功能开始之前，应该完成单片机系统的初始化功能，对芯片内部的寄存器、计数器、报警阈值和看门狗进行初始化操作。选用的传感器件稳定性好，能够精准的测量健康参数，减少实验误差并且尽可能地增加使用寿命。如果这些条件大部分都满足的情况下，进行安装，焊接，调试会方便很多减少重复焊接损害电路板，如图4.4所示。图4.4脉搏采集电路的设计4.3STM32电路设计实现4.3.1设计基本说明对于STM32主板连接各模块后，就可以测量血压值和脉搏值，测量出来的健康参数，如果不在原先设置的健康阈值内的话，就会启用蜂鸣器，进行报警。因此，可以自己设置两个模块一共四个界限，心率的上下限以及脉搏的上下限的设置，如图4.5所示。图4.5STM32主板电路的设计4.3.2重要模块实现细节为了控制和便于电路的开发。设了两大模块，血压设计模块和脉搏设计模块。此STM32主要负责以下几个方面的任务：（1）创建main.c应用程序创建模块应用程序，并在需要时调用模块。同时，在应用程序退出时释放资源。主程序实现如下：#include"delay.h"#include"sys.h"#include"Timer2.h"#include"Blood_Pressure.h"#include"PCF8591.h"#include"OLED12864.h"#include"Key.h"#defineSpeaker_PinPBout(12)voidUser_GPIO_Init(void);unsignedcharMS50_Con=0;unsignedcharSBP_Pressure_View[]="000.0mmhg";unsignedcharDBP_Pressure_View[]="000.0mmhg";unsignedcharHeart_View_Data[]="000BPS";unsignedcharView_Con=0;//0显示结果1检测中2设定SBP3设定DBP4设定心率unsignedcharView_Change=1;unsignedcharView_Con_Change=1;unsignedintSet_Data[3][2]={140,110,100,70,110,60};//设定的高压低压和心率的高低阈值unsignedcharSet_View[]="000";unsignedcharWarning_EN=0;//0不报警1报警（2）创建其他模块应用程序在硬件模块设计当中，包含STM32主板模块，心率采集模块，脉搏采集模块，其他电路模块为OLED12864液晶显示屏模块，蜂鸣器声光报警模块以及PCB8574模块。软件模块设计当中采用C语言编写设置阈值，编写启动，暂停程序。可实现LCD12864的当前心率脉搏的数值，键盘设置报警心率，脉搏的上下限功能。OLED12864程序voidOLED_IIC_Start(void)//IICStart{OLED_SCL=high;//IIC高电平OLED_SDA=high;OLED_SDA=low; //IIC低电平OLED_SCL=low;}voidOLED_IIC_Stop(void)//IICStop{OLED_SCL=low;//IIC低电平OLED_SDA=low; OLED_SCL=high;//IIC高电平OLED_SDA=high;}PCB8591voidPCF8591_Init(void)//PCB8591初始化{ GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;//GPIO设置 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE); GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_6GPIO_Pin_7; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;//设置电压 GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure); PCF8591_SDA=1;//1代表高电平 PCF8591_SCL=1;}5系统测试5系统测试5.1软件设计的目标系统测试的主要的任务是找到软件系统中的不易发觉的错误，在这个基础上进行修改，降低软件的开发成本。通过测试不能证明软件是正确的。这种测试也是具有局限性的。因为他无法找到软件中的逻辑错误，但运行时会发现有错误，这种不易察觉的错误，系统很难去发现。本系统的测试采用是的是实物检测，所谓实物检测就是血压模块和脉搏模块这两个。其中心跳，脉搏，血压等信号包含着人体最重要，最基本的生理参数，对研究和探索人体的生理健康状况起着至关重要的作用。5.2测试计划及执行情况软件测试分为白盒测试和黑盒测试。STM32是整个系统的主板。将血压采集电路采集模块，脉搏电路采集模块完成以后，单片机会自动对系统各个模块进行初始化操作，按照功能要求运行程序计算血压，脉搏（心率）送到OLED12864液晶显示屏模块，然后显示给用户，然后完成测试。血压采集电路测试血压采集电路的设计的测量方法是通过将你的胳膊放在气泵袖带上，将气泵插入袋子中，通过压缩胳膊收缩开始读取血压，如图5.1所示。图5.1血压采集测试脉搏采集电路测试对脉搏采集电路来看，可以使用二极管进行传输，速度也快整个部分可以通过放大电路，信息采集，数据处理，信息传输等来联合实现，如图5.2所示。图5.2脉搏采集测试STM32主板设计主要设计了两大模块，血压采集设计模块和脉搏采集设计模块，如图5.3所示。图5.3STM32主板测试（4）OLED12864液晶显示屏测试LED显示屏是一种现在最为流行的显示屏之一。它的显示屏就是用的这种显示器。这种显示屏的分辨率高，而且尺寸小，功能齐全，如图5.4所示。图5.4LED显示屏测试5.3超限报警单元测试超过提前设定的上下限，那么蜂鸣器报警的单元电路从主板控制的输入电路和输出电路构成，外加蜂鸣器报警。电路设置由5个简单的独立按键组成，它们分别负责归位等待下次测量，开始或者结束按钮，血压，脉搏（心率）数值临界值上限SBP和下限DBP的加一减一的操作。超过提前设定的上下限电路设计由OLED12864和蜂鸣器构成。当系统监测出的血压，脉搏（心率）出现异常时，例如测出的血压高于正常值时，或者心率低于正常值时，那么输出电路就会连接单片机，这是蜂鸣器就会报警，OLED12864灯也会闪烁五秒钟。由此来告诉用户测出的血压或者是脉搏（心率）超出正常值。检测完成。因此，我的设计是如果超出了阈值，他就会在五秒内发出嘀嘀嘀的声音，由此来告诉测试者不在健康的范围了。能够在家里实时地进行监测脉搏（心率）和血压的工作。设定的高压低压和心率的高低阈值。0显示结果，1检测中，2设定SBP，3设定DBP，4设定心率，如图5.5所示。图5.5报警单元测试5.4测试评价各个模块的测试完成以后，将他们连接成一个整体然后在进行最终的测试。在经过对软件测试和硬件测试完成后，测试结果表明软件需要的功能已经基本上实现了。测试完成后，系统整个能完成所有的操作，表明系统整体没有任何问题，可以完成毕业设计任务书中的要求，所以目前在硬件方面和软件方面，系统已基本完成。为了防止出现偶然性，寻找四名同学进行测试，结果表明，这四名同学均能正确正常地测出血压和脉搏，能完成任务书上所有的操作，正常成人的收缩压是90到139毫米汞柱，舒张压是60到89毫米汞柱，心率是60到100次每分，如表5.1所示。表5.1血压、脉搏（心率）数据对比日期STM32主板校医院高压（mmHg）低压（mmHg）心率（次/分）高压（mmHg）低压（mmHg）心率（次/分）5月10号116788012078845月11号121767811878805月12号117788211875825月13号116758211976815月14号11876781177480本次课题研究的功能基本上都可以实现。通过此次的测试，能得出最终结论，目前此系统已经完成所有要求的任务，而且没有出现任何偶然性的问题，所以此次测试非常成功，也节约非常多的时间。6结论6结论6.1总结在社会的进步以及科技的发展中，我国人民的生活幸福指数不断地上升，有许多人非常在意自己的身体健康状况。所以，本次设计的就是简易便携但功能性齐全的检测设备。主要是实现使用STM32为主板的采集功能，主要设计了脉搏（心率），血压信息的采集。这个设计极大地方便了人体的检测，可以实现在任何情况下都可以检测到自己的身体参数。这些可以运用到运动当中，比如打篮球，跑步等剧烈运动。它在极大程度上可以规避风险。一旦发现超过正常值，应该立即停下来休息，补充葡萄糖来恢复身体机能。这个设计未来会应用到各个领域，成为生活的必需品。特别是对于中老年人来说，意义非常大。无论是在时间上还是金钱上都极大地减少了，为人们带来了便利。比如疫情防控期间，大家都不方便去医院就医，但是又想了解自身的健康情况，那么这款设备则可以进行检测从而让人们确定是否需要去就医。这样极大限度地避免占用社会资源。6.2体会在课题实现过程中，我遇到了需要多麻烦，在这些问题当中去探究出解决问题的措施。翻阅资料，询问老师，老师的指导使我在一些问题上有着更深层次的理解。在编程软件的过程当中，遇到了许多的麻烦，程序出错，连接不上，甚至是逻辑出现了问题。这些都需要一步步地解决。在解决过这些问题以后，可以去解决一些基本的错误。使我对编程执行的理解更加深刻，也丰富了实战的经验。在这过程当中也学会了很多知识。此次研究的硬件问题，也包含了程序的烧写，电路元件的选择，PCB电路绘图以及后期的焊接。都让我学习到了很多以前不了解甚至是没接触过的东西，不断地提升自己的能力。这次的毕业设计在很多方面虽然还有一部分的欠缺，但是完成了基本的功能比如测量血压值、脉搏值。要想研究出有价值的东西，要有钻研精神。遇到问题要不断地进行测试、调整程序。使程序更加的健壮，功能更加地完善。本次的毕业设计的经历在我今后的学习工作起着很大的帮助。附录1参考文献陈天祥.无创连续血压监测中数据处理系统的设计与实现[D].电子科技大学，2017.李宏太.基于老年人健康状况监测的穿戴设备及系统设计研究[D].西南交通大学，2017.赵彩云.在智能手机环境下健康管理功能设计与研究[D].昆明理工大学，2011.李新雨.基于单片机设计的脉搏测量仪[J].电子技术，2011，38(8)：48-50.王庆友.光电传感器应用技术[M].北京：机械出版社，2014，4.李文涛.心电信号噪声处理的研究[J].数字技术与应用，2016(08)：85-86.郭文灵.基于智能手机的远程心电监护系统研究[D].河南科技大学，2014.黄亚萍.SWD协议的研究及ARM程序下载器的设计[D].湖北大学，2012.胡高山，纪昕洋，马晴.基于单片机的温度控制系统的研究与实现[J].电子技术与软件工程，2017(10)：254．刘朝青，刘艳玲.单片机原理及接口技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，2013.7.魏学业.传感器与检测技术[M].人民邮电出版社，2012.CHENTian-xiang.Designandimplementationofdataprocessingsysteminnoninvasivecontinuousbloodpressuremonitoring[D].UniversityofElectronicScienceandTechnology,2017.ZHANGAi-wei.Thedesignandimplementationofarm-basedvitalsignsmonitoringsystem[D].HangzhouUniversityofElectronicSci