摘要：現在的科技迅猛發展，迫使人們的生活節奏也隨之加快，加之生活環境受污染，讓人們也不得不走出自己所熟悉的舒適圈，促使人類的健康狀態也在不斷的下滑。現在，大部分的身體健康監測設備都體積笨重，且檢測的精度不高，因此一款具備高精度、小體積、便攜帶的生理監護儀有著很大的社會價值和意義。本文所設計的便攜式多功能醫用檢測儀是以高性能的STM32單片機為控制核心，具有血氧心率等檢測功能，可實現對生理參數遠程監控。該檢測儀能對人體的生理參數中的體溫、血氧、心率參數進行精準的測量，能設置各參數的觸發值，且檢測的參數能顯示在液晶屏上，并通過WiFi ESP8266無線模塊。同時，可將檢測到的參數傳輸到移動端手機APP上，在下位機和手機APP上發出警報，提醒用戶注意當前的身體狀況。

　　關鍵詞：STM32;體溫檢測;血氧心率檢測;手機APP

　　1 引言

　　隨著社會發展，我國國民生活消費水平日漸提升，身體健康問題已成當前國民主要問題。因此有一款具備高精度、小體積、便攜帶的多功能檢測儀來檢測身體生理參數指標，對了解人體身心健康有非常重要的作用。

　　使用者可以通過按鍵，或者通過手機WiFi 及APP對體溫、血氧、心率等生理參數的控制值進行本地設置和遠程無線設置。當檢測到體溫、血氧、心率中任意一項出現異常時，將利用蜂鳴器作為報警器件發出警報聲，從而達到提醒的效果同時也會把報警信號發送到手機APP上。

　　2 系統的設計內容

　　血氧心率檢測系統是一種基于單片機控制人體生理參數的遠程檢測系統，該系統是在傳統的監護儀基礎上進行改進的，對傳統監護儀中存在的低自動化、低精度、不具備遠程監控等缺點進行了完善。為實現對人體生理參數的測量，將利用溫度傳感器、血氧心率傳感器對人體生理參數中的體溫、血氧、心率進行實時的測量，檢測的體溫、心率、血氧信息將通過顯示屏給予顯示，同時也能通過無線通信技術，將檢測的信息顯示在移動端手機APP上。

　　人體生理參數檢測系統的設計主要以嵌入式處理器STM32為控制器，控制和協調各模塊間的運行，利用溫度傳感器DS18B20檢測人體體溫，利用血氧心率傳感器MAX30102檢測人體血氧參數和心理參數，通過OLED屏幕顯示檢測到的參數信息。利用無線通信WiFi模塊ESP8266實現檢測端與移動監控端手機之間信息的傳輸。當檢測到體溫、血氧或心率參數出現異常時，通過蜂鳴器和手機APP來發出異常報警，從而提醒使用者進行及時的預防和處理。根據控制要求，該小車主要由控制模塊、通信模塊、顯示模塊、電機模塊、傳感模塊和軟件APP等組成，其整體電路結構框圖如圖1所示。

　　3 系統模塊設計

　　3.1 控制模塊

　　STM32F103C8T6處理器的運行處理能力快，運行頻率為72MHz。且擁有周期乘法、硬件除法的存在，因此跑指令功能特別強。同時核心板上自帶有復位功能，可進行上電、斷電復位功能。有電壓檢測器，該檢測器可以通過軟件編寫程序來控制。有內嵌RC振蕩器，其中調好的有8MHz，而標準的有40KHz。還具備RTC振蕩器為32KHz，該振蕩器具有校準功能。有模數轉換器，為兩個12位高速模數轉換器。其中具有快速控制功能的IO口37個，且所有的IO口，具有映射功能，能映射到16個外部中斷。有串口通信功能，共有三組，方便多組串口通信之間的控制使用。現已被應用到各種自動化的控制系統中。

　　在STM32F103C8T6核心板設計時，為了應對不同供電電源，加入一個穩壓電路，從而穩定外部輸入的電源。為了使電路中輸出的電壓紋波，得以消除，提高信號的穩定，會設計一個濾波電路，主要起到抑制、防止干擾效果。

　　3.2 體溫檢測模塊

　　本設計中使用數字型溫度傳感器DS18B20來實現體溫的檢測，該溫度傳感器有著體積小、高抗性、高精度等優點。溫度傳感器DS18B20使用簡單，與外部的處理器通過單總線來完成檢測信息的通信。精度高是指測量的溫度誤差小溫差不到0.5℃。分辨率高是指傳感器自帶12位分辨率，且測量的最高分辨率可達0.0625℃，分辨率可根據需求來相應的上調或者下調。

　　DS18B20在工作時，傳感器中的低溫系數晶振和高溫系數晶振，這兩者所產生的晶體震蕩頻率，都會因受到外部的不同溫度變化而產生相應的影響，如將低溫系數晶振表示為Y1，而高溫系數晶振表示Y2，當DS18B20受到外面溫度的影響時，Y1就會受到影響，但該影響相對較小，而Y2也會受到影響，但Y2的影響會發生很大。Y1所產生的脈沖信號將輸入到計數器1中，而Y2所產生的脈沖信號將輸入到計數器2中。如將計數器1表示為C1，計數器2表示為C2，DS18B20在開始之前就會在C1和溫度寄存器中設置一個溫度基數，這個基數值是一個和-55℃溫度值相匹配的值。在DS18B20工作時，C1每次接受到Y1所產生的脈沖信號后，C1就會做出相應的反應，即自動對當前的基數進行減操作(自動減1)，直到將設置的基數值為0℃，而這時的溫度寄存器將自動進行加操作(自動加1)，與此同時C1也將自動循環進行重載基數的操作，該循環操作一直到C2數值為0℃為止，溫度寄存器中的數值將不再進行加1操作，而下一個時鐘周期后，將讀出寄存器中的數值，此時讀出的數值便是當前所測量的物體溫度值。

　　3.3 心率血氧檢測模塊

　　MAX30102傳感器測量的精度高，采用IIC輸出，功耗非常低，且能利用軟件來控制模塊的關斷。

　　MAX30102血氧心率傳感器是利用光電容積法來完成血氧濃度和心率的測量，MAX30102傳感器工作時，會發出一道紅外檢測光源，當人將手指，或者手腕放到傳感器上，紅外光就會透入到人體血管，會給當前脈搏內的充血容積產生變化。

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