随着人们生活水平的提高,对健康的关注度越来越高。体温是人体健康的重要指标之一,及时准确地检测体温对于预防疾病、早期发现病情变化具有重要意义。家庭是人们生活的重要场所,基于单片机的体温检测系统可以方便地应用于家庭健康监测中。家庭成员可以随时检测自己的体温,及时发现异常情况,采取相应的措施。

本课题旨在设计一个基于单片机的人体体温检测系统,能够准确、快速地测量人体体温,并具备相应的显示和报警功能。通过合理选择硬件组件和设计软件算法,实现系统的高效运行和稳定性能,为家庭和医疗环境中的体温监测提供便利。

 研究背景及意义

随着人们生活水平的提高,对健康的关注度越来越高。体温是人体健康的重要指标之一,及时准确地检测体温对于预防疾病、早期发现病情变化具有重要意义。在一些情况下,如流感季节、突发公共卫生事件等,医疗资源可能会紧张。能够自主进行体温检测的设备可以减轻医疗系统的压力,让人们在家中或其他场所就能随时了解自己的健康状况。传统的体温检测方式如水银体温计使用不便,测量时间较长,且存在易碎、汞污染等问题。基于单片机的体温检测系统可以提供更加便捷、快速、准确的检测方式,满足人们对便捷性的需求。

体温是人体健康的关键指标之一,许多疾病(如感染性疾病、自身免疫性疾病等)在发病初期往往伴随着体温的变化。该系统可以帮助人们及时发现体温异常,为早期诊断和治疗疾病提供有力线索,从而提高治愈率,减少疾病对身体的损害。方便个人进行日常体温监测,无论是对健康人群还是患有慢性疾病需要长期关注体温的人群(如一些内分泌失调患者),都可以随时掌握自己的体温动态,更好地管理自身健康。例如,通过长期监测体温数据,人们可以发现自己体温的规律,及时发现潜在的健康问题。

主要研究内容

本课题旨在设计一个基于单片机的人体体温检测系统,能够准确、快速地测量人体体温,并具备相应的显示和报警功能。通过合理选择硬件组件和设计软件算法,实现系统的高效运行和稳定性能,为家庭和医疗环境中的体温监测提供便利。

主程序设计

人体健康检测系统的主程序从上电开始,首先插上电源并打开开关上电,系统进行初始化,完成初始化后数据采集单元则开始对人体的健康数据进行采集并负责上传;而作为数据处理及控制核心的STM32单片机则负责对采集数据进行比对并下达控制指令,同时通过无线WiFi模块上传数据到手机APP,完成显示;系统会依据心率、血氧、血压和体温的越限值来决定是否开蜂鸣器和LED灯报警。主程序流程设计如下图所示。

人体健康数据采集与控制模块功能设计

人体健康检测系统采集的数据包括四种,分别由如下的三种传感器来完成,一是人体健康的心率和血氧数据,由心率血氧传感器采集;二是人体健康的血压数据,由血压传感器来采集;三是人体健康的体温数据,由温度传感器采集;通过以上四种人体健康数据的采集为LED灯、蜂鸣器的自动控制提供判定依据。当人体的心率血氧、血压或体温任一数据越限后,自动开启蜂鸣器和led灯报警。人体健康数据采集与控制功能模块设计流程如下图所示。

手机APP功能设计

在STM32单片机完成对采集数据的处理后,还需要设计一个媒介来为用户通过对人体健康数据的直观展示,因此选择设计一款手机APP软件。其人体健康的数据显通过立一个无线网络的通道来与单片机做连接并将单片机打包的环境数据(心率、血氧、血压和体温)解析完成后,手机APP与无线模块建立连接完成数据的读取与显示。手机APP显示流程设计如下图所示。

本课题所研究设计的是一款利用物联网相关技术所设计的人体健康检测系统。课题的研究与设计过程是对于尚未完全掌握软件工程方法的我来说,是一种不小的挑战,在课题的研究过程中所需要学习的东西是比较多的,不光是技术基础欠缺知识方面的补充与书籍或实例的参考学习,还需要通过多种网络如知网等手段检索各类资料来提取出课题所需的内容,可谓是任务重时间紧,还好之前在学习期间自己对相关的技术有过一定的了解和学习。通过练习大量的实例和对检索到的期刊文献资料予以分析和归纳,进一步提升了在技术编程、文献检索分析和解决问题方面的能力。

课题所设计的人体健康检测系统通过期刊文献资料的抽象分析和整理,设计出了一套可利用温度传感器、心率血氧传感器、血压传感器等来采集人体的体温、心率、血氧和血压等多种功能,通过单片机处理之后利用无线WiFi通信模块上传到手机APP上来查看分析。尽管该人体健康检测系统可满足实时监测人体健康相关信息的基本需求,但仍然有一些需要继续改进的地方,如健康数据分析,为使用者提供更有针对性的健康信息等。

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