单片机毕业设计-基于 STM32 或 51 单片机的人体健康体征采集与声光报警系统设计 基于 STM32 或 51 单片机的生理信号采集及蓝牙传输监测仪设计（024108）

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项目研究背景

随着大众健康意识持续提升，居家健康监测需求不断增长，便携式生理体征监测设备成为物联网健康领域的研究热点。当前市面上部分简易健康监测设备功能单一，大多仅支持单一指标测量，无法同时采集心率、血氧、血压、体温多项体征数据；部分设备缺少本地超限报警能力，数据仅能本地查看，难以实现与移动端的数据交互，用户无法远程查看健康数据。传统监测方案还存在参数阈值配置不便，硬件集成度低等问题，难以满足家庭日常、简易康养场景下多体征同步监测与异常预警的需求。物联网、嵌入式技术与移动端开发技术的成熟，为低成本便携式多参数健康监测终端研发提供了技术基础。本课题基于 STM32 或 51 单片机，搭配多类型传感器、显示模块与蓝牙通信模块，设计一套集多体征采集、本地显示、阈值声光报警、蓝牙手机数据交互于一体的健康监测装置，弥补传统监测设备功能单一、缺少预警、数据传输不便的短板，实现人体多项生理指标实时监测，为居家简易健康监测提供低成本、易操作的硬件解决方案。

摘要

针对现有便携式健康监测设备监测指标单一、缺少异常预警、数据无法便捷上传移动端的问题，本课题设计并实现一套基于 STM32 或 51 单片机的多生理参数监测系统。系统采用 MKS-142 模块采集心率、血氧与血压数据，DS18B20 传感器完成体温采集，通过 LCD1602 液晶屏幕实时展示各项体征数据。系统支持心率、血氧、体温、血压上下限阈值自定义配置，当监测数值超出预设阈值时，启动 LED 与蜂鸣器声光报警。搭载 ECB01 蓝牙模块实现设备与手机 APP 通信，完成体征数据传输与移动端查看。硬件集成按键模块，用于系统参数设置、增减数值与退出设置操作。测试结果表明，该系统可以稳定采集多项人体生理指标，本地显示与超限报警功能运行可靠，蓝牙通信可正常完成数据交互，装置成本较低，操作简单，可适用于居家场景下基础健康监测。

总体方案

1. STM32 或 51 单片机开发板：作为系统主控单元，负责接收各传感器采集信号、逻辑判断、驱动外设与蓝牙数据收发；选型理由为该类单片机资源充足，开发资料丰富，成本低，适合本科嵌入式开发，承担整个监测系统的调度控制工作。
2. MKS-142 生理传感器模块：采集人体心率、血氧、血压三项生理数据，通过串口向主控芯片传输测量数据；选型理由为模块集成度高，简化体征信号采集电路，降低硬件开发难度。
3. DS18B20 防水温度探头：采集人体体温数据，采用单总线通信；选型理由为测温精度稳定，防水特性提升使用场景，接线简单易于单片机驱动。
4. LCD1602 液晶显示屏：实现本地体征数据可视化展示，实时刷新心率、血氧、血压、体温信息；选型理由为驱动简单，功耗低，满足字符数据本地显示需求。
5. LED 指示灯 + 蜂鸣器：声光报警外设，当体征数据超出阈值时触发报警；选型理由为器件成本低廉，响应速度快，直观提示健康异常状态。
6. 独立按键模块，共 4 个按键：分别实现设置、增加、减小、退出功能，用于各项体征阈值参数配置；选型理由为独立按键稳定性好，便于人机交互。
7. ECB01 蓝牙模块：负责单片机与手机 APP 之间无线数据通信，上传体征数据；选型理由为串口蓝牙模块开发便捷，适配安卓移动端数据接收。
8. 计算机：用于单片机程序编写、编译、烧录，手机端 APP 代码开发调试；作为上位开发环境，完成软硬件联调测试。

核心功能

1. 多生理参数采集功能：依托 MKS-142 模块采集心率、血氧、血压信息，DS18B20 探头采集体温，持续读取人体各项体征数据并传输至主控芯片，为本系统监测的基础功能，实现多指标同步采集。
2. LCD1602 本地数据显示功能：主控芯片处理采集到的生理数据，驱动 LCD1602 屏幕实时刷新展示心率、血氧、血压高低、体温信息，用户可直接在硬件终端查看测量结果，属于基础可视化功能。
3. 体征阈值参数配置功能：借助 4 个按键，完成心率上下限、血氧下限、温度上下限、血压上下限的自定义设置；用户可根据自身健康情况修改预警阈值，属于系统人机交互核心功能。
4. 生理指标超限声光报警功能：单片机实时对比采集数据与预设阈值，当检测数值不在设定安全区间时，驱动 LED 灯点亮、蜂鸣器鸣叫，触发声光告警，及时提示用户体征异常，为系统安全预警核心功能。
5. 蓝牙通信与手机 APP 数据查看功能：通过 ECB01 蓝牙模块建立硬件终端和手机 APP 的无线连接，将采集到的体征数据发送至移动端，用户可在手机 APP 查看监测数据，支持数据远程查看，属于系统拓展辅助功能。

技术路线

1. C 语言：嵌入式单片机程序开发语言，实现传感器数据读取、外设驱动、阈值判断、声光报警逻辑、串口蓝牙数据收发，是本系统嵌入式程序开发核心语言。
2. Keil MDK：单片机程序开发环境，完成代码编写、编译、调试，将程序烧录至 STM32 或 51 单片机开发板，用于嵌入式底层开发。
3. STM32/51 单片机开发库：提供底层外设驱动函数，简化 IO 口、串口、单总线等硬件驱动开发工作。
4. Android Studio：手机 APP 开发工具，编写移动端 APP 源码，实现蓝牙设备连接、体征数据接收与界面展示。
5. Altium Designer：硬件辅助设计工具，可用于硬件原理图绘制，辅助硬件电路设计与验证。
6. Serial Port Utility 串口调试工具：串口数据监测，调试传感器与蓝牙模块的数据收发，排查通信异常问题。
7. 硬件仿真工具 Proteus：可选，用于前期电路仿真，验证硬件电路逻辑，降低实物调试故障概率。
8. 测试工具：万用表、电源模块，用于硬件电路供电、通断检测，完成硬件实物功能测试。

项目演示

关于我们

博主本身从事开发软件开发、有丰富的编程能力和水平、累积给上千名同学进行辅导、有自己的独立工作室，目前只专注做自己专业领域的事。团队人员有多年架构师设计经验、多人有参加校企合作经验，被多个学校常年聘为校外企业导师，指导学生毕业设计并参与学生毕业答辩指导，有较为丰富的相关经验。期待与各位高校教师、企业讲师以及同行交流合作。

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