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编号：
T2452410M
设计简介：
本设计是基于STM32单片机的智能家居养老系统，主要实现以下功能：
1.可通过加速度传感器检测当前持有者是否摔倒—传感器ADXL345 若检测到摔倒则蜂鸣器警报以及发信息给监护人
2.可通过心率血氧传感器检测持有者心率、血氧信息并显示在OLED
3.可通过体温传感器检测持有者当前体温并显示在LED
4.可通过步态传感器检测持有者当天步数（MPU6050）—通过云端上传
5.可通过环境检测传感器检测当前环境温湿度（DHT11）—显示在OLED
6. 可通过烟雾检测传感器检测当前环境气体浓度（MQ-2）—显示在OLED
6.定时器—定时提醒老人吃药
7.上述心率/血氧/体温/加速度（摔倒）出现异常发出警报 并发送信息给监护人
8.语音控制—-“打开/关闭窗户”“打开/关闭空调”
通信用4G模块，上云端和发短信
基于 STM32 的智能家居养老系统设计与实现
一、主控部分
核心：STM32F103C8T6 单片机
功能：获取输入数据、内部处理、控制输出
二、输入部分
- 温湿度传感器模块：获取环境温湿度
- 心率血氧传感器模块：监测老人心率与血氧状态
- 三轴加速度传感器模块：监测老人姿态，判断是否摔倒
- 烟雾传感器模块：检测环境烟雾浓度
- 步态传感器模块：检测持有者当天行走步数
- 温度采集模块：检测持有者体温
- 时钟模块：获取网络时间
- 独立按键模块：切换界面、修改时间、设置阈值等
- 供电电路：为整个系统供电
三、输出部分
- OLED 显示模块：显示监测到的环境参数、设置阈值界面等
- 语音模块：语音控制设备的开关
- 继电器控制模块：控制空调开关
- 舵机模块：模拟窗户开关
- 蜂鸣器报警模块：传感器监测到数据异常时，触发蜂鸣器报警提醒
- 4G 模块：将监测数据上传至云平台，并发送短信至手机
第 5 章 实物调试
5.1 整体实物构成
该设计主要硬件包含以 STM32F103C8T6 为核心的单片机最小系统，用于运动监测的 ADXL345、MPU6050 传感器，采集生理参数的 MAX30102 心率血氧传感器，还有温湿度、烟雾传感器，以及舵机、显示屏、蜂鸣器、4G 模块、Type-c 电源电路等。
焊接流程为：准备好焊接工具与元器件，清洁电路板焊盘，给焊盘上锡，用镊子固定元器件，将引脚与焊盘对齐焊接，先焊小元件再焊大器件，最后检查焊点。
注意事项有：焊接温度与时间要合适，避免烫坏元件；做好防静电措施，防止静电损伤芯片；焊接时保持引脚对齐，焊点要牢固、无虚焊短路，焊后清理残留助焊剂，确保电路稳定。整体实物如图 5-1 所示：
图 5-1 整体实物图
5.2 按键功能测试
该设计按键功能主要实现界面切换与参数调整。键值 1 负责界面切换；键值 2 在不同界面中，可实现界面 1 的温度最大值增加，界面 2-0/1 的摔倒标志位清除，界面 2-2 至 2-8 的时间（年、月、日、时、分、秒、星期）加 1，界面 9 的心率最大值增加，界面 10 的血压最小值增加，界面 11 的体温最大值增加，以及界面 12-13 的定时小时 / 分钟增加；键值 3 则与键值 2 功能对应反向操作，包括界面 0-1 的摔倒标志位清除，界面 2-2 至 2-8 的时间各参数减 1，界面 9 的心率最大值减 1，界面 10 的血压最小值减 1，界面 11 的体温最大值减 1，以及界面 12-13 的定时小时 / 分钟减 1，通过不同键值组合完成系统交互与参数配置。按键功能测试图如下图 5-2 所示。
图 5-2 按键功能测试图
5.3 远程通信测试
手机可通过 “智能家居养老系统” APP 与硬件设备连接，实现远程功能。能实时查看硬件采集的体温、环境温度、环境湿度、心率、血氧等老人健康及环境数据，还能查看步数，便于监护人远程掌握老人身体状况和生活环境，若出现异常可及时采取措施，全方位保障老人安全与健康。远程通信功能测试如下图 5-3 所示：
图 5-3 远程通信功能测试图
设计说明书部分资料如下
设计摘要：
随着全球人口老龄化进程加速，传统养老模式面临人力成本攀升、实时监护不足等挑战，智能化养老系统成为破解这一难题的重要方向。当前市场上的养老监测设备多存在功能单一、数据互通性差、预警机制不完善等问题，难以满足老年人全方位的安全与健康管理需求。
因此，研发一套集成健康监测、安全防护、环境感知及智能交互的综合养老系统，对于提升老年人生活安全性、优化健康管理效率、减轻家庭监护压力具有重要现实意义。
本设计基于STM32单片机构建智能家居养老系统，整合ADXL345加速度传感器、心率血氧传感器、体温传感器、MPU6050步态传感器、DHT11温湿度传感器及MQ-2烟雾传感器等模块，实现老年人摔倒检测、生理参数监测、步态步数统计、环境参数感知等功能，通过OLED屏实时显示数据；同时集成定时提醒、异常状态报警、语音控制家电等功能，依托4G模块实现数据云端上传与监护人通讯，构建全方位的智能养老监护体系。
关键词：智能家居；单片机；养老系统；4G模块
字数：10000+
目 录
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.3 研究内容与方法
1.4 论文章节安排
第2章 系统总体分析
2.1 系统总体框图
2.2系统主控方案选型
2.3加速度传感器选择
2.4温湿度模块选择
2.5心率血氧模块选择
第3章 系统电路设计
3.1 系统总体电路组成
3.2 主控电路设计
3.3 电源电路设计
3.4加速度传感器电路设计
3.5心率血氧传感器电路设计
3.6 MPU6050模块电路设计
第4章 系统软件设计
4.1 系统软件介绍
4.2 主程序流程图
4.3按键函数流程设计
4.4显示函数流程设计
4.5处理函数流程图
第5章 实物调试
5.1 整体实物构成
5.2 按键功能测试
5.3 远程通信测试
第6章 总结
参考文献
致谢
