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      嵌入式智能手环系统方案设计

      2020-09-02 11:59:38分类:软件开发1378

        生活节奏的加快,人们更多的依赖智能产品,除了能帮减轻生活繁杂的智能洗衣机,智能电饭锅等外,还注重在自身健康上的智能检测产品,智能手环就作为中的一种代表性产物。其主要应用于运动显示比如显示行走及跑步的步数,距离,速度。同时可以实时健康监测比如心率,血氧,体温等。那么智能手环是如何实现的呢,下面我们来看看嵌入式智能手环系统方案设计的整体流程。

        目录

        一、系统方案的设计

        1.1系统功能分析

        1.2系统总体结构

        二、硬件电路的搭建

        2.1STM32最小系统组成部分

        2.2S硬件引脚连接

        2.2S实物连接图

        三、软件设计

        3.1系统流程图

        3.2主函数代码

        四、系统测试

        五、总结
       


        一、系统方案的设计

        系统功能分析

        本设计是由STM32F103C8T6最小系统电路,DS3231时钟模块,ADXL345计步模块,MAX30100血氧心率模块,DS18B20温度模块,MPU6050体位检测模块,寸TFT彩色液晶屏显示模块组成的嵌入式智能手环系统。

        (1)通过DS3231时钟模块实现日期显示的功能

        (2)使用传感器ADXL345检测人步数

        (3)通过MAX30100传感器实时检测血氧心率;

        (4)通过传感器DS18B20进行温度测量。

        (5)通过MPU6050体位检测卧床病人是否跌倒或可以通过此功能蜂鸣器警报呼叫。

        (6)通过寸TFT彩色液晶屏实时显示日期,步数,距离,心率,血氧,跌倒状态以及温度值。

        系统总体结构


      系统总体结构

        二、硬件电路的搭建

        最小系统组成部分


      最小系统组成部分

        2.2硬件引脚连接


      硬件引脚连接

        手工焊接是一种常见的原始焊接方法。

        实物连接图(1)STM32单片机实物图如下图所示。(2)DS3231实物图(3)ADXL345模块实物图如下图所示(4)MAX30100实物图(5)MPU6050实物图(6)DS18B20温度传感器的实物图(7)寸TFT显示模块。

        整体系统实物图


      整体系统实物图

        三、软件设计

        本设计采用轮询的操作方式,首先在系统中断中间隔不同的时间给相应的标志位置一,比如:计步每隔计步标志位置一,时钟每隔1s置一一次。然后在主循环中检测标志位,如果标志位置一。刷新相应的值。

        系统流程图


      系统流程图

        下面是更为详细的流程图


      更为详细的流程图

        主函数代码

        #include""#include""#include""#include""#include""#include""#include""#include""#include""#include""#include""#include""#include""#include""#include""#include""#include""#include""#include""#include""#include""#include""#include""

        u8 ReadAdxl345;

        u8 ErrorNum=0;

        u16 Normal_num=0;

        u16 Error_num=0;

        u16 BuShu=0;

        u16 step_num =0;float disJuLi =0;signedshort HeartRate_val=0;

        u8 SPO2_val =0;

        u8 mpu_count =0;

        u8 STAP_FLAG =0;

        u8 mpu_flag =0;_Bool mpu_1_flag =0;_Bool mpu_2_flag =0;_Bool mpu_temp =0;_Bool temp_flag =0;_Bool max_flag =0;_Bool time_flag =0;_Bool MPU_flag =0;_Bool MAX_flag =0;_Bool ADXL_flag =0;int SVM;intmain(void){float pitch,roll,yaw;short aacx,aacy,aacz;

        u8 t =0;

        u16 z =0;

        u16 temp_BuShu;SysTick_Config(SystemCoreClock/1000);Delay_Ms(100);Lcd_Init();UART1_Init();DS18B20_Init();Gpio_Init();EXTI_KEY_Config();MPU_Init();DS3231_Init();Delay_Ms(100);IIC_Init();TIM3_Init();SPO2_Init();boot_Demo();Delay_Ms(1000);Init_ADXL345();if(Single_Read_ADXL345(0X00)==0xe5){Delay_Ms(5);}else{Delay_Ms(3);}while(mpu_dmp_init()){Delay_Ms(200);}main_Demo();

        STAP_FLAG =1;while(1){if(temp_flag){

        z =(ds18b20_read()&0x07FF);

        temperature = z/16.0;

        temp_flag =0;snprintf((char*)str,sizeof(str)," % ", temperature);Gui_DrawFont_GBK16(40,64,WHITE, BLACK,str);}if(MAX_flag){POupdate();if(max_flag){

        max_flag =0;show_max30100(HeartRate_val,SPO2_val);}}if((!MPU_flag)&&(!MAX_flag)){if(ReadAdxl345 ==1){

        ReadAdxl345=0;ReadData_x();if((temp_Y>450)||(temp_Y<-450)){

        Normal_num++;}else{

        Error_num++;}if((Error_num!=0)&&(Normal_num!=0)){

        BuShu++;

        Error_num=0;

        Normal_num=0;}

        step_num = BuShu/2;

        disJuLi = step_num*0.45;if(BuShu != temp_BuShu){snprintf((char*)str,sizeof(str),"%u", step_num);Gui_DrawFont_GBK16(48,16,WHITE, BLACK,str);snprintf((char*)str,sizeof(str),"%", disJuLi);Gui_DrawFont_GBK16(48,96,WHITE, BLACK,str);

        temp_BuShu = BuShu;}}}if(time_flag){

        time_flag =0;get_show_time();sprintf((char*)str,"%u:%u:%urn",calendar.hour,calendar.min,calendar.sec);Gui_DrawFont_GBK16(48,112,WHITE, BLACK,str);printf("%u-%u-%ut",calendar.w_year+2000,calendar.w_month,calendar.w_date);printf("%u:%u:%urn",calendar.hour,calendar.min,calendar.sec);}if(MPU_flag){

        t++;if(t>=10){

        t=0;if(mpu_dmp_get_data(&pitch,&roll,&yaw)==0){MPU_Get_Accelerometer(&aacx,&aacy,&aacz);

        SVM =sqrt(pow(aacx,2)+pow(aacy,2)+pow(aacz,2));if(fabs(pitch)>40||fabs(roll)>40||fabs(yaw)>40)

        mpu_1_flag =1;else

        mpu_1_flag =0;if( SVM>23000|| SVM<12000)

        mpu_2_flag =1;else

        mpu_2_flag =0;if( mpu_2_flag || mpu_1_flag ){

        mpu_flag =1;show_mpu(1);}}}}Delay_Ms(10);}}voidSysTick_Handler(void){

        TimingDelay--;if(STAP_FLAG){

        led_count++;if(led_count%200==0){

        ReadAdxl345 =1;}if(led_count ==1000){

        led_count =0;

        temp_flag =1;

        max_flag =1;

        time_flag =1;if(mpu_flag){

        mpu_count++;if(mpu_count ==1)BEEP_ON;elseif(mpu_count ==2)BEEP_OFF;}if(mpu_count ==3){

        mpu_count =0;

        mpu_flag =0;show_mpu(0);}}}}

        代码结构如图


      代码结构图

        四、系统测试


      系统测试

        五、总结

        想要实现更多的研究,就要深入的理解它,如果我们可以在智能手环中,我们可以引入操作系统,使用一些可以跑操作系统(Android)的处理器,可以让多功能的实现不是那么的有难度。

      来源于网络侵删

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