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14835

　　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。

　　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

　　二、硬件电路的搭建

　　最小系统组成部分

　　2.2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

　　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;