嵌入式智能手環系統方案設計

2020-09-02 11:59:38分類：軟件開發14242

　　生活節奏的加快，人們更多的依賴智能產品，除了能幫減輕生活繁雜的智能洗衣機，智能電飯鍋等外，還注重在自身健康上的智能檢測產品，智能手環就作為中的一種代表性產物。其主要應用于運動顯示比如顯示行走及跑步的步數，距離，速度。同時可以實時健康監測比如心率，血氧，體溫等。那么智能手環是如何實現的呢，下面我們來看看嵌入式智能手環系統方案設計的整體流程。

　　一、系統方案的設計

　　1.1系統功能分析

　　1.2系統總體結構

　　二、硬件電路的搭建

　　2.1STM32最小系統組成部分

　　2.2S硬件引腳連接

　　2.2S實物連接圖

　　三、軟件設計

　　3.1系統流程圖

　　3.2主函數代碼

　　四、系統測試

　　五、總結

　　一、系統方案的設計

　　系統功能分析

　　本設計是由STM32F103C8T6最小系統電路，DS3231時鐘模塊，ADXL345計步模塊，MAX30100血氧心率模塊，DS18B20溫度模塊,MPU6050體位檢測模塊，寸TFT彩色液晶屏顯示模塊組成的嵌入式智能手環系統。

　　(1)通過DS3231時鐘模塊實現日期顯示的功能

　　(2)使用傳感器ADXL345檢測人步數

　　(3)通過MAX30100傳感器實時檢測血氧心率;

　　(4)通過傳感器DS18B20進行溫度測量。

　　(5)通過MPU6050體位檢測臥床病人是否跌倒或可以通過此功能蜂鳴器警報呼叫。

　　(6)通過寸TFT彩色液晶屏實時顯示日期，步數，距離，心率，血氧，跌倒狀態以及溫度值。

　　系統總體結構

　　二、硬件電路的搭建

　　最小系統組成部分

　　2.2硬件引腳連接

　　手工焊接是一種常見的原始焊接方法。

　　實物連接圖(1)STM32單片機實物圖如下圖所示。(2)DS3231實物圖(3)ADXL345模塊實物圖如下圖所示(4)MAX30100實物圖(5)MPU6050實物圖(6)DS18B20溫度傳感器的實物圖(7)寸TFT顯示模塊。

　　整體系統實物圖

整體系統實物圖

　　三、軟件設計

　　本設計采用輪詢的操作方式，首先在系統中斷中間隔不同的時間給相應的標志位置一，比如：計步每隔計步標志位置一，時鐘每隔1s置一一次。然后在主循環中檢測標志位，如果標志位置一。刷新相應的值。

　　系統流程圖

　　下面是更為詳細的流程圖

更為詳細的流程圖

　　主函數代碼

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　　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;