2016年广东省大学生电子设计竞赛，“孤寡老人的健康监测系统"作品分享

电子

广东省大学生电子设计竞赛“健康电子”主题的比赛，本作品也获得了广东省一等奖，现在将作品分享出来跟大家一起交流，也希望大家能多多给出修改意见。

   “孤寡老人的健康监测仪”作品主要由一个可佩带的手表和一个手机APP组成，另外还有一个测血压的外接设备，手表的外壳是通过3D打印完成的。

   我们的作品的想法是，孤寡老人在家里只需要带着手表，而家人在外面通过APP就可以对老人进行事实监测，手表对于老人来说并不需要进行任何操作，可以把它当成一个正常的手表来使用。
   我将把所有源码和原理图分享出来。

   作品采用的STM32F405作为主控芯片，没有任何外部扩展FLASH或者SRAM

   作品的功能有： 1.测心率、体温和血压
                           2.测摔倒并报警
                           3.链接WIFI
                           4.提醒吃药
                           5.钟表功能
                           6.电容触摸，手势滑动，手势解锁，翻腕解锁等
                           7.体征异常报警功能
                           8.一键开关机，一键解锁
                           9.电量监测

硬件组成： 1. 1.54寸 240*240分辨率LCD显示屏
                  2. 1.54寸电容触摸屏
                  3. MPU6050
                  4.有人网络的WIFI模块
                  5.MXL90615温度传感器
                  6.SON7015心率传感器
                  7.TP4056电源芯片

  主要软件的内容： 1.系统采用UCOS/II
                        2.界面使用的是EmWin
                        3.手机APP和服务器，使用的是JAVA编写

  总体介绍内容介绍：整个手表端的设计，为了追求手表体积的尽可能小，除了WIFI模块外，其他地方都没有使用任何现成模块，元器件的规格也都是最小规格的，外观是通过3D打印来弄的。一些底层程序是直接用原子哥的，上层大多数是根据在自己的需求写的。

                        网络部分：手表上的WIFI链接是使用smartlink功能，通过手机APP来进行链接的，与服务器通信部分采用的websocket协议，实现了全双工实时通信。服务器是买的，其中websocket协议当时做的时候几乎找不到有在单片机上实现的资料，所以都是自己一点一点试出来的。                                                 体征测量部分：心率部分由于传感器的问题，测量条件有点苛刻，干扰对其的影响较大，我们通过示波器观察规律，编写滤波算法将心率测量结果尽可能的稳定。
                                              体温监测，数据并没有做什么特殊处理，实际使用过程中发现体温测量受环境影响较大。
                                              血压测量，血压是通过一个独立于手表之外的设备进行测量的，设备由手表控制，并把测量数据返回到手表，由于手表上已经有一个WIFI了，因此血压与手表的数据传输直接使用了WIFI进行传输。
                                             测摔倒功能，测摔倒算法是自己编写的，原理并不复杂，但是效果还是很不错的（误判少），主要是通过监测加速度值来判断是否摔倒的。
                                             体征测量中，心率和体温是可以主动和被动进行的，手边会每过一段时间自己检测一次，或者通过按钮实现一次测量，测量会持续30s，30s内一旦测量成功就终止测量。

                        屏幕和显示：屏幕我们是在淘宝上买的1.54寸240*240分辨率的LCD屏幕，由于考虑到老人的使用问题，我们后来又找了一款1.54寸的电容触摸屏，通过工业双面胶将两者贴合在一起，本来想购买已经贴合好的，无奈淘宝上几乎没人卖我们想要的。
                                          手表主要由三个界面，1.时钟界面  2.测量界面  3.WIFI链接界面
                                          整个手表上只有一个开关机和解锁屏的按键，界面内容里也是没有操作按键的，因此界面的切换就需要通过手势来判断，触摸芯片是有支持手势功能的，无奈不知道为何一直打开不了那个功能，后来没办法只能直接编写算法实现手势操作功能，主要的手势功能有1.向左右切换界面 2.向上下进行锁屏和解锁
                                          界面使用的是emwin5.28版的，用的功能都是一些最基础的功能。
                                          手表还可以实现翻腕解锁功能，这里是通过MPU6050解算出欧拉角实现的。
                                          触摸屏上刚好有一个小孔，我们在那里装了一个光敏电阻，用来实现屏幕的亮度自动调节。

                     报警功能：通过手机APP设置报警功能后，一旦手表判断体征异常就会发出报警震动，当佩戴者点击确定后，手机APP端会自动报警。为了防止误判，体征异常是否发出报警信息这里需要点击确定或者取消。当佩戴者一定时间内都没有点击确认或者取消时，手表会认为佩戴者已经无法正常操作，并自动向APP发送报警信                                           息，通知手机端。
                                       手边还有提醒吃药功能，使用者通过使用手机APP可以设置3个吃药时间点，一旦时间点到了之后，手表就会自动发出吃药提醒。
                     用户管理：手机APP通过扫描手表上的二维码与手机进行绑定，手机APP也需要进行注册才可以进行登录。一个手机只可以操控一个手表。                      错误处理：以上的功能很多都是基于网络链接，但是网络链接有时候并不是很稳定的，因此我们在编写软件的过程中也着重对这一块进行了处理，但发生断开连接时，手表会自动进行重连，当重连失败时，手边会重启WIFI模块再进行尝试，并且提示佩戴者，当前已经无法连接到手机APP，通过这样处理，尽可能的使手表                                        能够正常工作，佩戴者无需过多的对手表进行操作。
                        外观：外观我们是通过3D打印来制作的，整个外壳有一个按钮，和两跟充电针（手表的充电电路我们是外置的，通过接触的方式来进行手表充电），外观有一个圆孔和长方形孔，用来放置温度传感器和心率传感器

  手表端的程序我已经上传了，稍后我会上传演示视频。
  还有APP端和血压测量端的程序，看大家有没有兴趣吧，如果没有就算了。
  大家如果发现我哪里写错或者哪里做得不好，麻烦告诉我，我改~

王慧 · 2016-12-5 19:38:30

好好

尧建堂 · 2016-12-5 19:52:55

这个项目不错，最适合敬老院老人集体使用

王栋春 · 2016-12-5 21:07:14

顶一个这个项目必须顶

wuhongchun · 2016-12-6 00:25:15

WHH青春发表于 2016-12-5 19:38
好好

顶！多多指教，很多不足需要群众额度眼光，集思广益

aliuqiang · 2016-12-6 08:18:32

你好！我对这个非常感兴趣

elecfansLily · 2016-12-6 11:44:08

这个领域非常好。
谢谢楼主的分享

waveyshi · 2016-12-6 21:07:24

前景广泛

comsheep · 2016-12-6 21:17:04

厉害！现在比赛时间多久，这么多功能能做完吗？

as493428735 · 2016-12-6 22:47:54

大致的研究方向是这么，价格能亲民就好了

王友让 · 2016-12-7 12:55:24

这个好，一定要支持。。。

宋相荣 · 2016-12-7 23:44:34

太棒了

jikaixin · 2016-12-9 11:54:49

你好，这个帖子是我写的。。转载麻烦通知一下行吗。。。。

jikaixin · 2016-12-9 13:18:40

麻烦尊重下原创开源好吗？企鹅273744983

何啎 · 2016-12-9 16:04:52

这个项目非常不错。。。。

小明爱学习 · 2016-12-11 15:37:13

这个市场非常大，我现在就非常担心家里人的身体，我爸爸是糖尿病

高世杰 · 2016-12-12 20:07:35

厉害了不错不错

zjt761215 · 2016-12-16 22:02:30

谢谢嘻嘻嘻

idianze · 2016-12-17 07:40:19

这个领域非常好

一只被 · 2016-12-17 12:47:30

good idea

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