杨裴裴，李胜岚，石恒瑞(郑州工商学院河南,河南 郑州 450000)
摘 要：依据STM32单片机和Onenet渠道，规划了一款智能健康管家。在规划中结合了打印机、心率模块、OLED显现模块、WiFi通讯模块等一些市面上常见的传感器，提出并规划出一款专门针对空巢白叟运用的且操作简略、运用便当、快速精确丈量心率的仪器
关键词：STM32；Onenet；心率丈量仪；物联网；智能健康管家
0 导言
改革敞开以来，跟着国家经济和科技的快速开展，人们日子条件越来越好，人们的寻求开端逐步改动，从曾经只需求吃饱穿暖到现在的吃好穿美，社会脚步在快速向前，但人们的身体素质却越来越低，特别是心血管疾病的发病率越来越高。许多人对心血管疾病的了解并不多，经常会以为许多心血管疾病是突发病，常常都是到了严峻的境地才会去寻医问诊。大多数的心血管疾病都是可以防备的，这就需求咱们平常要注意好身体，一起多训练身体，并且要注意饮食健康。可是许多人已经有了隐疾，所以需求早点发现早点医治。其时医院最常用的便是用心电图机（ECG）来检测心率，但检测出来的成果都是其时短时刻内的成果，可是许多的心血管疾病前期都没有比较显着的症状，并且许多都是间歇性的，很或许在医院查看的时分是正常的，可是说不定在什么时分就显现出症状。尽管现在许多的移动设备（例如：智能手表、手机等）都带有心率检测功用，尽管很便当，可是考虑到许多老年人仍是不愿意触摸新鲜事物，所以这些最新科技关于他们没有那么有用，因而一款专门针对空巢白叟运用的心率检测仪器显得极为重要。
1 智能健康管家的规划框图
该智能健康管家的规划首要分为硬件和软件两部分。 硬件部分规划包含电源规划、 STM32外围电路以及相关的传感器、 WiFi模块与STM32衔接电路规划；软件部分规划包含STM32单片机代码编写、 ESP8266固件的编写、Android手机APP的代码修改和编写以及PC网页端运用的修改。 体系的规划框图如图1所示。
由图1可知，当该智能健康管家检测到心率模块输出有规则波形时（即人体安排与心率模块进行有用触摸，人体安排多为手指肚），进入丈量方式，然后依据算法算出心率值，在OLED屏幕上显现出来，一起打印机打印出成果，并依据心率值给出相应的主张，也会把心率值经过Onenet云渠道发送到手机端或电脑网页端，并把心率值记录到云端，制造曲线，让用户看到自己心率的崎岖。该体系也可以绑定邮箱，当心率值处于风险值时，云渠道会给绑定邮箱发送邮件，使一些在外的儿女也能了解到家中爸爸妈妈的心率情况。在运用端咱们也可以发送音讯，例如发送音讯提示白叟丈量心率，音讯回来给主控板，并显现在OLED显现屏上。以上规划使智能管家愈加便当快捷，也愈加的智能，使其可以满意未来智能家居的要求。
2 智能健康管家的硬件规划
本规划中运用STM32F103RCT6最小体系板作为主控中心板，并调配ESP8266WiFi模块、心率模块、OLED显现屏和串口打印机等多种传感器完结硬件部分的规划，该规划的全体电路如图2所示。
2.1 WiFi模块
在该规划中，WiFi模块是交流硬件和软件的桥梁，在硬件获取心率值后需求上传到云端，这就需求WiFi模块来衔接两者，这儿选用的深圳安信可公司所出产的ESP-01模块，这是一款高性能无线 SOC，以最低本钱供给最大有用性，为 WiFi 功用嵌入其他体系供给无限或许。在该规划中并没有运用常见的AT固件，而是选用了SDK二次开发，把与Onenet的协议处理部分都交给ESP8266处理，这儿只需求主控板把获取的数据经过串口传给WiFi模块，模块作为一个高性能的SoC，将数据经过协议处理再上传到Onenet云渠道，也可以接纳音讯处理并经过串口发送给主控板。其电路原理图如图3所示。
2.2 OLED模块
该模块作业温度为 -40℃ ～ +70℃，内部自带升压电路，分辨率为 128×64像素，选用SSD1306 驱动芯片，仅需 3.3V 供电即可。该模块支撑8位6800并口、8位8080并口、I 2 C总线、 4线SPI 总线等4种通讯接口方法，该规划用的是I 2 C 总线接口，咱们程序中运用的是模仿I 2 C。OLED 屏与液晶屏相似，在运用前都需求进行初始化。整个初始化作业为一系列显现操控芯片的设置作业，首要包含封闭显现、设置时钟分频因子、设置显现偏移、设置内存地址、队伍开始地址等。输入 OLED 模块的数据之所以能显现到屏幕上，是因为内部有一个显存，该显存与模块屏幕上的像素点是一一对应的联系。只要把数据送到显存对应的地址上，就会按显存的地址显现到屏幕上。咱们首要运用OLED显现出来心率的值，一起也能给出一些小的主张，也能显现运用端发送的数据。
2.3 心率检测模块
Pulsesensor心率模块传感器比较便当运用，三个引脚，分别是VCC、GND和ADC，模块经过电路获取心电信号，并运用硬件电路对信号进行滤波，单片机可以直接经过AD转化收集心率数据。它运用了光电容积脉息波描记法(PPG)丈量心率，这种技能听起来非常的高档，其实原理非常简略，通常情况下是用一个光源对人体安排进行照耀，人体安排因为血管搏动时透光率发生改变，所以人体安排反射过来的光也随之发生改变，经过收集反射光的改变，将之转化为电信号收集起来，再经过滤波核算就能得到心率。这儿运用了两层滤波，模块原本就有滤波电路，在STM32的程序中咱们对数据进行再次滤波，使检测到波形愈加精确，所获取的心率值愈加精确。
2.4 打印机
热敏打印机体积小、速度快、噪声小、本钱低、打印明晰并且运用便当。热敏打印技能最早运用在传真机上,它的根本原理是把打印机接纳到的数据转化成点阵信号方式,从而操控器操控热敏元的加热,然后把热敏纸上的热敏图层加热显现。热敏打印机需运用专用的热敏纸,热敏纸上涂有一层遇热就就会发生化学反应而变色的图层,运用这种特性,诞生了热敏打印技能。
嵌入式微型打印机单元一行有 384 个加热门，打印机内置字库，汉字字库巨细为 24*24，所以一行可以打印 384/24=16 个汉字字符。英文字库巨细为12*24，所以一行可以打印 36 个英文字符。假如发送的数据大于 16 个汉字字符或许 32 个汉字字符，打印时机主动打印出这一行出来，假如低于 16 个中文字符或许 32 个英文字符，打印机不会打印出来，需求多发送十六进制数 0D 0A，详细需求看指令集。打印机和主控板之间经过串口通讯，经过指令设置好之后，可以直接发送串口数据，打印机就会直接打印出来发送的串口数据，非常便当。
运用过程中，经过以上各个模块和主控板之间的制造，咱们会把心率数据上传到云渠道，并且显现在手机端或许电脑端，一起数据也显现到OLED屏幕上，打印机打印出心率值并给出相应的定见。
3 软件规划
在Onenet渠道上修改出网页端运用和手机端运用。经过Onenet云渠道， 完结心率的数据上传。
3.1 Onenet云渠道
OneNET是由中国移动打造的PaaS物联网敞开渠道。渠道可以协助开发者轻松完结设备接入与设备衔接，快速完结产品开发布置，为智能硬件、智能家居产品供给完善的物联网解决方案。咱们与Onenet对接运用ESP8266的SDK二次开发，直接衔接WIFI并进行协议的处理。咱们可以绑定邮箱，使心率数据处于风险情况时，Onenet渠道直接发送邮件给用户。
3.2 PC端界面
咱们的界面非常简练，只要一个曲线表和指令框，当运用完该规划后，可以在得到心率值后马上上传数据，并显现在界面曲线表里，非常明晰的显现出心率在不一起间的崎岖改变。并且咱们可以经过指令框发送特定的短音讯给设备，并显现在OLED显现屏上，用于提示白叟们丈量心率。其界面如图4所示。
3.3 手机端界面
手机端根本与PC端共同，其界面如图5所示。咱们可以在Onenet渠道直接修改咱们的手机端和PC端运用。进入修改页面之后可以拖拽咱们所需求的元素，根本元素有文本、折线图、柱状图、图片、链接、地图、外表盘，操控元素有旋钮、开关、指令框，这儿咱们挑选了可以表现心率改变的折线图以及能发送指令的指令框，然后修改特点，挑选咱们的设备和数据流，也可以修改折线图的改写频率、色彩、时刻款式等，修改之后就可以保存了。
3.4 邮件提示
该体系也可以绑定邮箱，当心率值处于风险值时，云渠道会给绑定邮箱发送邮件，使一些在外的儿女也能了解到家中爸爸妈妈的心率情况。比方正常人心率在70-70～100次/min，当心率不是在这个范围内就或许使风险情况，此刻Onenet云渠道就会接纳到数据，判断后便会发送邮件到绑定邮箱。如图6所示，当数值大于100时，就会发送邮件提示。
4 规划的实物图
该规划的实物图如下图所示
5 规划中的立异点
从心率检测的规划视点，本规划在以往的规划基础上加入了许多立异点和规划元素：
• 丈量成果可以多端显现，OLED显现屏、打印机打印、PC端显现、手机端显现，运用者自己可以很明晰的看到丈量成果，在外的儿女也可以看到自己爸爸妈妈的身体情况；
• 子女可以在手机端或电脑端对爸爸妈妈进行提示，以防白叟忘掉丈量心率；
• 打印机打印心率成果，并给出相应的主张，主张其饮食和训练。白叟们可以存着成果小票，然后经过对自己不一起间的心率改变来进行调理自己的饮食和训练。
习近平主席着重：开展是榜首要务，人才是榜首资源，立异是榜首动力。立异便是为了更好的服务人类的日子，为人们日子带来更多的便当，也为人们的健康带来更多协助。智能健康管家的立异点便是为了让在外的子女能多多了解白叟们在家的健康情况，也是为了防止心率疾病突发所带来的不必要的伤亡。
6 定论
现在商场上有不少的心率检测仪器，现在的手机和手环也有许多都支撑心率检测，但这些关于空巢白叟来说并不是很有用，商场上很少有一款真实的为空巢白叟所规划的物联网智能化心率丈量仪，因而，本文中的智能健康管家在许多方面针对空巢白叟做出的规划，便是为了可以更好的服务白叟，一起也是服务在外的年轻人，让这些年轻人可以定心的在外打拼。产品的规划便是为了让科技融入到社会的各个人群，不仅仅让年轻人享受到科技的服务，也让白叟们享受到科技带来的便当。
参考文献
[1] 王刚,张保威,李诗然,杨可标,李登峰.依据STM32的微型热敏打印机的规划和完结[J].工业外表与主动化设备,2016(04):113-116.
[2] 刘正翔.依据STM32的OLED显现屏接口规划[J].电子技能与软件工程,2017(19):65.
[3] 汪楠,莫德清,韩剑.依据OneNET云渠道的pH在线检测仪[J].桂林电子科技大学学报,2018,38(02):139-143.
[4] 陈星星,梁雨,穆真,王晶.依据STM32的生理信号数字滤波器规划[J].电子技能与软件工程,2016(21):111.
作者简介：
杨裴裴（1988-），女，硕士，首要研讨方向：教育技能理论研讨、多媒体技能
李胜岚（1988-），女，硕士，首要研讨方向：无线传感器网络石恒瑞，男，本科，首要研讨方向：物联网
本文来源于科技期刊《电子产品世界》2019年第8期第60页，欢迎您写论文时引证，并注明出处
