电赛一等奖作品：基于STM32F4的老人健康监测智能手表电路方案

简介：
本项目设计了一款基于STM32F4微控制器的老人健康监测智能手表，集成心率、血氧饱和度及体温等生理参数检测功能，旨在为老年人提供便捷可靠的健康管理解决方案。 暑假期间留校与两名队友一起参加了广东省大学生电子设计竞赛“健康电子”主题的比赛。经过两个月的努力和坚持，我们的作品荣获了广东省一等奖，并在此分享出来以供交流并希望获得宝贵的建议。 该作品名为“孤寡老人的健康监测仪”，由可穿戴的手表、手机APP以及外接血压测量设备组成。手表外壳是通过3D打印完成的。其主要功能为：家人可以通过手机应用程序实时监控家中佩戴者的身体状况；手表对于使用者来说，仅需作为普通时间计来看待，无须进行任何操作即可实现健康监测。 该作品采用STM32F405为主控芯片，并未使用外部扩展存储设备或内存模块。具体而言，它能够测量心率、体温和血压，检测摔倒并发出警报，在连接WiFi后可以提醒用户按时服药以及显示时间等基本功能；此外还具备电容触摸屏操作、手势滑动解锁及翻腕唤醒等功能，并设有体征异常报警机制。 硬件部分包括1.54寸240*240分辨率的LCD显示屏和同尺寸电容触控面板，内置MPU6050姿态传感器，MXL90615温度感应器以及SON7015心率检测装置。此外还配置了WiFi网络模块及TP4056电源管理IC。 软件方面，系统采用UCOS/II操作系统，并使用EmWin库进行图形界面设计；手机应用程序和服务器端则基于JAVA语言开发完成。 手表体积小巧紧凑，在除WIFI模组外的所有元器件规格上尽可能选择最小化。整个设计方案以追求极致便携为目标而精心打造而成，外观通过3D打印技术实现。底层代码部分借鉴了原子哥的作品成果，顶层功能则是根据实际需求独立编写出来的。 网络通讯方面：手表的WiFi连接是借助手机APP完成的Smartlink配对方式；与服务器的数据交换则采用了WebSocket协议以确保全双工实时通信机制的有效运行。尽管在单片机上实现该协议时缺乏现成文档参考，但我们通过反复测试最终成功实现了这一功能。 在体征监测方面：心率测量由于传感器限制，在特定条件下可能会受到干扰影响；体温读数容易受环境因素变化而波动较大；血压则需要借助独立设备完成，并将结果传输至手表内。检测跌倒机制是根据加速度值来判断的，误报较少且效果显著。 屏幕与显示：我们从淘宝购入了1.54寸240*240分辨率的LCD屏并配以电容触控层；通过手势操作实现界面切换功能（左右滑动、上下滚动等）以及翻腕解锁机制。同时，手表上还设置了一个光敏电阻用于自动调节屏幕亮度。 报警系统：当检测到异常体征时，手表会震动提醒佩戴者，并在确认后发送警报信息至手机APP端；若长时间未响应，则直接触发紧急通知流程告知家人或监护人注意安全问题。另外还可以通过应用程序设定三个定时服药提示时间点以帮助老人按时用药。 用户管理：需先扫描手表上的二维码来绑定设备，然后注册账号才能正常使用该应用软件。每个账户仅限操作一台智能手环装置。 错误处理机制也得到了充分考虑，在网络连接不稳定时能自动尝试重新建立链接，并在失败后重启WiFi模块进行再次尝试；同时会向用户提示当前情况并建议采取相应措施以恢复正常工作状态。