基于stm32的基于机人体健康监护系统
难度系数：4分
工作量：4分
创新点：3分
1简介基于STM32F103C8T6单片机开发的工人监测系统，该系统可以实时的单片的人代码监测温湿度、烟雾浓度、体健统嵌心率、康监环卫工人位置，护系并可以将这些数据在上位机端进行显示，入式将手指放置在心率检测传感器上，物联网含上位机端有心率显示，基于机烟雨雾浓度超过阈值会进行报警并显示工人位置。单片的人代码
2主要器件STM32F103C8T6
心率传感器
温室度传感器
烟雾浓度传感器
3实现效果4设计原理4.1ATGM332D定位模块简介
ATGM332D-5N系列模块是体健统嵌12X16尺寸的高性能BDS/GNSS全星座定位导航模块系列的总称。该系列模块产品都是康监基于中科微第四代低功耗GNSSSOC单芯片—AT65支持美国的GPS、中国的护系BDS（北斗卫星导航系统）
ATGM332D-5N系列模块具有高灵敏度、低功耗、入式低成本等优势，物联网含适用车载导航、基于机手持定位、可穿戴设备，可以直接替换NEO-M8N，封装尺寸和引脚定义完全兼容。
模块默认波特率为96所有报文全开，不能直接使用
9600且所有报文全开，会造成数据堵塞，发生时间整秒延迟，大约在1,2,3,4秒整秒跳动。
必须调高波特率到115200；或关闭多余报文，仅留RMC。
经纬数据说明
4.2MAX30102心率传感器MAX30102是一个集成的脉搏血氧仪和心率监测仪生物传感器的模块。它集成了一个红光LED和一个红外光LED、光电检测器、光器件，以及带环境光抑制的低噪声电子电路。MAX30102采用一个1.8V电源和一个独立的5.0V用于内部LED的电源，应用于可穿戴设备进行心率和血氧采集检测，佩戴于手指、耳垂和手腕等处。标准的2C兼容的通信接口可以将采集到的数值传输给Arduino、KL25Z等单片机进行心率和血氧计算。此外，该芯片还可通过软件关断模块，待机电流接近为零，实现电源始终维持供电状态。正因为其优异的性能，该芯片被大量应用在了三星GalaxyS7手机。与前代产品MAX30100相比(MAX30100目前已经停产淘汰)，MAX30102集成了玻璃盖可以有效排除外界和内部光干扰，拥有最优可靠的性能。
传统的脉搏测量方法主要有三种：
一是从心电信号中提取；
二是从测量血压时压力传感器测到的波动来计算脉率；
三是光电容积法。
前两种方法提取信号都会限制病人的活动，如果长时间使用会增加病人生理和心理上的不舒适感。而光电容积法脉搏测量作为监护测量中最普遍的方法之一，其具有方法简单、佩戴方便、可靠性高等特点。光电容积法的基本原理是利用人体组织在血管搏动时造成透光率不同来进行脉搏和血氧饱和度测量的。其使用的传感器由光源和光电变换器两部分组成，通过绑带或夹子固定在病人的手指、手腕或耳垂上。光源一般采用对动脉血中氧合血红蛋白（HbO2）和血红蛋白（Hb）有选择性的特定波长的发光二极管（一般选用660nm附近的红光和900nm附近的红外光）。当光束透过人体外周血管，由于动脉搏动充血容积变化导致这束光的透光率发生改变，此时由光电变换器接收经人体组织反射的光线，转变为电信号并将其放大和输出。由于脉搏是随心脏的搏动而周期性变化的信号，动脉血管容积也周期性变化，因此光电变换器的电信号变化周期就是脉搏率。同时根据血氧饱和度的定义，其表示为：
MAX30102本身集成了完整的发光LED及驱动部分，光感应和AD转换部分，环境光干扰消除及数字滤波部分，只将数字接口留给用户，极大地减轻了用户的设计负担。用户只需要使用单片机通过硬件I2C或者模拟I2C接口来读取MAX30102本身的FIFO，就可以得到转换后的光强度数值，通过编写相应算法就可以得到心率值和血氧饱和度。
4.3DHT11温湿度传感器简介
DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。每个DHT11传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。校准系数以程序的形式储存在OTP内存中，传感器内部在检测信号的处理过程中要调用这些校准系数。单线制串行接口，使系统集成变得简易快捷。超小的体积、极低的功耗，信号传输距离可达20米以上，使其成为各类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选则。产品为4针单排引脚封装。连接方便，特殊封装形式可根据用户需求而提供。
接线
DHT11编码步骤
单片机上点后1s内不读取（不重要）
主机（单片机）发送起始信号：主机先拉高data拉低data延迟18ms拉高data（通过此操作将单片机引脚设置为输入）。
从机（DHT11）收到起始信号后进行应答：从机拉低data，主机读取到data线被拉低持续80us后从机拉高data线，持续80us，直到高电平结束，意味着主机可以开始接受数据。
主机开始接收数据：主机先把data线拉高（io设置为输入）从机把data线拉低，主机读取data线电平，直到低电平结束（大约50us）从机拉高data线后，延迟40us左右（28~70us之间）主机再次读取data线电平，如果为低电平，则为“0”，如果为高电平，则为“1”。继续重复上述1,2步骤累计40次。
4.4MQ-2烟雾传感器简介
MQ-2常用于家庭和工厂的气体泄漏监测装置，适宜于液化气、苯、烷、酒精、氢气、烟雾等的探测。故因此，MQ-2可以准确来说是一个多种气体探测器。
MQ-2的探测范围极其的广泛。它的优点：灵敏度高、响应快、稳定性好、寿命长、驱动电路简单。
二、MQ-2的工作原理
MQ-2型烟雾传感器属于二氧化锡半导体气敏材料，属于表面离子式N型半导体。处于200~300摄氏度时，二氧化锡吸附空气中的氧，形成氧的负离子吸附，使半导体中的电子密度减少，从而使其电阻值增加。当与烟雾接触时，如果晶粒间界处的势垒收到烟雾的调至而变化，就会引起表面导电率的变化。利用这一点就可以获得这种烟雾存在的信息，烟雾的浓度越大，导电率越大，输出电阻越低，则输出的模拟信号就越大。
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