基于STM32的儿童智能手环-设计说明书
电子校园网 编号：
T3812205M-LW
设计摘要：
本文介绍了基于单片机的儿童智能手环设计，旨在提供全面的健康监测和安全保障功能。该手环集成了温度传感器、心率/血氧传感器、OLED显示屏、定位模块以及4G通信模块，实现了温度、心率/血氧的实时监测、儿童定位、4G连接和紧急呼叫功能。通过OLED屏幕，家长可以随时查看儿童的健康数据，包括温度、心率和血氧水平，从而实现远程健康监护。同时，定位模块将儿童的位置信息上传至云端，家长可以通过手机APP随时追踪儿童的位置，提供实时的安全保障。
手环设计还考虑了紧急情况下的应急功能，配备了一键呼叫按钮。当儿童遇到紧急情况，只需按下按钮，手环将自动发送包括位置坐标在内的短信给家长，帮助家长能够第一时间做出反应。实验验证了手环的功能和性能，结果显示温度和心率/血氧监测准确可靠，定位功能精度满足实际需求，4G通信稳定连接云端。
综上所述，基于单片机的儿童智能手环设计在儿童健康监护和安全管理方面具有潜在的应用前景。手环集成了多项关键功能，为家长提供了便捷的健康监测和紧急呼叫功能，能够满足家长对儿童健康与安全的关切，未来还有进一步的优化和扩展空间。
关键词：单片机、健康监测、安全保障、温度传感器、OLED显示屏
字数：9000+
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仿真链接
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内容预览：
摘 要
ABSTRACT
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
1.2 国内外研究现状
1.3 课题主要内容
2 系统设计方案
2.1 系统整体方案
2.2 单片机的选择
2.3 电源方案的选择
2.4 显示方案的选择
2.5 温度检测方案的选择
3系统设计与分析
3.1 整体系统设计分析
3.2 主控电路设计
3.2.1 STM32F103C8T6单片机
3.2.2 晶振电路和复位电路
3.3 液晶屏显示模块
3.4 DS18B20传感器检测温度模块
4 系统程序设计
4.1 编程软件介绍
4.2 主程序流程设计
4.3 按键函数流程设计
4.4 显示函数流程设计
4.5 处理函数流程设计
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2 儿童智能手环实物测试
5.3 一键呼叫测试
5.4 4G网络测试
6 仿真调试
6.1仿真总体设计
6.2一键呼叫测试
6.3温度检测测试
结 论
参考文献
致 谢
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
随着社会的发展和科技的进步，儿童的健康和安全问题日益受到家长和社会的关注。儿童是社会的未来，他们的健康状况和安全情况直接关系到国家的可持续发展。然而，儿童在成长过程中常常面临各种健康风险和安全隐患，如突发疾病、意外伤害等。因此，如何实时监测儿童的健康状况，及时预警风险，以及提供紧急救援手段，成为了亟待解决的重要课题。
基于此，本选题选择了基于单片机的儿童智能手环设计作为研究对象，旨在为儿童的健康监测和安全保障提供一种创新解决方案。该手环集成了多种传感器和通信模块，能够实时监测儿童的体温、心率、血氧等关键生理指标，同时通过定位模块和4G通信，实现了儿童的实时定位和紧急呼叫功能。这样的智能手环不仅可以为家长提供实时健康数据，帮助他们关注儿童的生理状态，还可以在紧急情况下提供快速的救援手段，保障儿童的安全。
实际意义上，该设计具有多方面的价值和应用前景。首先，它可以弥补传统健康监测手段的不足，使得儿童的健康状态可以随时随地监测，为家长提供更全面的健康管理工具。其次，紧急呼叫功能的加入，能够在儿童遇到意外情况时迅速传达信息，提高救援效率，有助于降低意外伤害的发生率。此外，该设计还有望在儿童定位、失踪儿童的搜寻等方面发挥积极作用，为社会的安全和稳定做出贡献。
总之，本选题选取了基于单片机的儿童智能手环设计，旨在探索一种综合性的儿童健康监测和安全保障解决方案，具有重要的社会意义和实际应用价值。通过该设计，有望为儿童健康和安全问题提供创新的解决思路，为家庭和社会构建更加安全、健康的环境。
1.2 国内外研究现状
在国内外，儿童健康监测和安全保障领域已经涌现出一系列相关研究和技术创新。以下是一些国内外研究现状的概述：
国内研究现状：儿童健康监测技术： 在国内，一些研究关注儿童健康监测技术的开发，包括基于传感器的温度、心率、血氧监测设备。这些设备多数应用于医疗领域，但在家庭健康管理方面的研究也在逐渐兴起。儿童安全保障： 在儿童安全领域，一些国内研究关注儿童失踪预防、网络安全等问题。部分研究通过技术手段，如定位、监控等，提高了儿童的安全保障水平。
国外研究现状：儿童健康监测设备： 在国外，许多健康监测设备已经问世，如穿戴式智能手环、智能手表等，可以实时监测心率、血氧、体温等数据。这些设备大多具备数据传输和手机连接功能，方便用户随时查看和管理健康信息。儿童安全技术： 国外一些研究关注儿童安全技术，包括儿童定位系统、家庭安全监控系统等。这些技术可以帮助家长随时了解孩子的位置和状况，提供更多的安全保障。儿童紧急呼叫装置： 在一些国外研究中，设计了一些儿童紧急呼叫装置，类似于本文所述的儿童智能手环。这些装置可以通过按键触发紧急呼叫，向家长或监护人发送警报信息，实现快速救援。
总体而言，国内外已经有一些相关研究在儿童健康监测和安全保障领域取得了一定的进展。然而，仍然存在一些技术和功能上的局限性，如数据准确性、定位精度等方面的挑战。因此，本选题的基于单片机的儿童智能手环设计有望填补现有研究的空白，为儿童的健康和安全提供更全面、可靠的解决方案。
1.3 课题主要内容
设计是基于单片机的儿童智能手环，主要实现以下功能：
(1)温度显示，心率或血氧显示(使用OLED示)
(2)定位
(3)4G模块连接阿里云
(4)一键呼叫设置（自动发送短信(位置坐标)到家长)
