CN220512843U - 一种基于stm32单片机的老人监护系统及监护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于STM32单片机的老人监护系统及监护装置，包括STM32单片机，与STM32单片机连接的生物特征信息采集子系统、数据传输子系统、姿态检测装置及一键启动模块；生物特征信息采集子系统包括周期性采集用户血压的血压信息采集模块、周期性采集用户心率的心率信息采集模块及处理生物特征数据并与STM32单片机进行数据交换的生物特征数据处理模块；数据传输子系统包括蓝牙模块对外连接上位机终端；姿态检测装置用于采集用户的姿态信息；一键启动模块用于开/关系统，及对系统一件复位重启；STM32单片机用作主控制器，对系统中各装置/模块/传感器/子系统进行综合控制和数据处理。本系统及装置操作简单，便于老人用户操作，且系统运行更快更稳定。

Description

一种基于STM32单片机的老人监护系统及监护装置

技术领域

本实用新型涉及老人监护技术领域，特别是涉及一种基于STM32单片机的老人监护系统及监护装置。

背景技术

常用的家庭健康检测设备往往只能检测一种或者两种数据，而且对于老年人来说操作比较复杂。而需要检测更多种数据，往往是医院使用的中大型检测设备，这些设备往往是价格高，操作困难且一般体积较大，不便于家用，更不便于老人实时佩戴。此外，当前的健康检测装置不仅操作繁琐，有些还需要具备一定的专业知识，而且用户身体状况出现异常，尤其是老人身体出现异常时没有给出针对性的提示，并且传统的检测只针对用户自身身体的某项参数进行检测，而实际上老人外出时，外部环境对身体状况也是有非常大的影响的，如夏天的高温环境易引起中暑，阴雨潮湿环境易引起关节不适，雾霾天气、大雾天气、伴有浓烟的环境均对老人的肺部有很大伤害都没有报警提示，而且老人独处时若发生火灾等情况，也都没有提示以及向亲友和社会公共机关报警的功能。

实用新型内容

基于上述，提供一种基于STM32单片机的老人监护系统及监护装置，不仅能够监测老人身体状况，而且只有一个按键，老人操作非常方便。

一种基于STM32单片机的老人监护系统，包括STM32单片机，与所述STM32单片机连接的生物特征信息采集子系统、数据传输子系统、姿态检测装置及一键启动模块；所述生物特征信息采集子系统包括血压信息采集模块、心率信息采集模块及生物特征数据处理模块，所述生物特征数据处理模块与所述STM32单片机连接，所述血压信息采集模块和所述心率信息采集模块分别与所述生物特征数据处理模块连接；所述血压信息采集模块用于周期性采集用户的血压数据；所述心率信息采集模块用于周期性采集用户的心率数据；所述生物特征数据处理模块用于集中处理所述生物特征信息采集子系统中各个功能模块输出的数据，并与所述STM32单片机进行数据交换；所述数据传输子系统包括蓝牙模块，所述蓝牙模块用于对外连接上位机终端进行无线数据传输；所述姿态检测装置用于采集用户的姿态信息，以判定用户是否摔倒；所述一键启动模块通过STM32单片机与系统中各装置/模块/传感器/子系统进行连接，用于开/关系统，以及对系统中各装置/模块/传感器/子系统进行一件复位重启；所述STM32单片机用作主控制器，对系统中各装置/模块/传感器/子系统进行综合控制，并对各装置/模块/传感器/子系统采集的数据进行综合处理。

在其中一个实施例中，所述姿态检测装置包括陀螺仪和加速度仪；所述陀螺仪用于获取用户角度变化信息和/或角速度信息；所述加速度仪用于获取用户的角度变化加速度信息；

在其中一个实施例中，所述姿态检测装置还包括数字运动处理器DMP和ADC模块；所述数字运动处理器DMP用于处理所述陀螺仪和所述加速度仪采集到的数据信息，所述ADC模块用于将所述陀螺仪和所述加速度仪采集到数据信息经ADC转化为数字信号，并通过IIC接口发送，以便向CPU提供四元数从而获得欧拉角。

在其中一个实施例中，所述姿态检测装置为6轴运动传感器或9轴远动传感器，如型号为MPU6000的6轴运动传感器、型号为MPU6050的9轴运动传感器。

在其中一个实施例中，所述陀螺仪为MEMS陀螺仪。

在其中一个实施例中，所述加速度仪为MEMS加速度仪。

在其中一个实施例中，还包括与所述STM32单片机连接的智能紧急施救子系统；所述智能紧急施救子系统包括电子脉冲驱动模块、电极片，和/或呼叫模块；所述电子脉冲驱动模块与所述电极片连接，所述电子脉冲驱动模块用于将电子脉冲控制信号转换成电子脉冲电流信号向所述电极片输出，所述电极片用于对外与人体接触并贴合。

在其中一个实施例中，还包括与所述STM32单片机连接的SIM卡模块；所述数据传输子系统还包括无线网络传输模块；所述智能紧急施救子系统还包括呼叫模块；所述SIM卡模块用于接收/发送电信信号和提供网络数据流量；所述无线网络传输模块用于连接第三方云平台或公共网络以进行网络数据交换；所述呼叫模块用于通过所述STM32单片机和所述无线网络传输模块发出求救信号。

在其中一个实施例中，还包括与所述STM32单片机连接的定位模块；所述定位模块通过所述STM32单片机与所述SIM卡模块和所述无线网络传输模块连接，以获取并向上位机终端发送实时位置信息。

在其中一个实施例中，所述生物特征信息采集子系统还包括与所述生物特征数据处理模块连接的脉象信息采集模块，和/或骨密度检测模块，和/或微量元素检测模块，和/或血氧检测模块，和/或体温检测模块；所述脉象信息采集模块用于周期性采集用户的脉象信息，并输出至所述生物特征数据处理模块；所述骨密度检测模块用于周期性检测并获取用户的骨密度信息，并输出至所述生物特征数据处理模块；所述微量元素检测模块用于周期性检测并获取用户的微量元素信息，并输出至所述生物特征数据处理模块；所述血氧检测模块用于周期性检测并获取用户的血氧信息，并输出至所述生物特征数据处理模块；所述体温检测模块用于周期性检测并获取用户的体温信息，并输出至所述生物特征数据处理模块；所述生物特征数据处理模块还用于分析所述脉象信息及脉象变化信息，所述骨密度信息及骨密度变化信息，所述微量元素信息及微量元素变化信息，所述血氧信息及血氧变化信息，并判断所述脉象信息、所述骨密度信息、所述微量元素信息、所述血氧信息、所述血压信息和所述心率信息是否异常。

在其中一个实施例中，还包括与所述STM32单片机连接的蜂鸣器和/或扬声器；所述蜂鸣器用于工作音提示，以及用于当所述生物特征数据处理模块输出异常信号时发出警报音；所述扬声器用于语音播报，及输入对讲语音信息。

在其中一个实施例中，所述扬声器还用于语音呼救。

在其中一个实施例中，还包括与所述STM32单片机连接的外部环境信息采集子系统、蜂鸣器和/或扬声器；所述外部环境信息采集子系统包括环境数据处理模块，以及与所述环境数据处理模块连接的温度检测模块，和/或湿度检测模块，和/或烟雾检测模块，和/或光敏传感器；所述环境数据处理模块与所述STM32单片机连接；所述温度检测模块用于实时检测并获取用户周围大环境的空气温度数据，并输出至所述环境数据处理模块；所述湿度检测模块用于实时检测并获取用户周围大环境的空气湿度数据，并输出至所述环境数据处理模块；所述烟雾检测模块用于实时检测并获取用户周围大环境的烟雾浓度数据，并输出至所述环境数据处理模块；所述光敏传感器用于实时检测并获取用户周围大环境的光照强度数据，并输出至所述环境数据处理模块；所述环境数据处理模块用于集中处理所述外部环境信息采集子系统中各个功能模块输出的数据，并与所述STM32单片机进行数据交换；所述蜂鸣器用于工作音提示，以及用于当所述环境数据处理模块输出异常信号时发出警报音；所述扬声器用于语音播报，及输入对讲语音信息。

在其中一个实施例中，还包括与所述STM32单片机连接的天气信息模块，蜂鸣器和/或扬声器；所述天气信息模块用于获取与所述网络数据传输模块IP地址相对应的当地天气预报信息。

在其中一个实施例中，所述天气信息模块还与第三方云平台连接，以通过第三方云平台解析和运算未来天气变化情况。

在其中一个实施例中，所述数据传输子系统还包括存储模块及数据线端口模块；所述存储模块分别与所述无线网络传输模块、所述蓝牙模块及所述数据线端口模块连接；所述存储模块用于存储来自所述STM32单片机、所述网络数据传输模块及所述数据线端口模块输出的数据信息，并能够被所述网络数据传输模块、所述蓝牙模块和所述数据线端口模块访问和调取其存储的数据信息；所述数据线端口模块用于对外通过数据线连接上位机终端。

在其中一个实施例中，上位机终端为手机或电脑。

在其中一个实施例中，还包括与所述STM32单片机连接的OLED显示模块；

所述OLED显示模块用于显示系统中各装置/模块/传感器/子系统的数据信息，以及对各装置/模块/传感器/子系统的参数进行设置。

在其中一个实施例中，还包括与所述STM32单片机连接的ID认证模块；所述ID认证模块用于录入和识别操作该系统的人员身份信息和操作权限。

在其中一个实施例中，所述ID认证模块通过生物特征识别人员信息。

在其中一个实施例中，还包括与所述STM32单片机连接的电源模块；所述电源模块用于为所述STM32单片机提供恒压电源。

在其中一个实施例中，所述STM32单片机的型号为STM32F407ZGT6。

在其中一个实施例中，所述STM32单片机的型号为STM32F103C8T6。

在其中一个实施例中，所述上位机终端还与第三方云平台连接，以进行数据交换。

在其中一个实施例中，还包括与所述STM32单片机连接的PM2.5监测模块；所述PM2.5监测模块用于采集环境中可吸入颗粒物的浓度信息。

在其中一个实施例中，所述光敏传感器与所述STM32单片机中的ADC转换模块连接。

在其中一个实施例中，所述光敏传感器包括光敏电阻。

在其中一个实施例中，所述网络数据传输模块为路由器。

在其中一个实施例中，所述STM32单片机还包括GPIO传输模块；所述生物特征信息采集子系统与所述GPIO传输模块连接。

在其中一个实施例中，所述STM32单片机还包括GPIO传输模块；所述外部环境采集子系统与所述GPIO传输模块连接。

在其中一个实施例中，所述STM32单片机还包括GPIO传输模块；所述姿态检测装置与所述GPIO传输模块连接。

在其中一个实施例中，所述STM32单片机还包括DMA传输模块；所述OLED显示模块与所述DMA传输模块连接。

在其中一个实施例中，所述STM32单片机还包括Wifi网络模块；所述Wifi网络模块与所述数据传输子系统连接。

上述提供的一种基于STM32单片机的老人监护系统，通过设置与所述STM32单片机连接的生物特征信息采集子系统、数据传输子系统、姿态检测装置及一键启动模块，不仅能够周期性检测用户老人的身体状况，并将身体状况数据化输出出来，还能够进一步对老人患者的症状作出早起的预测和预防，也能够实现对不同的症状作出具有针对性的理疗辅助治疗建议，而且整个系统只有一个按键，非常方便老人用户操作。同时，该系统输出的数据信息能够传送到老人亲友的上位机终端上，便于亲友远程呵护老人。此外，采用STM32单片机作为主控制器进行系统开发，不仅成本得到降低，而且运行速度相较于基于C51/C52系列单片机开发的系统更快，运行也更稳定。

根据上述内容，本申请还提供了一种基于STM32单片机的老人监护装置。

一种基于STM32单片机的老人监护装置，包括上述任何一项实施例中所述的基于STM32单片机的老人监护系统。

在其中一个实施例中，所述装置设置有固定带，以便于老人佩戴。

上述提供的一种基于STM32单片机的老人监护装置，不仅能够周期性检测用户老人的身体状况，并将身体状况数据化输出出来，还能够进一步对老人患者的症状作出早起的预测和预防，也能够实现对不同的症状作出具有针对性的理疗辅助治疗建议，而且整个装置只有一个按键，非常方便老人用户操作。同时，该系统输出的数据信息能够传送到老人亲友的上位机终端上，便于亲友远程呵护老人。此外，采用STM32单片机作为主控制器进行系统开发，不仅成本得到降低，而且运行速度相较于基于C51/C52系列单片机开发的系统更快，运行也更稳定。

附图说明

图1为一实施例提供的基于STM32单片机的老人监护系统结构示意图；

图2为部分功能模块与STM32单片机的具体连接方式示意图。

附图标记说明：100.STM32单片机；200.生物特征信息采集子系统；210.血压信息采集模块；220.心率信息采集模块；230.脉象信息采集模块；240.骨密度检测模块；250.微量元素检测模块；260.血氧检测模块；270.体温检测模块；280.生物特征数据处理模块；300.环境数据处理模块；310.温度检测模块；320.湿度检测模块；330.烟雾检测模块；340.光敏传感器；350.环境数据处理模块；400.智能紧急施救子系统；410.电子脉冲驱动模块；420.电极片；430.呼叫模块；500.姿态检测装置；510.陀螺仪；520.加速度仪；530.数字运动处理器；540.ADC模块；610.蜂鸣器；620.扬声器；630.一键启动模块；640.SIM卡模块；650.定位模块；660.天气信息模块；670.OLED显示模块；700.数据传输子系统；710.存储模块；720.无线网络传输模块；730.蓝牙模块；740.数据线端口模块；800.第三方云平台；900.上位机终端。

具体实施方式

在本专利文件中，下面讨论的图1-2和用于描述本公开的原理或方法的各种实施例只用于说明，而不应以任何方式解释为限制了本公开的范围。参考附图，本公开的优选实施例将在下文中描述。在下面的描述中，将省略众所周知的功能或配置的详细描述，以免以不必要的细节混淆本公开的主题。而且，本文中使用的术语将根据本实用新型的功能定义。因此，术语可能会根据用户或操作者的意向或用法而不同。因此，本文中使用的术语必须基于本文中所作的描述来理解。

一种基于STM32单片机100的老人监护系统，如图1所示，包括STM32单片机100，与STM32单片机100连接的生物特征信息采集子系统200、数据传输子系统700、姿态检测装置500及一键启动模块630。生物特征信息采集子系统200包括血压信息采集模块210、心率信息采集模块220及生物特征数据处理模块280，生物特征数据处理模块280与STM32单片机100连接，血压信息采集模块210和心率信息采集模块220分别与生物特征数据处理模块280连接。血压信息采集模块210用于周期性采集用户的血压数据。心率信息采集模块220用于周期性采集用户的心率数据。生物特征数据处理模块280用于集中处理生物特征信息采集子系统200中各个功能模块输出的数据，并与STM32单片机100进行数据交换。数据传输子系统700包括蓝牙模块730，蓝牙模块730用于对外连接上位机终端900进行无线数据传输。姿态检测装置500用于采集用户的姿态信息，以判定用户是否摔倒。一键启动模块630通过STM32单片机100与系统中各装置/模块/传感器/子系统进行连接，用于开/关系统，以及对系统中各装置/模块/传感器/子系统进行一件复位重启。STM32单片机100用作主控制器，对系统中各装置/模块/传感器/子系统进行综合控制，并对各装置/模块/传感器/子系统采集的数据进行综合处理。

在其中一个实施例中，如图1所示，姿态检测装置500包括陀螺仪510和加速度仪520。陀螺仪510用于获取用户角度变化信息和/或角速度信息。加速度仪520用于获取用户的角度变化加速度信息。

在其中一个实施例中，如图1所示，姿态检测装置500还包括数字运动处理器530DMP和ADC模块540。数字运动处理器530DMP用于处理陀螺仪510和加速度仪520采集到的数据信息，ADC模块540用于将陀螺仪510和加速度仪520采集到数据信息经ADC转化为数字信号，并通过IIC接口发送，以便向CPU提供四元数从而获得欧拉角。

在其中一个实施例中，如图1所示，姿态检测装置500为6轴运动传感器或9轴远动传感器，如型号为MPU6000的6轴运动传感器、型号为MPU6050的9轴运动传感器。

在其中一个实施例中，陀螺仪510为MEMS陀螺仪510。

在其中一个实施例中，加速度仪520为MEMS加速度仪520。

在其中一个实施例中，如图1所示，还包括与STM32单片机100连接的智能紧急施救子系统400。智能紧急施救子系统400包括电子脉冲驱动模块410、电极片420，和/或呼叫模块430。电子脉冲驱动模块410与电极片420连接，电子脉冲驱动模块410用于将电子脉冲控制信号转换成电子脉冲电流信号向电极片420输出，电极片420用于对外与人体接触并贴合。

在其中一个实施例中，如图1所示，还包括与STM32单片机100连接的SIM卡模块640。数据传输子系统700还包括无线网络传输模块720。智能紧急施救子系统400还包括呼叫模块430。SIM卡模块640用于接收/发送电信信号和提供网络数据流量。无线网络传输模块720用于连接第三方云平台800或公共网络以进行网络数据交换。呼叫模块430用于通过STM32单片机100和无线网络传输模块720发出求救信号。

在其中一个实施例中，如图1所示，还包括与STM32单片机100连接的定位模块650。定位模块650通过STM32单片机100与SIM卡模块640和无线网络传输模块720连接，以获取并向上位机终端900发送实时位置信息。

在其中一个实施例中，如图1所示，生物特征信息采集子系统200还包括与生物特征数据处理模块280连接的脉象信息采集模块230，和/或骨密度检测模块240，和/或微量元素检测模块250，和/或血氧检测模块260，和/或体温检测模块270。脉象信息采集模块230用于周期性采集用户的脉象信息，并输出至生物特征数据处理模块280。骨密度检测模块240用于周期性检测并获取用户的骨密度信息，并输出至生物特征数据处理模块280。微量元素检测模块250用于周期性检测并获取用户的微量元素信息，并输出至生物特征数据处理模块280。血氧检测模块260用于周期性检测并获取用户的血氧信息，并输出至生物特征数据处理模块280。体温检测模块270用于周期性检测并获取用户的体温信息，并输出至生物特征数据处理模块280。生物特征数据处理模块280还用于分析脉象信息及脉象变化信息，骨密度信息及骨密度变化信息，微量元素信息及微量元素变化信息，血氧信息及血氧变化信息，并判断脉象信息、骨密度信息、微量元素信息、血氧信息、血压信息和心率信息是否异常。

在其中一个实施例中，如图1所示，还包括与STM32单片机100连接的蜂鸣器610和/或扬声器620。蜂鸣器610用于工作音提示，以及用于当生物特征数据处理模块280输出异常信号时发出警报音。扬声器620用于语音播报，及输入对讲语音信息。

在其中一个实施例中，扬声器620还用于向路人语音呼救。

在其中一个实施例中，如图1所示，还包括与STM32单片机100连接的外部环境信息采集子系统、蜂鸣器610和/或扬声器620。外部环境信息采集子系统包括环境数据处理模块350300，以及与环境数据处理模块350300连接的温度检测模块310，和/或湿度检测模块320，和/或烟雾检测模块330，和/或光敏传感器340。环境数据处理模块350300与STM32单片机100连接。温度检测模块310用于实时检测并获取用户周围大环境的空气温度数据，并输出至环境数据处理模块350300。湿度检测模块320用于实时检测并获取用户周围大环境的空气湿度数据，并输出至环境数据处理模块350300。烟雾检测模块330用于实时检测并获取用户周围大环境的烟雾浓度数据，并输出至环境数据处理模块350300。光敏传感器340用于实时检测并获取用户周围大环境的光照强度数据，并输出至环境数据处理模块350300。环境数据处理模块350300用于集中处理外部环境信息采集子系统中各个功能模块输出的数据，并与STM32单片机100进行数据交换。蜂鸣器610用于工作音提示，以及用于当环境数据处理模块350300输出异常信号时发出警报音。扬声器620用于语音播报，及输入对讲语音信息。

在其中一个实施例中，如图1所示，还包括与STM32单片机100连接的天气信息模块660，蜂鸣器610和/或扬声器620。天气信息模块660用于获取与网络数据传输模块IP地址相对应的当地天气预报信息。

在其中一个实施例中，如图1所示，天气信息模块660还与第三方云平台800连接，以通过第三方云平台800解析和运算未来天气变化情况。

在其中一个实施例中，如图1所示，数据传输子系统700还包括存储模块710及数据线端口模块740。存储模块710分别与无线网络传输模块720、蓝牙模块730及数据线端口模块740连接。存储模块710用于存储来自STM32单片机100、网络数据传输模块及数据线端口模块740输出的数据信息，并能够被网络数据传输模块、蓝牙模块730和数据线端口模块740访问和调取其存储的数据信息。数据线端口模块740用于对外通过数据线连接上位机终端900。

在其中一个实施例中，上位机终端900为手机或电脑。

在其中一个实施例中，如图1所示，还包括与STM32单片机100连接的OLED显示模块670。

OLED显示模块670用于显示系统中各装置/模块/传感器/子系统的数据信息，以及对各装置/模块/传感器/子系统的参数进行设置。

在其中一个实施例中，还包括与STM32单片机100连接的ID认证模块。ID认证模块用于录入和识别操作该系统的人员身份信息和操作权限。

在其中一个实施例中，ID认证模块通过生物特征识别人员信息。

在其中一个实施例中，还包括与STM32单片机100连接的电源模块。电源模块用于为STM32单片机100提供恒压电源。

在其中一个实施例中，STM32单片机100的型号为STM32F407ZGT6。

在其中一个实施例中，如图2所示，STM32单片机100的型号为STM32F103C8T6。

在其中一个实施例中，上位机终端900还与第三方云平台800连接，以进行数据交换。

在其中一个实施例中，还包括与STM32单片机100连接的PM2.5监测模块。PM2.5监测模块用于采集环境中可吸入颗粒物的浓度信息。

在其中一个实施例中，光敏传感器340与STM32单片机100中的ADC转换模块连接。

在其中一个实施例中，光敏传感器340包括光敏电阻。

在其中一个实施例中，网络数据传输模块为路由器。

在其中一个实施例中，STM32单片机100还包括GPIO传输模块。生物特征信息采集子系统200与GPIO传输模块连接。

在其中一个实施例中，STM32单片机100还包括GPIO传输模块。外部环境采集子系统与GPIO传输模块连接。

在其中一个实施例中，STM32单片机100还包括GPIO传输模块。姿态检测装置500与GPIO传输模块连接。

在其中一个实施例中，STM32单片机100还包括DMA传输模块。OLED显示模块670与DMA传输模块连接。

在其中一个实施例中，STM32单片机100还包括Wifi网络模块。Wifi网络模块与数据传输子系统700连接。

更具体的，

在其中一个实施例中，如图2所示，本申请方案STM32单片机100的型号为STM32F103C8T6，其微处理器内核是采用哈佛结构的Cortex-M3，相较于AT89C51的冯.诺依曼结构，Cortex-M3同时拥有了32bit的指令总线和32bit的数据总线，可以同时读取指令和数据，从而提升了MCU运行速度。单片机在运行过程中接收并处理完用户命令后，向各个模块发出命令，执行用户指令，通过寄存器将数据进行读取译码发送到显示器或蓝牙中去。本设计采用的单片机具有闪存功能，可以非常快速的处理大量数据实现系统功能。非常有利于本申请方案实现测量心率、血压、体温、姿态、蓝牙通信、显示数据等功能。

此外，本系统所需完成的功能为当系统通电后蓝牙模块730接通同时OLED显示模块670显示信息，在各模块工作后OLED显示模块670显示数据，对异常情况蜂鸣器610报警，同时拥有一个外部按键控制各模块的总开关。即通过调用CPU内部的资源控制各个模块实现功能。首先在接通电源后对OLED、MPU6050、按键等相关硬件端口进行初始化设置。在完成初始化操作后，OLED屏幕显示相关信息，不断访问检测DHT11，检测成功则发送数据，配置蓝牙控制模块进行通信。系统进行扫描并判断按键是否按下，初始状态按键并未按下，各个模块正常运行并将数据传送到单片机中，通过单片机在发送至OLED进行数据显示，同时通过蓝牙发送至手机端显示。在获得数据时单片机将获得的数据与系统设置定的设定值进行对比，如果超出设定值则蜂鸣器610触发。

在其中一个实施例中，如图2所示，蓝牙模块730采用HC05。HC05采用了英国剑桥的CSR公司的BC417143芯片，在技术上应用了跳频技术、无线技术等,具有传输效率高、安全性高等优势。是基于V2.0带EDR蓝牙协议的数传模块，无线工作频段为2.4GHz，板载PCB天线，可以实现10米距离通信，支持UART的简单无线通信设备。模块波特率范围为4800-1382400。接受传感器数据发送至手机端，将获得的心率、体温、角度、收缩压和舒张压数据发送至手机中进行显示。

在其中一个实施例中，如图2所示，本申请OLED显示模块670可采用内置有SSD1315芯片的0.96寸高亮度、低功耗分辨率为128*64的OLED液晶模块作为显示，其内部驱动ICSSD1306具有升压功能,不需再设计升压电路。模块与单片机之间通过IIC方式进行数据访问，其中SCL数据线与单片机的PA0端口连接，PA1端口接数据线SDA。本系统使用的是四针IIC接口比较简单，只有两个信号线。SCL为时钟管脚；SDA为数据管脚。在OLED屏幕上显示姿态、温度、心率、收缩压和舒张压。在检测到角度倾斜超过30度时判定为摔倒，显示屏上显示姿态摔倒。当按下按键后，姿态显示消失，其他各项显示为0，不再接受各模块传输的数据直到重新按下按键。

在其中一个实施例中，如图2所示，本申请蜂鸣器610可以采用的是有源高电平蜂鸣器610接上直流电高电平即可持续发声。单片机引脚驱动能力有限，蜂鸣器610功率较大，即可通过三极管方大驱动电流使蜂鸣器610发出声音，即在三极管的基极上给高电压。当传感器获得的数据超过设定值时蜂鸣器610触发并报警。实现对老人异常情况报警提示的功能。本系统的蜂鸣器610报警模块使用的是有源高电平蜂鸣器610，当温度、心率、收缩压和舒张压超出设定值，蜂鸣器610置1触发报警。

在其中一个实施例中，如图2所示，本申请心率和血压信息采集模块210由连接器和主芯片构成，是一款一体化集成红光红外光LED的宽光谱高灵敏度的光传感器。通过采集指令控制模块采集并回传人体信息并通过串口发送实时数据包。模块收到采集开指令后，每64个采样点传输一次，每包88个字节。获得心率、收缩压和舒张压数据。实现对老人心率和血压的测量的功能。心率血压模块的主要功能是测量获得心率、收缩压和舒张压数据通UART输出至单片机后显示在显示屏和手机端。通过URX和UTX在高电平接通进行数据接受与发送。可以准确的测量脉搏，心率等信息通过云端数据分析，还可以获得血压趋势等数据。且操作简单，只需要串口和通信模块就可以获得测量数据。而且也具有测量比较精准，使用方便，体积小，功耗低等优点。

在其中一个实施例中，如图2所示，本申请姿态检测装置500可以采用MPU6050。MPU6050模块集合了MEMS陀螺仪510和MEMS加速度仪520构成9轴运动传感器，并搭载了数字运动处理器530DMP和ADC模块540，通过这些模块将采集的数据通信号经ADC转化为数字信号并通过IIC接口发送，向CPU提供四元数从而获得欧拉角。四元数的基本表现形式为一个实部三个虚部。测量角速度和角加速度通过算法就可以获得三轴角(航向角，横滚角，俯仰角)，从而实现姿态测量的目的，实现对老人是否摔倒的测量的功能。同时极大程度的免除了单独使用陀螺仪510和加速度计导致的时间误差。非常方便的实现姿态解算，降低了运动处理运算对操作系统的负荷。配置陀螺仪510寄存器用于设置陀螺仪510的量程范围，而且通过16位分辨率的ADC计算出对应的灵敏度；再配置加速度计寄存器用于设置加速度计的量程范围。通过以上两步完成MPU6050的初始化过程。

在其中一个实施例中，如图2所示，本申请温度监测模块可以采用DHT11数字温湿度传感器。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，其应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，包含一个电容式感湿元件和一个NTC测温元件，它拥有专用的数字模块采集技术及温湿度传感技术，可以和单片机直接相连，具有成本低、性能稳定、响应超快、抗干扰能力强、数字信号输出、精确校准等优点。在各种较为恶劣的环境下都可以使用。DHT11采用单总线协议与单片机通信，只有在接收到开始信号后才触发一次温度采集。获得温度数据，并在手机端和显示器显示。实现对老人体温检测的功能。

在其中一个实施例中，如图2所示，本申请系统中仅使用了一个按键，是各模块的总控制开关。本系统的按键控制通过下降沿触发，在初始化后通过使能复用功能时钟，配置GPIO及其他参数，设置延迟消除抖动。按下按键后，显示器和蓝牙不再显示各模块实时数据全部归零。再次按下按键后，显示器和蓝牙重新接收各模块数据。

在其中一个实施例中，微处理器也可以选择其他各种型号。如51系列，32系列的其他型号等。蓝牙除了本发明所用的HC05外，其他各种型号蓝牙模块730同样适用，如HC06，HC08等。显示器模块也是有非常多的选择，除了本发明所使用的OLED，如LCD，TFT等均可。姿态检测装置500可使用拆分开的陀螺仪510和加速度仪520进行检测，效果与本发明类似。蜂鸣器610模块也可使用无源蜂鸣器610或其他型号蜂鸣器610。

上述提供的一种基于STM32单片机100的老人监护系统，通过设置与STM32单片机100连接的生物特征信息采集子系统200、数据传输子系统700、姿态检测装置500及一键启动模块630，不仅能够周期性检测用户老人的身体状况，并将身体状况数据化输出出来，还能够进一步对老人患者的症状作出早起的预测和预防，也能够实现对不同的症状作出具有针对性的理疗辅助治疗建议，而且整个系统只有一个按键，非常方便老人用户操作。同时，该系统输出的数据信息能够传送到老人亲友的上位机终端900上，便于亲友远程呵护老人。此外，采用STM32单片机100作为主控制器进行系统开发，不仅成本得到降低，而且运行速度相较于基于C51/C52系列单片机开发的系统更快，运行也更稳定。

由于本系统面向群体是老年人，针对他们的普遍身体情况设计出本发明。首先本系统操作非常简单，通电后可自行开始测量，按下按键即可停止测量。在停止测量后，可以在上位极端看到测量的数据且字符较大老年人也可以轻松看清楚。此外本系统针对老年人容易出现的问题进行检测。如测量心率和血压，这是针对老年人的基础疾病的问题。测量姿态判断老年人是否摔倒，是针对老年人骨质疏松容易骨折且行动不便的问题。此外本系统对于产生异常情况时。蜂鸣器610进行警示提醒也是方便老年人判断自身情况。本系统具有测量可以测量多种数据并进行提醒等优点。

根据上述内容，本申请还提供了一种基于STM32单片机100的老人监护装置。

一种基于STM32单片机100的老人监护装置，包括上述任何一项实施例中的基于STM32单片机100的老人监护系统。

在其中一个实施例中，装置设置有固定带，以便于老人佩戴。

上述提供的一种基于STM32单片机100的老人监护装置，不仅能够周期性检测用户老人的身体状况，并将身体状况数据化输出出来，还能够进一步对老人患者的症状作出早起的预测和预防，也能够实现对不同的症状作出具有针对性的理疗辅助治疗建议，而且整个装置只有一个按键，非常方便老人用户操作。同时，该系统输出的数据信息能够传送到老人亲友的上位机终端900上，便于亲友远程呵护老人。此外，采用STM32单片机100作为主控制器进行系统开发，不仅成本得到降低，而且运行速度相较于基于C51/C52系列单片机开发的系统更快，运行也更稳定。

以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种基于STM32单片机的老人监护系统，其特征在于，包括STM32单片机，与所述STM32单片机连接的生物特征信息采集子系统、数据传输子系统、姿态检测装置及一键启动模块；

所述生物特征信息采集子系统包括血压信息采集模块、心率信息采集模块及生物特征数据处理模块，所述生物特征数据处理模块与所述STM32单片机连接，所述血压信息采集模块和所述心率信息采集模块分别与所述生物特征数据处理模块连接；

所述血压信息采集模块用于周期性采集用户的血压数据；

所述心率信息采集模块用于周期性采集用户的心率数据；

所述生物特征数据处理模块用于集中处理所述生物特征信息采集子系统中各个功能模块输出的数据，并与所述STM32单片机进行数据交换；

所述数据传输子系统包括蓝牙模块，所述蓝牙模块用于对外连接上位机终端进行无线数据传输；

所述姿态检测装置用于采集用户的姿态信息，以判定用户是否摔倒；

所述一键启动模块通过STM32单片机与系统中各装置/模块/传感器/子系统进行连接，用于开/关系统，以及对系统中各装置/模块/传感器/子系统进行一件复位重启；

所述STM32单片机用作主控制器，对系统中各装置/模块/传感器/子系统进行综合控制，并对各装置/模块/传感器/子系统采集的数据进行综合处理。

2.根据权利要求1所述的基于STM32单片机的老人监护系统，其特征在于，

还包括与所述STM32单片机连接的智能紧急施救子系统；

所述智能紧急施救子系统包括电子脉冲驱动模块、电极片，和/或呼叫模块；

所述电子脉冲驱动模块与所述电极片连接，所述电子脉冲驱动模块用于将电子脉冲控制信号转换成电子脉冲电流信号向所述电极片输出，所述电极片用于对外与人体接触并贴合。

3.根据权利要求2所述的基于STM32单片机的老人监护系统，其特征在于，

还包括与所述STM32单片机连接的SIM卡模块；

所述数据传输子系统还包括无线网络传输模块；

所述智能紧急施救子系统还包括呼叫模块；

所述SIM卡模块用于接收/发送电信信号和提供网络数据流量；

所述无线网络传输模块用于连接第三方云平台或公共网络以进行网络数据交换；

所述呼叫模块用于通过所述STM32单片机和所述无线网络传输模块发出求救信号。

4.根据权利要求3所述的基于STM32单片机的老人监护系统，其特征在于，

还包括与所述STM32单片机连接的定位模块；

所述定位模块通过所述STM32单片机与所述SIM卡模块和所述无线网络传输模块连接，以获取并向上位机终端发送实时位置信息。

5.根据权利要求1所述的基于STM32单片机的老人监护系统，其特征在于，

所述生物特征信息采集子系统还包括与所述生物特征数据处理模块连接的脉象信息采集模块，和/或骨密度检测模块，和/或微量元素检测模块，和/或血氧检测模块，和/或体温检测模块；

所述脉象信息采集模块用于周期性采集用户的脉象信息，并输出至所述生物特征数据处理模块；

所述骨密度检测模块用于周期性检测，并获取用户的骨密度信息输出至所述生物特征数据处理模块；

所述微量元素检测模块用于周期性检测，并获取用户的微量元素信息输出至所述生物特征数据处理模块；

所述血氧检测模块用于周期性检测，并获取用户的血氧信息输出至所述生物特征数据处理模块；

所述体温检测模块用于周期性检测，并获取用户的体温信息输出至所述生物特征数据处理模块；

所述生物特征数据处理模块还用于分析所述脉象信息及脉象变化信息，所述骨密度信息及骨密度变化信息，所述微量元素信息及微量元素变化信息，所述血氧信息及血氧变化信息，并判断所述脉象信息、所述骨密度信息、所述微量元素信息、所述血氧信息、所述血压信息和所述心率信息是否异常。

6.根据权利要求5所述的基于STM32单片机的老人监护系统，其特征在于，

还包括与所述STM32单片机连接的蜂鸣器和/或扬声器；

所述蜂鸣器用于工作音提示，以及用于当所述生物特征数据处理模块输出异常信号时发出警报音；

所述扬声器用于语音播报，及输入对讲语音信息。

7.根据权利要求1所述的基于STM32单片机的老人监护系统，其特征在于，

还包括与所述STM32单片机连接的外部环境信息采集子系统、蜂鸣器和/或扬声器；

所述外部环境信息采集子系统包括环境数据处理模块，以及与所述环境数据处理模块连接的温度检测模块，和/或湿度检测模块，和/或烟雾检测模块，和/或光敏传感器；

所述环境数据处理模块与所述STM32单片机连接；

所述温度检测模块用于实时检测并获取用户周围大环境的空气温度数据，并输出至所述环境数据处理模块；

所述湿度检测模块用于实时检测并获取用户周围大环境的空气湿度数据，并输出至所述环境数据处理模块；

所述烟雾检测模块用于实时检测并获取用户周围大环境的烟雾浓度数据，并输出至所述环境数据处理模块；

所述光敏传感器用于实时检测并获取用户周围大环境的光照强度数据，并输出至所述环境数据处理模块；

所述环境数据处理模块用于集中处理所述外部环境信息采集子系统中各个功能模块输出的数据，并与所述STM32单片机进行数据交换；

所述蜂鸣器用于工作音提示，以及用于当所述环境数据处理模块输出异常信号时发出警报音；

所述扬声器用于语音播报，及输入对讲语音信息。

8.根据权利要求3所述的基于STM32单片机的老人监护系统，其特征在于，

还包括与所述STM32单片机连接的天气信息模块，蜂鸣器和/或扬声器；

所述天气信息模块用于获取与所述无线网络传输模块IP地址相对应的当地天气预报信息。

9.根据权利要求3所述的基于STM32单片机的老人监护系统，其特征在于，

所述数据传输子系统还包括存储模块及数据线端口模块；

所述存储模块分别与所述无线网络传输模块、所述蓝牙模块及所述数据线端口模块连接；

所述存储模块用于存储来自所述STM32单片机、所述无线网络传输模块及所述数据线端口模块输出的数据信息，并能够被所述无线网络传输模块、所述蓝牙模块和所述数据线端口模块访问和调取其存储的数据信息；

所述数据线端口模块用于对外通过数据线连接上位机终端。

10.一种基于STM32单片机的老人监护装置，其特征在于，包括上述权利要求1-9任何一项所述的基于STM32单片机的老人监护系统。