一种智慧养老手环的设计研究.pdf
《一种智慧养老手环的设计研究.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《一种智慧养老手环的设计研究.pdf(8页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、-17-www.ivypub.org/sjie Scientific Journal of Information Engineering Volume 11 Issue 2,2023,PP.17-24 Design of a Smart Bracelet for Elderly Care Xinjia Liu#,Xiuwen Yang,Yue Fan,Feiyu Li,Jin Rui School of Information and Communication Technology,Beijing University of Information Technology,Beijing,1
2、00101,China#Email: Abstract This study proposes an intelligent elderly care bracelet that can help children of elderly people living alone in an aging society take care of their health and life safety Based on STM 32 technology,the bracelet uses single chip computer to realize real-time monitoring o
3、f the key body parameters of the elderly.The data is uploaded to the elderly care service platform mini-program Smart Butler through the Internet,and compared with the national standard health parameters for the elderly.In case of an abnormality,the small program will remind the children through a p
4、op-up screen alarm to ensure that they can take timely action.Users can obtain health information and elderly care services through the platform,and can also put forward personalized needs,so that the needs of the elderly can be met in time.The platform also includes a regular reminder function to h
5、elp the elderly take their medicine on time and avoid health problems.The results of this project are expected to greatly improve the quality of life of the elderly,reduce the pressure of childrens care,and create a more secure pension environment for the elderly and their families.Through continuou
6、s improvement and user feedback,we are committed to realizing the innovative vision of smart elderly care services.Keywords:STM 32 Technology;JavaScript;the Elderly Living Alone;Smart Pension 一种智慧养老手环的设计研究*刘芯嘉*,杨秀文,樊悦,李菲宇,芮金 北京信息科技大学,北京 100101 摘 要:本研究设计提出了一种智能养老手环手环,可以帮助老龄化社会中独居老人子女照顾老人的健康与生命安全。手环基于
7、 STM32 技术,利用单片机实现实时监测老人的关键身体参数。数据通过互联网上传至 JavaScript 编写的养老服务平台“智慧管家”小程序,与国标老年健康参数比对。一旦出现异常,小程序将通过弹屏报警提醒子女,确保他们能及时采取行动。用户可以通过该平台获取健康信息和养老服务,还可以提出个性化需求,使老人的需求得到及时满足。平台还包括定时提醒功能,帮助老人按时服药,避免健康问题的发生。该研究有望极大地改善老年人的生活质量,减轻子女的照料压力,为老人和家庭创造更安心的养老环境。通过持续的改进和用户反馈,我们致力于实现智慧养老服务的创新愿景。关键词:STM32技术;JavaScript;独居老人;
8、智慧养老 引言 随着人口老龄化的加剧,养老需求结构正在从生存型向发展型转变,同时老龄事业和养老服务还存在发展不平衡不充分等问题;面对老龄人口逐年攀升,空巢老人和慢性病老年人数量持续增加,国民养老意识日渐提升,社会对养老院的需求也日趋增长,关注老年人的健康和生活质量变得越发重要1。为了缓解老龄化带来的问题,智能养老产品应运而生,用于解决子女照料独居老人与老人自身生命安全之间的矛盾。本文基*基金资助:受北京信息科技大学 2023 年促进高校内涵发展-大学生科研训练项目(5112210831)支持。-18-www.ivypub.org/sjie 于 STM32 技术,设计了一款“邻客”智能手环,辅以
9、“智慧管家”小程序。硬件部分利用传感器进行老人的体温、睡眠、心率、呼吸等重要身体参数的信息采集,通过单片机实时监测控制,并将数据上传至 JavaScript编写的养老服务平台-“智慧管家”小程序,与国标老年健康参数或老人长期健康数据进行比较。在出现异常情况时,小程序将通过弹屏报警提醒子女,以便他们能够迅速采取行动;用户也可以通过平台获取相关健康服务信息,提出个性化需求。此外,该小程序还具备定时提醒功能,提醒老年人按时用药,从而避免因遗忘而产生的健康问题。1 手环系统的整体设计 1.1 系统整体方案的设计 本系统的设计是为老年人提供健康监测服务,通过与互联网技术结合开发出新的智慧养老服务。结合智
10、能可穿戴技术设计并制作出了一款便于老年人穿戴的智能手环,与传统的监测式医疗设备相比,可穿戴式设备具有便携、远程监护等优点,老人在家就可以对自己的身体进行实时监测。本系统总体结构的框架图如下图 1 所示。如图所示,本系统分为手环和微信小程序两个部分,它们依托于蓝牙技术进行数据通信。智能可穿戴手环电子产品部分包括了六个模块,主要是进行健康监测、运动状态监测。图 1 系统总体结构图 2 手环系统硬件设计:邻客智能手环 智能手环的主要功能就是采集手环使用者的心率数据、运动状态、体温和位置等信息,然后通过显示屏显示采集到的信息,同时利用蓝牙通信,手环使用者的亲属手机中相应的 APP 上会同步更新数据信息
11、。智能手环的硬件设计部分主要有以下几个模块构成:STM32 主控模块、心率采集模块、运动状态采集模块、蓝牙通信模块、GPS定位模块以及 OLED 显示模块。图 2 为系统总体硬件设计结构图。2.1 硬件搭建过程研究方法 搭建基于 STM32 的智能手环的硬件部分是研究的关键,它涉及硬件选择、设计、连接和测试等多个方面。主控制芯片是整个硬件结构的一个主要核心元器件,其主要工作是获取各功能模块采集的数据信息,并且要对其进行解析,然后传送数据至显示屏。本系统的核心处理器采用 STM32 系列大容存储密度处理器STM32F030F4P6。STM32F030F4P6 系列芯片是内核为 32 位的 ARM
12、Cortex-M0 微处理器芯片,代码效率高,配置的外设接口数量较多,并且集成度高、功能强,具有良好的实时性,性价比高,其主系统如图 3 所示2。-19-www.ivypub.org/sjie 图 2 系统总体硬件设计结构图 图 3 STM32系统结构图 2.2 需求分析和硬件选择 2.2.1需求分析 首先,明确智能手环的需求,包括所需的传感器类型(例如心率传感器、加速度计、温度传感器)、显示屏类型(例如 OLED、TFT)、蓝牙模块和电池规格等。STM32 微控制器选择:选择适合项目需求的 STM32 微控制器型号。考虑处理器性能、内存容量、GPIO引脚数以及其他特性。2.2.2传感器选择
13、根据手环的功能,选择合适的传感器,确保它们与 STM32微控制器兼容。本系统采用 MAX30102 心率传感器,适宜于移动性强的可穿戴设备,使用光电容积脉搏波描记法(PPG)进行心率的监测,此方法是无创的,通过光电信号进行测量,并且是连续地测量出心率的。MAX30102 是一个集成的红外光学生物传感器模块,既可以直接实现测量脉搏的功能,同时也可以直接监测人体的心-20-www.ivypub.org/sjie 率。MAX30102 心率传感器有两个 LED,一个是红光,另一个是红外光,作为一个光学传感器必然内置光电检测器和光学器件,此外为了抑制环境光对检测结果的影响,还包含有一个具有低噪声的电子
14、电路,同时具有 12C 接口。如图 4为 MAX30102 的实物图3。图 4 MAX30102实物图 显示屏选择:选择合适的显示屏,考虑分辨率、大小、显示技术等因素。蓝牙模块选择:选择支持蓝牙通信的模块,确保与 STM32兼容,并能满足通信需求。电池管理:选择适当的电池和管理系统,以满足电源需求,并实现低功耗设计。2.3 硬件设计和电路图绘制 电路设计:根据硬件需求和选择的组件,设计手环的电路图。确保所有组件正确连接,包括传感器、显示屏、蓝牙模块、电池等。电源管理:设计电源管理电路,以提供稳定的电源供应,并确保电池充电和管理正常运行。布局设计:设计硬件布局,考虑各个组件的位置,以便在手环外壳
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 一种 智慧 养老 设计 研究
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。