电赛一等奖作品，老人健康监测智能手表（STM32F4主控）-电路方案

暑假期间留校与两名队友一起参加广东省大学生电子设计竞赛“健康电子”主题的比赛，经过两个月不懈努力，功夫不负有心人，作品也获得了广东省一等奖，现在将作品分享出来跟大家一起交流，也希望大家能多多给出修改意见。 “孤寡老人的健康监测仪”作品主要由一个可佩带的手表和一个手机APP组成，另外还有一个测血压的外接设备，手表的外壳是通过3D打印完成的。 我们的作品的想法是，孤寡老人在家里只需要带着手表，而家人在外面通过APP就可以对老人进行事实监测，手表对于老人来说并不需要进行任何操作，可以把它当成一个正常的手表来使用。 我将把所有源码和原理图分享出来。 作品采用的STM32F405作为主控芯片，没有任何外部扩展FLASH或者SRAM 作品的功能有: 1.测心率、体温和血压 2.测摔倒并报警 3.链接WIFI 4.提醒吃药 5.钟表功能 6.电容触摸，手势滑动，手势解锁，翻腕解锁等 7.体征异常报警功能 8.一键开关机，一键解锁 9.电量监测 硬件组成: 1. 1.54寸 240*240分辨率LCD显示屏 2. 1.54寸电容触摸屏 3. MPU6050 4.有人网络的WIFI模块 5.MXL90615温度传感器 6.SON7015心率传感器 7.TP4056电源芯片 主要软件的内容: 1.系统采用UCOS/II 2.界面使用的是EmWin 3.手机APP和服务器，使用的是JAVA编写 总体介绍内容介绍:整个手表端的设计，为了追求手表体积的尽可能小，除了WIFI模块外，其他地方都没有使用任何现成模块，元器件的规格也都是最小规格的，外观是通过3D打印来弄的。一些底层程序是直接用原子哥的，上层大多数是根据在自己的需求写的。 网络部分:手表上的WIFI链接是使用smartlink功能，通过手机APP来进行链接的，与服务器通信部分采用的websocket协议，实现了全双工实时通信。服务器是买的，其中websocket协议当时做的时候几乎找不到有在单片机上实现的资料，所以都是自己一点一点试出来的。 体征测量部分:心率部分由于传感器的问题，测量条件有点苛刻，干扰对其的影响较大，我们通过示波器观察规律，编写滤波算法将心率测量结果尽可能的稳定。 体温监测，数据并没有做什么特殊处理，实际使用过程中发现体温测量受环境影响较大。 血压测量，血压是通过一个独立于手表之外的设备进行测量的，设备由手表控制，并把测量数据返回到手表，由于手表上已经有一个WIFI了，因此血压与手表的数据传输直接使用了WIFI进行传输。 测摔倒功能，测摔倒算法是自己编写的，原理并不复杂，但是效果还是很不错的（误判少），主要是通过监测加速度值来判断是否摔倒的。 体征测量中，心率和体温是可以主动和被动进行的，手边会每过一段时间自己检测一次，或者通过按钮实现一次测量，测量会持续30s，30s内一旦测量成功就终止测量。 屏幕和显示:屏幕我们是在淘宝上买的1.54寸240*240分辨率的LCD屏幕，由于考虑到老人的使用问题，我们后来又找了一款1.54寸的电容触摸屏，通过工业双面胶将两者贴合在一起，本来想购买已经贴合好的，无奈淘宝上几乎没人卖我们想要的。 手表主要由三个界面，1.时钟界面 2.测量界面 3.WIFI链接界面 整个手表上只有一个开关机和解锁屏的按键，界面内容里也是没有操作按键的，因此界面的切换就需要通过手势来判断，触摸芯片是有支持手势功能的，无奈不知道为何一直打开不了那个功能，后来没办法只能直接编写算法实现手势操作功能，主要的手势功能有1.向左右切换界面 2.向上下进行锁屏和解锁 界面使用的是emwin5.28版的，用的功能都是一些最基础的功能。 手表还可以实现翻腕解锁功能，这里是通过MPU6050解算出欧拉角实现的。 触摸屏上刚好有一个小孔，我们在那里装了一个光敏电阻，用来实现屏幕的亮度自动调节。 报警功能:通过手机APP设置报警功能后，一旦手表判断体征异常就会发出报警震动，当佩戴者点击确定后，手机APP端会自动报警。为了防止误判，体征异常是否发出报警信息这里需要点击确定或者取消。当佩戴者一定时间内都没有点击确认或者取消时，手表会认为佩戴者已经无法正常操作，并自动向APP发送报警信 息，通知手机端。 手边还有提醒吃药功能，使用者通过使用手机APP可以设置3个吃药时间点，一旦时间点到了之后，手表就会自动发出吃药提醒。 用户管理: 手机APP通过扫描手表上的二维码与手机进行绑定，手机APP也需要进行注册才可以进行登录。一个手机只可以操控一个手表。 错误处理:以上的功能很多都是基于网络链接，但是网络链接有时候并不是很稳定的，因此我们在编写软件的过程中也着重对这一块进行了处理，但发生断开连接时，手表会自动进行重连，当重连失败时，手边会重启WIFI模块再进行尝试，并且提示佩戴者，当前已经