【单片机毕业设计】基于 STM32 的居家人体多参数健康监测终端设计 基于 STM32 的可穿戴式心率血氧体温检测系统设计（013207）

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20 个相关毕业设计备选题目

1. 基于 STM32 的人体生理参数监测报警装置设计与实现
2. 基于 STM32 的心率血氧体温采集与语音播报系统设计
3. 基于 STM32 的多生理体征声光语音报警终端设计
4. 基于 STM32 的便携式人体健康监测设备设计与开发
5. 基于 STM32 的生理指标阈值判断与语音提示系统设计
6. 基于 STM32 的 MAX30102 生理信号检测装置设计与实现
7. 基于 STM32 的人体健康数据采集与 OLED 显示系统设计
8. 基于 STM32 的体征异常声光语音报警设备设计
9. 基于 STM32 的居家人体多参数健康监测终端设计
10. 基于 STM32 的可穿戴式心率血氧体温检测系统设计
11. 基于 STM32 的体征阈值自定义设置与报警系统设计
12. 基于 STM32 的 CN‑TTS 语音健康告警装置设计与实现
13. 基于 STM32 的 DS18B20 与 MAX30102 体征检测系统设计
14. 基于 STM32 的按键可调式生理健康监测设备设计
15. 基于 STM32 的实时体征数据可视化与异常报警系统设计
16. 基于 STM32 的简易人体健康监护硬件终端设计与开发
17. 基于 STM32 的生理参数超限声光语音提示系统设计
18. 基于 STM32 的便携式健康体征采集报警装置设计
19. 基于 STM32 的家用人体生理指标监测告警系统设计
20. 基于 STM32 的多传感器人体健康检测与语音播报系统设计

项目研究背景

随着大众健康意识不断提升，居家简易健康监测设备的市场需求持续增长，嵌入式物联网技术为便携式体征检测设备的实现提供了技术基础。目前市面上部分简易健康检测装置存在功能较为单一，多数仅实现数据采集显示，缺少阈值自定义配置，异常状态仅依靠灯光提示，缺少语音播报告警，用户无法直观感知体征异常。传统的体征检测设备操作流程复杂，部分设备无法灵活修改心率、血氧、体温报警阈值，人机交互体验较差。部分设备依赖大型医疗仪器，成本较高，不适合家庭日常快速筛查。结合嵌入式硬件技术，利用 STM32 单片机搭配生理检测传感器，搭建集数据采集、屏幕显示、阈值配置、声光报警、语音播报于一体的便携式监测终端，能够实现心率、血氧、体温实时采集与异常告警。该设备可以应用于家庭日常健康监护场景，弥补传统简易监测设备告警形式单一的缺陷，满足普通用户低成本的基础体征监测需求，因此开展本课题的研究具备实际应用价值。

摘要

本课题设计一款基于 STM32 的人体多生理参数监测报警装置，实现心率、血氧、体温的实时采集与异常告警功能。系统以 STM32F103C8T6 单片机作为主控，采用 MAX30102 传感器采集心率血氧数据，DS18B20 传感器采集体温数据，通过 OLED 屏幕完成体征数据实时显示。系统支持按键切换显示界面，可对心率、血氧、体温的上下限阈值进行自定义修改。当检测到生理指标超出设定阈值时，系统启动蜂鸣器与灯光进行声光报警，同时 CN‑TTS 语音模块播报对应异常提示。经过硬件搭建与软件调试，该装置能够完成基础人体体征监测，具备操作简单、成本较低的特点，可适用于家庭简易健康监护场景。

总体方案

1. STM32F103C8T6 主控单片机：作为整个系统的核心处理单元，选型理由为该芯片资源充足，外设接口丰富，本科嵌入式开发学习资料多，开发难度适中。负责接收各传感器采集数据，完成数据解析运算，处理按键输入逻辑，控制 OLED 屏幕、蜂鸣器、LED 灯光、CN‑TTS 语音模块执行对应动作，统筹整套设备业务逻辑。
2. MAX30102 心率血氧传感器：用于采集人体心率与血氧饱和度数据，利用光电容积脉搏波原理完成检测，I2C 接口与主控连接，适合便携式体征检测，为本系统生理数据的采集来源。
3. DS18B20 温度传感器：采集人体体温数据，单总线通信，硬件接线简单，用于获取人体温度参数，供系统做阈值判断。
4. OLED 液晶显示屏：作为系统输出显示设备，实时展示心率、血氧、体温采集数值，同时显示阈值设置界面，方便用户直观读取数据与查看阈值参数。
5. 4 个独立按键模块：实现界面切换、阈值选项切换、阈值数值增减功能，提供人机交互输入渠道，支持用户手动配置各项体征报警阈值。
6. 蜂鸣器与 LED 灯光模块：声光报警外设，接收到主控异常信号时，触发蜂鸣器鸣叫、灯光点亮，实现声光告警提示。
7. CN‑TTS 语音播报模块：接收主控串口指令，完成心率异常、血氧异常、温度异常的中文语音播报，补充听觉告警途径。
8. PC 计算机：硬件开发环境，搭载 Keil MDK 开发软件，用于编写、编译、下载单片机程序，完成代码调试，硬件整体采用 5V 直流电源供电。

核心功能

基础功能

1. 生理体征数据采集处理功能：STM32F103C8T6 单片机读取 MAX30102 传感器获取心率血氧数据，读取 DS18B20 传感器获取体温数据，完成原始数据滤波、解析运算，输出可用的心率、血氧、体温数值，为显示与报警判断提供数据源，用于设备实时监测人体体征。
2. OLED 实时数据显示功能：将处理完成的心率、血氧、体温数据输出至 OLED 屏幕进行实时刷新展示，用户可以直接读取当前人体生理参数，实现监测数据可视化。

核心功能

3. 按键界面切换功能：第一个按键实现自动界面与阈值设置界面的切换。在自动界面展示实时体征数据；阈值界面用于修改各项报警阈值，实现两种工作模式的切换，满足查看数据与参数配置两种使用场景。
4. 阈值参数配置功能：进入阈值模式，第二个按键切换待修改的阈值选项，按键 3 实现阈值数值增加，按键 4 实现阈值数值减小，用户可以自定义心率、血氧、体温的上下限报警阈值，适配不同使用者的参考标准。
5. 自动模式声光报警功能：设备运行在自动界面模式下，实时比对采集体征数值与设定阈值；心率高于上限或者低于下限、血氧低于下限、体温高于上限或者低于下限时，触发蜂鸣器鸣叫与灯光点亮声光报警，提醒用户体征出现异常。

辅助功能

6. CN‑TTS 语音播报告警功能：自动模式下，当心率超出阈值范围，语音模块播报 “心率异常”；血氧超出阈值范围播报 “血氧异常”；体温超出阈值范围播报 “温度异常”，通过语音听觉方式完成异常提醒，丰富告警手段。

技术路线

1. Keil MDK‑ARM 开发工具：本课题单片机程序开发环境，用于 C 语言代码编写、编译、调试，生成可执行 hex 固件，下载至 STM32 主控芯片，是嵌入式开发核心工具。
2. C 编程语言：单片机嵌入式开发主要编程语言，完成传感器数据读取、按键逻辑处理、屏幕显示、阈值判断逻辑、外设驱动、串口通信控制，实现系统全部业务逻辑。
3. STM32 标准库：单片机底层驱动库，提供 GPIO、I2C、单总线、串口等外设驱动接口，简化硬件底层开发，适配本科嵌入式开发，降低底层编码工作量。
4. MAX30102 传感器驱动程序：实现 I2C 通信，读取传感器原始光信号，解析换算出心率血氧数值，完成体征数据采集。
5. DS18B20 驱动程序：基于单总线协议，读取温度传感器采集的体温数据，完成温度解析转换。
6. OLED 屏幕驱动：实现屏幕字符、数字显示，完成自动监测界面、阈值设置界面的绘制与刷新。
7. CN‑TTS 串口语音驱动：通过串口发送指令控制语音模块，实现不同异常文本的语音播报。
8. 硬件调试工具：ST‑Link 下载器：用于程序烧录，在线调试单片机程序，排查硬件与软件逻辑问题。
9. 硬件测试手段：完成硬件接线、上电测试，分别测试传感器采集、按键操作、显示、声光、语音告警全流程功能，验证系统整体功能是否满足设计需求。

项目演示

关于我们

博主本身从事开发软件开发、有丰富的编程能力和水平、累积给上千名同学进行辅导、有自己的独立工作室，目前只专注做自己专业领域的事。团队人员有多年架构师设计经验、多人有参加校企合作经验，被多个学校常年聘为校外企业导师，指导学生毕业设计并参与学生毕业答辩指导，有较为丰富的相关经验。期待与各位高校教师、企业讲师以及同行交流合作。

项目案例

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