论文总字数：15122字

摘 要

在我国，由心血管疾病引起的死亡占到总死亡构成比的40%左右^[1]。而人体的生理参数可以较为准确的反映身体健康状况、因此，一款可随时监测人体心率血氧等生理参数的设备就显得尤为重要。

本设计利用STM32芯片作为系统作核心处理单元，利用MAX30102芯片和DS18B20芯片采集人体心率、血氧和体温生理信号，主控单元将从传感器接收到的信息通过WIFI模块实现数据联网。同时，当监测到数据异常时，主控模块可通过GSM模块给特定手机发送报警短信。在软件实现部分，首先各个模块进行初始化，驱动传感器采集数据，编写心率血氧饱和度计算算法，主控模块读取MAX30102的FIFO，将数据通过LCD显示，并且驱动ESP8266芯片将数据上传到云平台，供用户实时查看。

经测试，最终完成的监测仪对人体的心率、血氧和体温的采集均达到了较高的精度和准确度，同时可以利用用户的手机进行实时查看，使得人们可以及时准确的了解自己的身体情况，具有一定的实用价值。

关键词：STM32 MAX30102传感器 ESP8266 心率 血氧

Design and Implementation of Heart Rate Monitor

Abstract

In China, the death caused by cardiovascular disease accounts for about 40% of the total death rate. The physiological parameters of human body can accurately reflect the health status of human body. Therefore, a device that can monitor the physiological parameters of human heart rate and blood oxygen at any time is particularly important.

In this design, STM32 chip is used as the core processing unit of the system, max31002 chip and DS18B20 chip are used to collect the physiological signals of human heart rate, blood oxygen and body temperature, and the main control unit connects the information received from the sensor through WiFi module. At the same time, when abnormal data is detected, the main control module can send alarm messages to specific mobile phones through the GSM module. In the software implementation part, first of all, each module initializes, drives the sensor to collect data, compiles the heart rate and blood oxygen saturation calculation algorithm, the main control module reads the FIFO of max3102, displays the data through LCD, and drives the esp8266 chip to upload the data to the cloud platform for users to view in real time.

After testing, the final monitor's collection of human heart rate, blood oxygen and body temperature has reached a high accuracy and accuracy. At the same time, the user's mobile phone can be used for real-time viewing, so that people can understand their bodies in time and accurately The situation has certain practical value. 

Key Words: STM32; MAX30102 sensor; ESP8266; Heart rate; Blood oxygen

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 题目来源及背景意义 1

1.2 发展研究现状 1

1.3 课题研究内容 2

1.4 论文内容简介 3

第二章 系统总体设计 4

2.1 系统功能框图及分析 4

2.2 关键器件选型 4

2.2.1 核心单元 4

2.2.2 传感器模块 4

2.2.3 测温模块选型 8

2.3 本章小结 8

第三章 硬件电路设计 9

3.1 核心处理单元 9

3.2 传感器功能模块 11

3.2.1 心率及血氧饱和度采集模块 11

3.2.2 体温采集模块 12

3.3 GSM模块 13

3.4 WIFI模块 14

3.5 电压转换模块 16

3.6 本章小结 16

第四章 心率监测仪的软件实现 17

4.1 传感器模块 18

4.1.1 心率血氧模块 18

4.1.2 测温模块 19

4.2 GSM模块 22

4.3 WIFI模块 22

4.4 本章小结 23

第五章 系统测试与结果分析 24

5.1 生理参数的测量 26

5.2 报警短信功能测试 27

5.3 本章小结 28

第六章 总结 29

参考文献 30

致谢 32

第一章 绪论

1.1 题目来源及背景意义

随着现代社会经济的高速发展以及健康中国概念的深入人心，人们愈发关注健康问题，各种养生活动屡见不鲜。同时，由于社会压力的不断增大，许多人长期处于亚健康状态，这就导致人们容易患上疾病，更有甚者会导致死亡^[2]。而如果能及时对人体的生理健康进行监测，有针对性地进行康复，这一切都可避免。

作为人体生理健康的重要指标，心率、血氧和体温扮演着重要的作用。通过对这三者数据的实时监测，可以较为准确的反映人体健康状况，以便在出现意外状况前可以及时进行挽救。同时，这些数据可以在医院就医时作为医生快速判断病情的根据^[3]。

1.2 发展研究现状

随着科学技术的不断进步，心率监测的技术也愈发先进，心率监测的精度也越来越高，功能越来越完善，仪器愈发便携^[4]。虽外形千差万别，但主要都是由信息采集、数据处理和转换部分构成。

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