设计说明书
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摘要
在健康管理与日常便捷生活需求日益增长的背景下，功能全面、精准可靠的智能穿戴设备成为市场热点。传统手环往往功能单一，仅能实现基础计步或时间显示，难以满足用户对健康监测、安全预警及个性化提醒的综合需求。
基于 STM32F103C8T6 单片机的智能手环，整合了 MPU6050 传感器、DS18B20 温度传感器、MAX30102 心率血氧模块、DS1302 时钟模块、GPS 模块、音乐播放模块、按键及 OLED 显示屏等硬件，实现了多项核心功能：通过 MPU6050 计算用户步数、里程及检测跌倒状态，跌倒 1 分钟未起身时触发声光报警并向监护人发送短信；借助 DS18B20 获取环境温度，MAX30102 监测心率与血氧；利用 DS1302 提供精准时间，GPS 模块获取实时经纬度；通过按键控制音乐播放开关、切换显示界面及设置参数；OLED 显示屏实时展示各项测量数据、时间及设置信息；支持定时间隔喝水提醒（声光报警三次）与生理期提醒（屏幕显示）。
该系统的实现，突破了传统手环功能局限，实现了健康监测、安全防护与生活提醒的一体化，为用户提供了全方位的智能服务。其精准的传感数据与灵活的交互设计，提升了用户体验，同时为健康管理设备的研发提供了有益参考，具有较强的实际应用价值。
关键词：STM32F103C8T6；智能手环；健康监测；安全预警；OLED 显示
ABSTRACT
With the growing demand for health management and daily convenient life, comprehensive and accurate smart wearable devices have become a market hotspot. Traditional bracelets often have single functions, only capable of basic step counting or time display, which are difficult to meet users’ comprehensive needs for health monitoring, safety early warning and personalized reminders.
The intelligent bracelet based on STM32F103C8T6 single-chip microcomputer integrates hardware such as MPU6050 sensor, DS18B20 temperature sensor, MAX30102 heart rate and blood oxygen module, DS1302 clock module, GPS module, music player module, buttons and OLED display, and realizes several core functions: calculating the user’s step count, mileage and detecting fall status through MPU6050, triggering sound and light alarm and sending text messages to the guardian’s mobile phone when the user falls and doesn’t get up for 1 minute; obtaining the ambient temperature with DS18B20, and monitoring heart rate and blood oxygen with MAX30102; providing accurate time with DS1302, and obtaining real-time longitude and latitude with GPS module; controlling the music player switch, switching display interfaces and setting parameters through buttons; the OLED display shows various measurement data, time and setting information in real time; supporting regular interval drinking reminders (three times of sound and light alarm) and menstrual period reminders (display on the screen).
The realization of this system breaks through the functional limitations of traditional bracelets, realizes the integration of health monitoring, safety protection and life reminders, and provides users with all-round intelligent services. Its accurate sensing data and flexible interactive design improve the user experience, and also provide a useful reference for the research and development of health management devices, with strong practical application value.
Keywords:STM32F103C8T6; Intelligent bracelet; Health monitoring; Safety early warning; OLED display
目录
第 1 章 绪论
1.1 研究的目的及意义
1.2 国内外发展情况
1.3 本文主要研究内容
第 2 章 设计思路与方案论证
2.1 主要元器件选择
2.1.1 主控芯片选择
2.1.2 运动与跌倒检测模块选择
2.1.3 温度传感器选择
2.1.4 心率血氧模块选择
2.1.5 时钟与定位模块选择
2.1.6 音乐播放与显示模块选择
2.1.7 报警与按键模块选择
2.1.8 短信报警模块选择
2.2整体设计方案
第 3 章 硬件设计
3.1 主控电路模块
3.2 MPU6050 运动检测模块电路
3.3 体温与心率血氧模块电路
3.4 时钟与 GPS 定位模块电路
3.5 音乐播放模块电路
3.6 OLED 显示与按键模块电路
3.7 报警模块电路
第4章 系统程序设计
4.1 编程软件介绍
4.2 系统主流程设计
4.3 独立按键
4.4 温度检测模块子流程
4.5 时钟模块子流程
4.6 OLED显示流程设计
4.7 GSM模块子流程设计
4.8 MPU6050模块子流程设计
4.9 心率血氧模块子流程设计
4.10 GPS模块子流程设计
4.11 MP3音乐播放模块子流程设计
4.12 声光报警模块子流程设计
第 5 章 实物测试
5.1 整体实物测试
5.2 MPU6050 运动检测模块功能测试
5.3 体温与心率血氧模块功能测试
5.4 时钟与 GPS 定位模块功能测试
5.5 音乐播放模块功能测试
5.6 OLED 显示与按键模块功能测试
5.7 声光报警模块功能测试
第 6 章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
附录
附录一：原理图
附录二：PCB
附录三：主程序
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