[20]，然后通過串口發(fā)出AT+CIPSEND指令來促使模塊執(zhí)行透?jìng)?，?jīng)過WiFi網(wǎng)絡(luò)及時(shí)把數(shù)據(jù)上傳到云端服務(wù)器實(shí)施存儲(chǔ)和剖析，最后憑借系統(tǒng)檢測(cè)來核實(shí)模塊狀況，數(shù)據(jù)是否完整以及異常情況的應(yīng)對(duì)辦法，數(shù)據(jù)傳輸流程圖如圖4.3所示。圖4.3數(shù)據(jù)傳輸流程圖Fig.4.3DataTransferFlowchart4.1.3數(shù)據(jù)顯示程序OLED顯示屏通過I2C接口同STM32相連，OLED_SCL接至STM32的PB10，OLED_SDA接至PB11，二者依靠I2C協(xié)議達(dá)成數(shù)據(jù)傳遞并實(shí)施顯示控制。OLED數(shù)據(jù)顯示如圖4.4所示。圖4.4數(shù)據(jù)顯示流程圖Fig.4.4Thedataindicatestheflowchart4.2巴法云平臺(tái)設(shè)計(jì)巴法云平臺(tái)屬于功能較多且運(yùn)用范圍廣的物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)，它采取前后端分離形式，把高性能異步并發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)端服務(wù)器當(dāng)作重點(diǎn)，通過簡(jiǎn)化云協(xié)議來適應(yīng)低帶寬，不穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)狀況，即使處于低能耗時(shí)也能保證數(shù)據(jù)傳送完整而穩(wěn)定。在數(shù)據(jù)交互方面，巴法云可以實(shí)現(xiàn)多模式交互，協(xié)議規(guī)范，兼容各種平臺(tái)服務(wù)。其中最為獨(dú)特的是發(fā)布和訂閱模式，可以實(shí)現(xiàn)一對(duì)一，一對(duì)多，多對(duì)一，多對(duì)多的消息交互，實(shí)現(xiàn)發(fā)布者和訂閱者設(shè)備在相互獨(dú)立的情況下，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交互，消息的交互不會(huì)影響到設(shè)備的其他操作。云平臺(tái)讀取數(shù)據(jù)流程圖如圖4.5所示。圖4.5巴法云程序流程圖Fig.4.5Bafacloudprogramflowchart巴法云物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)搭建步驟如下：(1)注冊(cè)賬號(hào)。使用阿里云平臺(tái)需注冊(cè)賬號(hào)并完成實(shí)名認(rèn)證以確保網(wǎng)絡(luò)權(quán)益。注冊(cè)界面如圖4.6所示。4.6Fig.4.6Registeran(2)新建主題。點(diǎn)擊新增主題，輸入主題名稱（如Info、GPS、Rest）。新建主題界面如圖4.7所示。4.7Fig.4.7Createnewtopic(3)巴法云平臺(tái)讀取數(shù)據(jù)。STM32單片機(jī)接入巴法云平臺(tái)之后，平臺(tái)就會(huì)開始搜集傳感器所檢測(cè)到的數(shù)據(jù)，并以JSON格式的數(shù)據(jù)顯示在云平臺(tái)上。。(4)查看數(shù)據(jù)。在云平臺(tái)可查看監(jiān)測(cè)到的歷史數(shù)據(jù)，這和APP端接收到的信息相同。查看數(shù)據(jù)的界面如圖4.8所示。4.8Fig.4.8Viewdata4.3Android應(yīng)用程序設(shè)計(jì)Android應(yīng)用程序設(shè)計(jì)具有長遠(yuǎn)意義，從技術(shù)角度而言，其通過調(diào)用硬件功能與軟件接口，大幅拓展了移動(dòng)設(shè)備的實(shí)用價(jià)值，而且?guī)?dòng)了人工智能，物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的革新，就社會(huì)方面來講，Android應(yīng)用改變了人們的生活習(xí)慣，重新塑造了社交，教育，健康守護(hù)以及公共服務(wù)的形態(tài)，在依托STM32的環(huán)衛(wèi)工人文關(guān)懷系統(tǒng)當(dāng)中，為使用戶能夠遠(yuǎn)距離查閱傳感器所監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)，決定設(shè)計(jì)一款A(yù)ndroid應(yīng)用程序，此款軟件具備觸摸屏幕界面較為友好，支持跨平臺(tái)運(yùn)行，可隨時(shí)把數(shù)據(jù)變成可視化形式，具備開放性與靈活性這些長處，本設(shè)計(jì)里Android應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于讀取各傳感器所采集到的即時(shí)數(shù)據(jù)。本設(shè)計(jì)中創(chuàng)建Android應(yīng)用程序的主要步驟：(1)創(chuàng)建項(xiàng)目。本設(shè)計(jì)創(chuàng)建一個(gè)了基于Java語言的Android項(xiàng)目，該項(xiàng)目的作用是顯示巴法云轉(zhuǎn)發(fā)的傳感器測(cè)得的數(shù)據(jù)，為用戶提供直觀的數(shù)據(jù)內(nèi)容。(2)創(chuàng)建基本信息界面。利用uni-list-cell類來創(chuàng)建列表項(xiàng)布局，用以顯示工人的基本信息，這些信息屬于靜態(tài)內(nèi)容，采用位運(yùn)算去分析狀態(tài)字節(jié)，每個(gè)二進(jìn)制位可表示一種不同的異常狀態(tài)，0x00意味著健康狀況良好，若則會(huì)展示出具體存在異常之處。部分代碼如圖4.9所示。(3)數(shù)據(jù)獲取。使用uni.request發(fā)出HTTPGET請(qǐng)求，從巴法云API獲取Info主題的MQTT消息，若請(qǐng)求成功，則把返回的JSON字符串加以解析，并更新Info對(duì)象。部分代碼如圖4.10所示。(4)數(shù)據(jù)讀取。創(chuàng)建MQTT客戶端關(guān)聯(lián)，創(chuàng)建完成之后開始訂閱Info和GPS這兩個(gè)主題，并且設(shè)置好消息回調(diào)來應(yīng)對(duì)即時(shí)數(shù)據(jù)更新情況。部分代碼如圖4.11所示。Fig.4.11Readpartofthedatacode(5)程序移植。將編寫好的程序下載至手機(jī)端進(jìn)行調(diào)試。調(diào)試好的界面如圖4.12所示。Fig.4.12Debugginginterface4.4本章小結(jié)此章重點(diǎn)對(duì)環(huán)衛(wèi)工人文關(guān)懷系統(tǒng)的程序流程展開設(shè)計(jì)，主要涉及STM32單片機(jī)軟件系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)，而且包含數(shù)據(jù)采集程序，數(shù)據(jù)傳送程序，數(shù)據(jù)顯現(xiàn)程序等方面的設(shè)計(jì)，此外還包括巴法云平臺(tái)與Android應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)。

5系統(tǒng)功能測(cè)試與成果展示5.1功能測(cè)試在依靠STM32的環(huán)衛(wèi)工人健康檢測(cè)系統(tǒng)研發(fā)過程當(dāng)中，系統(tǒng)功能檢測(cè)屬于保障系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的重要部分，當(dāng)連接硬件以及軟件編程之后，要針對(duì)整個(gè)系統(tǒng)展開全方位的檢測(cè)，從而證實(shí)它在實(shí)際應(yīng)用時(shí)具備應(yīng)有的性能，功能檢測(cè)重點(diǎn)包含模塊功能檢測(cè)和系統(tǒng)總體功能檢測(cè)這兩個(gè)方面，保證系統(tǒng)符合設(shè)計(jì)預(yù)期和現(xiàn)實(shí)需求。5.2模塊功能測(cè)試5.2.1體征數(shù)據(jù)采集模塊測(cè)試把MAX30102心率血氧傳感器，DHT11溫濕度傳感器同STM32F103C8T單片機(jī)相銜接，收集數(shù)據(jù)，并通過OLED顯示屏及時(shí)顯現(xiàn)出來，當(dāng)傳感器未與人接觸時(shí)，OLED顯示屏僅僅表現(xiàn)周邊環(huán)境的溫濕度信息；而當(dāng)傳感器與人接觸時(shí)，OLED顯示屏就會(huì)對(duì)應(yīng)地顯示人的心率血氧信息以及周邊環(huán)境的溫濕度信息，經(jīng)檢測(cè)可知，該模塊的功能得以達(dá)成，變化前數(shù)據(jù)顯示如圖5.1所示，變化后數(shù)據(jù)顯示如圖5.2所示。圖5.1變化前數(shù)據(jù)圖Fig.5.1Pre-changedatadiagram圖5.2變化后數(shù)據(jù)圖Fig.5.2Thedatadiagramafterthechange5.2.2超負(fù)荷預(yù)警功能測(cè)試為全面且精準(zhǔn)地測(cè)試本系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景下對(duì)環(huán)衛(wèi)工人身體異常狀況的監(jiān)測(cè)及預(yù)警能力，我們預(yù)先在系統(tǒng)中設(shè)置了關(guān)鍵體征閾值。當(dāng)心率高于120次/分鐘，以及血氧飽和度低于90%時(shí)，系統(tǒng)將判定環(huán)衛(wèi)工人身體可能處于過度勞累或潛在健康風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)。在模擬測(cè)試環(huán)節(jié)，我們進(jìn)行了一系列劇烈運(yùn)動(dòng)，以此模擬環(huán)衛(wèi)工人在高強(qiáng)度清掃任務(wù)、緊急處理垃圾堆積或長時(shí)間連續(xù)勞作后身體出現(xiàn)的應(yīng)激反應(yīng)。待運(yùn)動(dòng)結(jié)束，心率與血氧狀態(tài)達(dá)到預(yù)設(shè)的異常區(qū)間后，迅速將集成了心率、血氧監(jiān)測(cè)功能的傳感器與志愿者身體接觸部位緊密貼合，確保傳感器能夠精準(zhǔn)采集此刻的體征數(shù)據(jù)。此時(shí)，與STM32主控芯片相連OLED顯示屏迅速做出響應(yīng)。原本顯示正常監(jiān)測(cè)信息的屏幕瞬間切換畫面，醒目的“請(qǐng)休息”三個(gè)大字以較大字體出現(xiàn)在屏幕中，提醒休息顯示如圖5.3所示。圖5.3提醒休息顯示圖Fig.5.3Remindforabreakanddisplaydiagram系統(tǒng)通過傳感器靈敏地監(jiān)測(cè)到環(huán)衛(wèi)工人的心率高于120次/分鐘，血氧飽和度小于90%這些不正常的體征信號(hào)之后，STM32主控所帶動(dòng)的OLED顯示屏馬上就會(huì)顯現(xiàn)出明顯的“請(qǐng)休息”警告字樣，而且，云端服務(wù)器憑借消息推送手段，把這條警報(bào)消息推送給負(fù)責(zé)這個(gè)區(qū)域的管理員手機(jī)應(yīng)用程序那一端，為保證信息傳達(dá)既高效又直觀，APP的界面規(guī)劃同OLED顯示屏維持著較高的協(xié)同程度，管理員開啟APP的時(shí)候，首先映入眼簾的便是占據(jù)屏幕很大一部分空間的提示內(nèi)容，具體情況如下：“工人姓名，工人年齡，工人性別，工作時(shí)心率偏高”，其顯示格式完全依照前面提到過的OLED顯示屏樣式來做。借助本系統(tǒng)，管理員即便身在辦公室，卻可立即知曉一線環(huán)衛(wèi)工人身體突然出現(xiàn)的狀況，進(jìn)而能夠有目的地實(shí)施一些舉措，從而全面保證環(huán)衛(wèi)工人的身體健康及其作業(yè)安全APP顯示如圖5.4所示。圖5.4APP顯示圖Fig.5.4Remindforabreakanddisplaydiagram5.2.3定位模塊測(cè)試把STM32F103C8T6通過接口同M100P模塊相連，再外接4G天線和5V電源，利用串口助手隨時(shí)抓取定位數(shù)據(jù)，發(fā)出AT指令集，記載不同場(chǎng)景下的定位精確度，定位時(shí)延，信號(hào)穩(wěn)定情況以及模塊功耗，通過測(cè)試，銀爾達(dá)M100P模塊在環(huán)衛(wèi)工人關(guān)懷體系當(dāng)中有著穩(wěn)定的定位性能和環(huán)境適應(yīng)性，它的基站加WiFi定位方案可以涵蓋90%以上的戶外和室內(nèi)作業(yè)環(huán)境，聯(lián)合STM32主控以后，可以進(jìn)一步改善定位的可靠程度，給云端及時(shí)調(diào)度，危險(xiǎn)地帶警報(bào)以及應(yīng)急援救給予更為精確的位置信息支持，定位顯示圖5.5所示。圖5.5定位顯示圖Fig.5.5Positioningdisplaydiagram5.2.4巴法云平臺(tái)測(cè)試圖5.7所示。圖5.6圖Fig.5.6Bafacloudplatformreadingchart圖5.7圖Fig.5.7applicationreadingchart5.3基于STM32環(huán)衛(wèi)工人文關(guān)懷系統(tǒng)功能測(cè)試本系統(tǒng)的調(diào)試目的在于證實(shí)硬件結(jié)合是否可靠，軟件功能有無缺失，系統(tǒng)總體是否穩(wěn)定，要保證各個(gè)模塊可以相互配合，精確收集環(huán)衛(wèi)工人的心率，血氧，周邊環(huán)境溫濕度等生理數(shù)據(jù)及其所在位置信息，然后通過4G網(wǎng)絡(luò)及時(shí)傳送到云平臺(tái)上，依托STM32所設(shè)計(jì)的環(huán)衛(wèi)工人文關(guān)懷系統(tǒng)對(duì)于守護(hù)環(huán)衛(wèi)工人的職業(yè)健康有著重大價(jià)值，系統(tǒng)外觀圖如圖5.8所示。圖5.8系統(tǒng)外觀圖Fig.5.8Systemappearancediagram經(jīng)實(shí)際驗(yàn)證，本環(huán)衛(wèi)工人健康關(guān)懷系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)心率，血氧，周圍環(huán)境溫濕度等信息，能在實(shí)際應(yīng)用過程中有效地執(zhí)行數(shù)據(jù)采集，傳送，處理及顯示等任務(wù)，而且可在云平臺(tái)上查閱工人的工作狀況并給予提示，從而達(dá)成了環(huán)衛(wèi)工人文關(guān)懷系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本功能。測(cè)試結(jié)果如圖5.9所示。圖5.9測(cè)試結(jié)果圖Fig.5.9Testresultgraph依靠STM32所設(shè)計(jì)的環(huán)衛(wèi)工人文關(guān)懷系統(tǒng)的檢測(cè)分析包含諸多層面的考察以下是本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的主要工作內(nèi)容：（1）硬件功能測(cè)試：系統(tǒng)本身的質(zhì)量和性能測(cè)試，驗(yàn)證該系統(tǒng)是否能夠快速準(zhǔn)確地將傳感器采集的數(shù)據(jù)發(fā)送至云端服務(wù)器。（2）軟件功能測(cè)試：模擬劇烈運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景下工人的身體情況，考察工人身體狀況數(shù)據(jù)上報(bào)是否及時(shí)準(zhǔn)確，還要對(duì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接收及處理能力加以處理，以保障數(shù)據(jù)完整安全。（3）用戶體驗(yàn)測(cè)試：包含利用云平臺(tái)和APP查詢工人身體狀況，電子胸牌顯示個(gè)人信息，提醒短信發(fā)送是否及時(shí)等方面，經(jīng)過多次模擬測(cè)試之后，本系統(tǒng)可以精準(zhǔn)獲取工人身體狀況等數(shù)據(jù)，并且這個(gè)系統(tǒng)能夠長時(shí)間運(yùn)行，可以在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中穩(wěn)定，準(zhǔn)確，高效地執(zhí)行數(shù)據(jù)采集，傳送，處理和表現(xiàn)等任務(wù)，從而達(dá)成環(huán)衛(wèi)工人文關(guān)懷系統(tǒng)的基本功能。5.5本章小結(jié)本章主要內(nèi)容為系統(tǒng)的各模塊測(cè)試與系統(tǒng)總體功能的實(shí)現(xiàn)，經(jīng)過測(cè)試，基于STM32設(shè)計(jì)的環(huán)衛(wèi)工人文關(guān)懷系統(tǒng)的各項(xiàng)基礎(chǔ)功能均能實(shí)現(xiàn)，完成了預(yù)期目標(biāo)。

結(jié)論在本文中，我們深入探討了基于STM32微控制器的環(huán)衛(wèi)工人人文關(guān)懷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)以STM32為核心，結(jié)合多種傳感器和通信模塊，實(shí)現(xiàn)了對(duì)環(huán)衛(wèi)工人工作環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)以及工作狀態(tài)的精準(zhǔn)記錄。通過系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用與測(cè)試，我們驗(yàn)證了其設(shè)計(jì)的合理性和實(shí)用性，為環(huán)衛(wèi)工人的工作環(huán)境改善與人文關(guān)懷提供了有力的技術(shù)支撐。具體而言，系統(tǒng)通過集成溫濕度傳感器、心率血氧傳感器等，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)衛(wèi)工人所處環(huán)境的溫濕度、心率血氧指標(biāo)，確保工人能夠在安全、健康的環(huán)境中工作。這些數(shù)據(jù)通過GPS和Wi-Fi模塊實(shí)時(shí)上傳至后臺(tái)服務(wù)器，管理人員可以遠(yuǎn)程監(jiān)控環(huán)衛(wèi)工人的工作環(huán)境和工作狀態(tài)，及時(shí)調(diào)度和安排工作任務(wù)，確保工作效率和工人健康。在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過程中，我們充分考慮了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和易用性。硬件設(shè)計(jì)上，我們選擇了性能穩(wěn)定、功耗低的STM32微控制器作為核心，結(jié)合高精度傳感器和通信模塊，確保了數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。軟件設(shè)計(jì)上，我們采用了模塊化設(shè)計(jì)思想，將系統(tǒng)劃分為數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)傳輸?shù)榷鄠€(gè)模塊，提高了系統(tǒng)的可維護(hù)性和可擴(kuò)展性。同時(shí)，我們還設(shè)計(jì)了友好的用戶界面，方便環(huán)衛(wèi)工人和管理人員查看環(huán)境參數(shù)和工作狀態(tài)，提升了系統(tǒng)的易用性。通過系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用與測(cè)試，我們驗(yàn)證了其設(shè)計(jì)的合理性和實(shí)用性。系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)環(huán)衛(wèi)工人的工作環(huán)境和工作狀態(tài)，及時(shí)發(fā)出報(bào)警信息，提醒工人注意環(huán)境變化和工作強(qiáng)度。同時(shí)，管理人員也可以通過后臺(tái)服務(wù)器遠(yuǎn)程監(jiān)控環(huán)衛(wèi)工人的工作情況，合理安排工作任務(wù)，提高工作效率。此外，系統(tǒng)還具有低功耗、易擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)，為后續(xù)的優(yōu)化和升級(jí)提供了便利。

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