基于單片機(jī)的智能睡眠監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)匯報(bào)人：2025-05-10摘要緒論系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)硬件電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)目錄系統(tǒng)調(diào)試及測(cè)試總結(jié)參考文獻(xiàn)電路原理圖源程序目錄摘要01基于STM32C8T6的單片機(jī)，智能睡眠監(jiān)測(cè)系統(tǒng)連接溫濕度、心率等傳感器，精準(zhǔn)分析用戶(hù)睡眠階段與關(guān)鍵指標(biāo)，如深度睡眠、淺度睡眠和翻身次數(shù)等。智能睡眠監(jiān)測(cè)系統(tǒng)系統(tǒng)利用WIFI模塊，實(shí)現(xiàn)睡眠數(shù)據(jù)同步至手機(jī)或智能設(shè)備，便于用戶(hù)隨時(shí)掌握睡眠質(zhì)量；同時(shí)，預(yù)設(shè)閾值能在檢測(cè)到異常時(shí)發(fā)出報(bào)警，提升睡眠安全性。睡眠數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程監(jiān)控摘要緒論02研究背景與意義01快節(jié)奏生活、高強(qiáng)度工作及豐富娛樂(lè)導(dǎo)致睡眠受擾，我國(guó)成人失眠率高達(dá)38.2%，睡眠問(wèn)題不僅致短期疲勞、注意力下降，更與高血壓等慢性疾病相關(guān)。傳統(tǒng)睡眠監(jiān)測(cè)如多導(dǎo)睡眠監(jiān)測(cè)儀需專(zhuān)業(yè)醫(yī)療環(huán)境，設(shè)備復(fù)雜且成本高，難以日常監(jiān)測(cè)；消費(fèi)級(jí)智能手環(huán)雖便攜，但單傳感器精度有限，難全面捕捉睡眠生理參數(shù)?；趩纹瑱C(jī)、生物傳感器及信號(hào)處理，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)睡眠數(shù)據(jù)，通過(guò)服務(wù)器分析后上傳至移動(dòng)終端，助用戶(hù)關(guān)注睡眠，判斷睡眠障礙，改善睡眠，前景廣闊。0203睡眠質(zhì)量受影響傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)手段局限智能睡眠監(jiān)測(cè)系統(tǒng)睡眠監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)展現(xiàn)代專(zhuān)業(yè)睡眠監(jiān)測(cè)設(shè)備興起前，中國(guó)睡眠監(jiān)測(cè)設(shè)備從萌芽到啟動(dòng)期，逐漸發(fā)展至高端智能路線，智能手表等銷(xiāo)量增長(zhǎng)，小米、華為、蘋(píng)果等公司均有售出大量的相關(guān)產(chǎn)品。智能穿戴設(shè)備興起隨著科技和社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平飛速發(fā)展，人們對(duì)生活品質(zhì)要求提升，智能穿戴設(shè)備行業(yè)發(fā)展迅速，中國(guó)智能可穿戴設(shè)備出貨量占全球四分之一，市場(chǎng)需求大。智能睡眠監(jiān)測(cè)系統(tǒng)智能睡眠監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用新型技術(shù)，功能不斷升級(jí)，滿足用戶(hù)需求；包括通過(guò)床墊感知人體壓力、集成自動(dòng)化檢測(cè)及控制技術(shù)于一體的新型智能嬰兒床。國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通過(guò)有線或無(wú)線通訊連接電子設(shè)備，實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、監(jiān)控等；智能睡眠監(jiān)測(cè)系統(tǒng)利用WIFI、藍(lán)牙等加入智能家居，檢測(cè)睡眠質(zhì)量并調(diào)節(jié)環(huán)境。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的融合智能睡眠監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用過(guò)采樣性生物電檢測(cè)法、心電信號(hào)檢測(cè)法、指端脈搏信號(hào)檢測(cè)法等多種方法，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)檢測(cè)，滿足不同用戶(hù)需求。多種檢測(cè)方法應(yīng)用太陽(yáng)能供電技術(shù)利用太陽(yáng)熱輻射發(fā)電，環(huán)保節(jié)能；融入智能睡眠監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，是一種大有前途的新型電源。清潔能源供電方向國(guó)外智能睡眠監(jiān)測(cè)集成壓力、心率、體溫傳感器，利用先進(jìn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能化控制，如攝像機(jī)監(jiān)測(cè)、智能紡織背心和智能床鋪，提高監(jiān)測(cè)精度且注重舒適度。國(guó)際監(jiān)測(cè)技術(shù)成熟智能睡眠監(jiān)測(cè)技術(shù)的研究及升級(jí)對(duì)我國(guó)人體健康發(fā)展是重要保證，未來(lái)將有更多技術(shù)應(yīng)用，產(chǎn)品功能不斷完善，成為人人都能用的健康保障利器。智能監(jiān)測(cè)未來(lái)可期國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)系統(tǒng)調(diào)試總結(jié)與展望系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)硬件電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)主要內(nèi)容以STM32單片機(jī)為核心，連接LED燈、蜂鳴器、加速度傳感器、心率傳感器、OLED屏和WIFI模塊，打造一個(gè)睡眠監(jiān)測(cè)儀器。設(shè)計(jì)了單片機(jī)主控單元電路，并詳細(xì)介紹了心率傳感器、溫度傳感器、加速度傳感器和WIFI模塊等主要模塊。詳細(xì)介紹了主程序的流程圖以及WIFI模塊、按鍵模塊、溫度檢測(cè)模塊及翻身次數(shù)檢測(cè)模塊的子程序流程圖。對(duì)系統(tǒng)每個(gè)模塊進(jìn)行調(diào)試準(zhǔn)備，確保各部分能正常運(yùn)行；然后對(duì)制作的實(shí)物進(jìn)行功能測(cè)試，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的正常工作。對(duì)智能睡眠監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程及成果做出總結(jié)，同時(shí)對(duì)智能睡眠監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的未來(lái)升級(jí)進(jìn)行展望構(gòu)想。系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)03智能監(jiān)測(cè)睡眠質(zhì)量設(shè)計(jì)以單片機(jī)為主控，通過(guò)檢測(cè)體溫、翻身次數(shù)、心率判斷睡眠質(zhì)量，超閾值報(bào)警；系統(tǒng)可按鍵或手機(jī)設(shè)置閾值，有模式指示燈，體溫過(guò)高風(fēng)扇轉(zhuǎn)，心率超閾值聲光報(bào)警。智能監(jiān)測(cè)供電靈活系統(tǒng)基本功能智能睡眠監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具備電腦USB供電功能，同時(shí)兼容充電寶供電，確保了設(shè)備在各種環(huán)境下都能穩(wěn)定運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)便捷的電力供應(yīng)，滿足不同用戶(hù)的需求。0102系統(tǒng)總體方案系統(tǒng)框圖展示了一個(gè)全面的系統(tǒng)架構(gòu)，包括STM32最小系統(tǒng)、溫度檢測(cè)、加速度檢測(cè)、按鍵單元電路、指示燈單元電路、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元電路、心率檢測(cè)單元電路、電源單元電路等。系統(tǒng)框圖概覽智能睡眠監(jiān)測(cè)系統(tǒng)整合了多種傳感器與先進(jìn)控制單元，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)睡眠中的體溫、翻身與心率，以判斷睡眠質(zhì)量，并在數(shù)據(jù)異常時(shí)即時(shí)報(bào)警，確保用戶(hù)睡眠安全與健康。智能監(jiān)測(cè)睡眠系統(tǒng)01MCU主控模塊選擇MCU主控方案選用STM32F103C8T6單片機(jī)，基于ARM7架構(gòu)的32位實(shí)時(shí)仿真微控制器，外設(shè)豐富，性能卓越，完美匹配設(shè)計(jì)需求，確保智能睡眠監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運(yùn)行。溫度檢測(cè)模塊選擇采用DS18B20數(shù)字溫度傳感器模塊，支持單總線數(shù)字通信，高精度測(cè)量，可編程分辨率，穩(wěn)定性強(qiáng)，適合多數(shù)溫度檢測(cè)場(chǎng)景，是本設(shè)計(jì)的理想選擇。顯示模塊選擇采用0.96寸OLED屏，兼具顯示效果與尺寸優(yōu)勢(shì)，采用I2C通信協(xié)議，分辨率128×64，顯示多樣信息，節(jié)能且便于開(kāi)發(fā)，適合本設(shè)計(jì)需求。各模塊方案選取0203加速度檢測(cè)模塊選擇采用ADXL345加速度傳感器模塊，支持I2C和SPI通信，數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定可靠，功能多樣，開(kāi)發(fā)便捷，適合本設(shè)計(jì)中對(duì)加速度傳感器的需求。心率檢測(cè)模塊選擇通信模塊選擇各模塊方案選取采用Pulsesensor心率檢測(cè)模塊，基于PPG原理，使用簡(jiǎn)便，開(kāi)發(fā)資料豐富，體積小巧，低功耗，適合本設(shè)計(jì)對(duì)心率檢測(cè)模塊的需求。選用ESP8266通信模塊，集成Wi-Fi功能，支持STA、AP、STA+AP模式，低功耗高性能，內(nèi)置TCP/IP協(xié)議棧，開(kāi)發(fā)資源豐富，滿足設(shè)計(jì)需求。硬件電路設(shè)計(jì)04STM32外部晶振電路為ST主控芯片提供時(shí)鐘基準(zhǔn)，含8MHz高速與32.768KHz低速晶振，分別用于主頻與實(shí)時(shí)時(shí)鐘功能，設(shè)計(jì)如圖3-2所示。外部晶振電路的設(shè)計(jì)復(fù)位電路含上電復(fù)位與手動(dòng)復(fù)位，利用電容充電與按鍵短接實(shí)現(xiàn)；STM32還支持軟件與看門(mén)狗復(fù)位，確保系統(tǒng)穩(wěn)定；設(shè)計(jì)如圖3-3，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)復(fù)位功能。復(fù)位電路的設(shè)計(jì)STM32單片機(jī)最小系統(tǒng)繼電器模塊電路設(shè)計(jì)繼電器模塊概述繼電器模塊用于控制風(fēng)扇，通過(guò)STM32PB9引腳與繼電器相連，當(dāng)溫度超設(shè)定值時(shí)，PB9置高電平，繼電器動(dòng)作驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)溫控。01電路設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)具體電路設(shè)計(jì)包括手機(jī)APP控制開(kāi)關(guān)，繼電器模塊連接風(fēng)扇，STM32通過(guò)檢測(cè)溫度信號(hào)控制PB9引腳，進(jìn)而通過(guò)繼電器實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇的啟動(dòng)與停止。02OLED顯示優(yōu)勢(shì)作為人機(jī)顯示交互屏幕，OLED具備字符型顯示、數(shù)字接口、高畫(huà)質(zhì)、低功耗、小巧輕便及簡(jiǎn)單電路設(shè)計(jì)等優(yōu)點(diǎn)，開(kāi)發(fā)便捷，適用于多種應(yīng)用場(chǎng)景。01.OLED電路設(shè)計(jì)OLED電路設(shè)計(jì)液晶顯示利用物理特性實(shí)現(xiàn)字符顯示，OLED穩(wěn)定工作于5V環(huán)境，功耗低，其電量消耗主要用在模塊內(nèi)部的電極以及數(shù)據(jù)通信上，深受人們喜愛(ài)。02.接口與通信OLED端口3SCL連STM32PC14,端口4SDA連PC13,采用軟件模擬I2C通信，節(jié)省IO口資源，實(shí)現(xiàn)高效人機(jī)交互顯示功能，具體電路設(shè)計(jì)如圖3-5。03.溫度監(jiān)測(cè)與報(bào)警STM32配置為推挽輸出與DS18B20相連，通過(guò)優(yōu)化適配電路參數(shù)提升通信性能，達(dá)閾值時(shí)觸發(fā)報(bào)警裝置，實(shí)現(xiàn)溫度監(jiān)測(cè)與報(bào)警功能，如圖3-6。DS18B20測(cè)溫原理DS18B20溫度檢測(cè)模塊利用半導(dǎo)體熱敏特性測(cè)環(huán)境溫度，傳感器芯片感知變化并通過(guò)單總線協(xié)議傳輸數(shù)字信號(hào)至適配電路進(jìn)行讀取和處理。模塊電路設(shè)計(jì)DS18B20與STM32通過(guò)單總線連接，適配電路為其提供電源與通信接口，STM32發(fā)送初始化脈沖及指令讀取溫度數(shù)據(jù)，經(jīng)轉(zhuǎn)換算法得實(shí)際溫度值。溫度檢測(cè)模塊電路設(shè)計(jì)加速度模塊電路設(shè)計(jì)01ADXL345加速度檢測(cè)電路利用MEMS技術(shù)檢測(cè)物體加速度，傳感器內(nèi)部微機(jī)械結(jié)構(gòu)感知加速度并輸出電信號(hào)，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后以數(shù)字信號(hào)傳輸至控制板。ADXL345通過(guò)I2C與控制板傳輸數(shù)據(jù)，STM32配置初始化指令啟動(dòng)傳感器，周期性讀取三軸加速度數(shù)據(jù)，經(jīng)處理得實(shí)際加速度值，優(yōu)化通信性能確保測(cè)量準(zhǔn)確。加速度達(dá)閾值時(shí)觸發(fā)報(bào)警，通過(guò)調(diào)整STM32讀取頻率和加速度閾值實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)；具體電路設(shè)計(jì)如圖3-7，STM32PA6/7模擬I2C模式與ADXL345通信。0203ADXL345檢測(cè)原理模塊電路設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)與報(bào)警功能紅外檢測(cè)原理人體紅外檢測(cè)電路利用人體發(fā)出的紅外輻射原理檢測(cè)存在，紅外感應(yīng)探頭感知輻射變化并輸出電信號(hào)，經(jīng)放大濾波后由比較器比較。電路設(shè)計(jì)與功能采用LM393運(yùn)放芯片作比較器，電信號(hào)與可調(diào)電阻壓降比較后控制LED指示燈與STM32引腳狀態(tài)，調(diào)節(jié)電阻可調(diào)人體紅外檢測(cè)靈敏度閾值。紅外檢測(cè)流程配置STM32PB15口為上拉輸入模式來(lái)讀取紅外模塊的檢測(cè)狀態(tài)，遇人體時(shí)反射信號(hào)被接收管接收，經(jīng)比較器處理后綠色指示燈亮起。人體紅外檢測(cè)模塊電路設(shè)計(jì)010203設(shè)計(jì)采用ESP8266作為WIFI模塊，通過(guò)UART接口與單片機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。ESP8266支持ASCII碼鏈接，便于與手機(jī)APP進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。WIFI模塊選型與連接ESP8266WIFI模塊的引腳分配包括2腳和4腳接電源正極，8腳接電源負(fù)極。通過(guò)UART串口通信，將RX和TX分別接單片機(jī)PA9（TX）和PA10（RX）。引腳分配與電路設(shè)計(jì)WIFI模塊電路設(shè)計(jì)心率檢測(cè)模塊電路設(shè)計(jì)心率檢測(cè)原理與電路設(shè)計(jì)Pulsesensor心率檢測(cè)電路利用脈搏跳動(dòng)時(shí)血液透光率變化原理來(lái)檢測(cè)心率，通過(guò)發(fā)光二極管和光電探測(cè)器將生物信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。01電信號(hào)處理與讀取電信號(hào)經(jīng)過(guò)放大、濾波后，由LM324運(yùn)放芯片作為比較器進(jìn)行比較。STM32的PB1引腳通過(guò)ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器讀取處理后的電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)心率檢測(cè)。02系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)05主程序流程系統(tǒng)通電開(kāi)機(jī)后，運(yùn)行OLED屏初始化，顯示體溫、心率和翻身次數(shù)；可通過(guò)按鍵設(shè)置閾值，超閾值報(bào)警并執(zhí)行操作；等待WIFI模塊初始化，初始化完成可通過(guò)手機(jī)顯示和設(shè)定閾值。智能睡眠監(jiān)測(cè)系統(tǒng)邏輯主程序流程圖詳細(xì)展示了智能睡眠監(jiān)測(cè)系統(tǒng)從開(kāi)機(jī)自檢、參數(shù)初始化、數(shù)據(jù)采集、閾值判斷、報(bào)警處理到WIFI模塊初始化的完整運(yùn)行邏輯，支持手機(jī)遠(yuǎn)程查看數(shù)據(jù)及閾值設(shè)置。主程序流程圖繼電器控制風(fēng)扇實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)通過(guò)控制繼電器來(lái)風(fēng)扇的開(kāi)關(guān)，利用ESP8266來(lái)實(shí)現(xiàn)通訊，通過(guò)對(duì)APP數(shù)據(jù)的解析，來(lái)實(shí)現(xiàn)相關(guān)的控制。解析APP數(shù)據(jù)控制通過(guò)配置WIFI、串口收發(fā)數(shù)據(jù)，并解析數(shù)據(jù)與設(shè)置指令，實(shí)現(xiàn)繼電器開(kāi)關(guān)控制，從而調(diào)節(jié)風(fēng)扇啟停。繼電器驅(qū)動(dòng)流程溫度檢測(cè)子程序01溫度檢測(cè)模塊與單片機(jī)設(shè)計(jì)中的溫度檢測(cè)模塊電路的數(shù)據(jù)線通過(guò)PA8引腳與單片機(jī)相連，溫度檢測(cè)子程序的本質(zhì)是利用熱敏電阻來(lái)檢測(cè)外界溫度，再通過(guò)數(shù)據(jù)線將數(shù)據(jù)發(fā)給單片機(jī)。02溫度檢測(cè)子程序溫度檢測(cè)子程序負(fù)責(zé)通過(guò)熱敏電阻采集溫度數(shù)據(jù)，經(jīng)數(shù)據(jù)線傳輸至單片機(jī)，由單片機(jī)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)外界溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與反饋。加速度檢測(cè)子程序加速度檢測(cè)模塊與單片機(jī)設(shè)計(jì)中的加速度檢測(cè)模塊電路利用I2C通信，模塊的SCL連接PA7,SDA連接PA6，加速度檢測(cè)子程序的本質(zhì)是通過(guò)本身傳感器的變化來(lái)感受人體翻身次數(shù)。01數(shù)據(jù)傳輸與處理通過(guò)數(shù)據(jù)線（I2C通信）將數(shù)據(jù)傳輸給單片機(jī)，并將該狀態(tài)返回到主程序中進(jìn)行處理；加速度檢測(cè)子程序如圖4-4加速度檢測(cè)子程序流程圖所示。02設(shè)計(jì)使用了4個(gè)按鍵，分別是設(shè)置檢測(cè)閾值，閾值次數(shù)加一、閾值次數(shù)減一和播放音樂(lè)它們分別對(duì)應(yīng)連接了單片機(jī)的PB12、PB13、PB14、PB11引腳。按鍵檢測(cè)子程序設(shè)計(jì)按鍵子程序的本質(zhì)就是通過(guò)輪詢(xún)來(lái)檢測(cè)與按鍵相連接的單片機(jī)引腳的電平狀態(tài)；當(dāng)檢測(cè)到對(duì)應(yīng)的引腳為低電平并經(jīng)過(guò)處理后即可判斷為該按鍵被按下。按鍵子程序本質(zhì)按鍵子程序系統(tǒng)調(diào)試及測(cè)試06調(diào)試概述程序調(diào)試與仿真在論文收尾階段，我將進(jìn)行程序調(diào)試、仿真搭建、原理圖完善及實(shí)物焊接，并通過(guò)萬(wàn)用表檢測(cè)數(shù)據(jù)，確保無(wú)誤后進(jìn)行程序燒錄，最后通電演示。01調(diào)試順序與模塊測(cè)試設(shè)計(jì)采用洞洞板與飛線連接模塊，調(diào)試順序?yàn)橄扔布筌浖?，先測(cè)試單片機(jī)硬件電路，再測(cè)軟件子程序模塊，最后進(jìn)行系統(tǒng)總體調(diào)試。02元器件檢查與測(cè)試為確保硬件電路的穩(wěn)定運(yùn)行，首先檢查選擇的元器件是否損壞，使用萬(wàn)用表檢查元器件的特性是否正常，防止硬件模塊損壞從而導(dǎo)致問(wèn)題的發(fā)生。分步焊接與供電測(cè)試原理圖核對(duì)與引腳焊接硬件調(diào)試在焊接過(guò)程中，采取先焊接小的器件，再焊接大的器件的策略，根據(jù)模塊特性逐一供電，確保不會(huì)因短路、斷路而燒壞模塊，從而減少不必要的麻煩。硬件焊接時(shí)，需根據(jù)原理圖精確對(duì)應(yīng)元器件數(shù)據(jù)口與單片機(jī)的IO，防止焊錯(cuò)引腳，同時(shí)通過(guò)程序再次檢查，確保各芯片方向正確，以保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。程序下載與設(shè)置編寫(xiě)好設(shè)計(jì)程序后，通過(guò)燒錄器進(jìn)行相關(guān)的下載，下載之前首先檢查軟件配置，檢查芯片型號(hào)，頻率是否一致，再DEDUG里進(jìn)行相關(guān)的設(shè)置。軟件bug調(diào)試在KEIL5平臺(tái)上進(jìn)行軟件bug調(diào)試，通過(guò)編譯解決軟件問(wèn)題，同時(shí)利用MDK的硬件寄存器查看功能輔助判斷程序執(zhí)行情況，確保軟件穩(wěn)定運(yùn)行。系統(tǒng)軟件調(diào)試流程使用keil5平臺(tái)進(jìn)行軟件調(diào)試，通過(guò)編譯排除基本問(wèn)題，利用MDK查看硬件配置與狀態(tài)，判斷程序執(zhí)行情況，確保軟件質(zhì)量與穩(wěn)定性。系統(tǒng)軟件調(diào)試智能睡眠監(jiān)測(cè)測(cè)試智能睡眠監(jiān)測(cè)系統(tǒng)測(cè)試成功，支持按鍵與手機(jī)配置閾值，并配備指示燈與聲光報(bào)警；測(cè)試顯示，按鍵與手機(jī)均可設(shè)置閾值，且系統(tǒng)能準(zhǔn)確報(bào)警。心率檢測(cè)模塊測(cè)試心率檢測(cè)模塊測(cè)試通過(guò)按鍵調(diào)低心率上限模擬心率過(guò)高情況，系統(tǒng)及時(shí)報(bào)警并亮起LED燈，證明心率監(jiān)測(cè)功能穩(wěn)定可靠，能有效保障用戶(hù)健康安全。溫度檢測(cè)功能測(cè)試溫度檢測(cè)功能經(jīng)測(cè)試，通過(guò)調(diào)高或調(diào)低設(shè)定溫度模擬異常情況，系統(tǒng)準(zhǔn)確響應(yīng)并報(bào)警，證明溫度監(jiān)測(cè)功能穩(wěn)定，能有效保障用戶(hù)的安全。系統(tǒng)測(cè)試010203翻身次數(shù)測(cè)試方法翻身次數(shù)測(cè)試通過(guò)按鍵設(shè)置初始翻身上下限，分別進(jìn)行測(cè)試高于或低于上下限的情況并觀察指示燈的亮滅情況，以驗(yàn)證翻身次數(shù)監(jiān)測(cè)功能的準(zhǔn)確性。01.系統(tǒng)測(cè)試手機(jī)端控制測(cè)試手機(jī)端控制測(cè)試顯示，利用APP可輕松建立與WIFI模塊的通信連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步與閾值設(shè)置；如圖5-5所示，操作簡(jiǎn)便，功能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可靠。02.系統(tǒng)測(cè)試誤差分析系統(tǒng)功能測(cè)試表明，設(shè)計(jì)基本滿足需求，可翻身次數(shù)與心率測(cè)試存在誤差；分析推測(cè)加速度傳感器可能存在零點(diǎn)漂移誤差，心率傳感器受外界干擾影響。03.總結(jié)07睡眠監(jiān)測(cè)研究背景介紹了睡眠監(jiān)測(cè)的發(fā)展現(xiàn)狀和市場(chǎng)，分析了傳統(tǒng)睡眠監(jiān)測(cè)的弊端和國(guó)內(nèi)外智能睡眠監(jiān)測(cè)方面的研究現(xiàn)狀，提出了本文的研究目標(biāo)和意義。智能睡眠監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)了基于STM32單片機(jī)的智能睡眠監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，選擇了合適的傳感器、執(zhí)行器、控制器等元件，并編寫(xiě)了相應(yīng)的程序代碼。智能睡眠監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述驗(yàn)證智能睡眠監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可行性與穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)心率、翻身、溫度檢測(cè)，OLED顯示，ESP8266手機(jī)通信，繼電器控風(fēng)扇，集成于STM32單片機(jī)系統(tǒng)。智能睡眠監(jiān)測(cè)驗(yàn)證系統(tǒng)功能測(cè)試滿足需求，支持按鍵與手機(jī)設(shè)閾值，含指示燈；翻身次數(shù)與心率測(cè)試存誤差，分析可能由傳感器零點(diǎn)漂移及外界干擾導(dǎo)致。系統(tǒng)測(cè)試與誤差分析系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)與測(cè)試未來(lái)展望與功能擴(kuò)展計(jì)劃睡眠健康管理系統(tǒng)預(yù)留升級(jí)接口，現(xiàn)有功能單一，未來(lái)將構(gòu)建睡眠健康管理生態(tài)，增加環(huán)境監(jiān)測(cè)，聯(lián)動(dòng)智能穿戴與家居，實(shí)現(xiàn)全場(chǎng)景睡眠健康管理。01社交互動(dòng)與數(shù)據(jù)共享開(kāi)發(fā)社交互動(dòng)功能，允許用戶(hù)分享睡眠數(shù)據(jù)、參與睡眠挑戰(zhàn)等，增強(qiáng)用戶(hù)粘性；探索與智能穿戴設(shè)備、智能家居的深度聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。02參考文獻(xiàn)08參考文獻(xiàn)張浩靜.基于智能床墊的睡眠呼吸暫停檢測(cè)方法研究[D].北京郵電大學(xué),2020.曹貝貝.可穿戴式睡眠質(zhì)量智能檢測(cè)系統(tǒng)[D].哈爾濱理工大學(xué),2019.梁超,王鵬,曹貝貝,等.可穿戴智能睡眠質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)[J].電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào),2018,32(05):159-167.王杰華,劉曉彬,洪麗芳,等.多功能智能嬰兒床的設(shè)計(jì)[J].福建電腦,2019,35(05):133-135.黃耀梁,劉大樹(shù),陳東來(lái),等.結(jié)合睡眠狀態(tài)檢測(cè)的睡眠環(huán)境智能調(diào)節(jié)系統(tǒng)[C].中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì).中南六省區(qū)（廣東,廣西,湖南,湖北.中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)中南六?。▍^(qū)）2010年第28屆年會(huì)·論文集.中山大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院;,2010:198-200.參考文獻(xiàn)馬倩,張萍淑,王連輝,等.基于智能無(wú)感睡眠監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的康養(yǎng)人群睡健康研究[J].中華全科醫(yī)學(xué),2023.付麗,蔣碩,田佳,等.用于智能睡眠監(jiān)測(cè)設(shè)備的心率與呼吸頻率模擬裝置[J].中國(guó)醫(yī)療器械雜志,2023.韋文婧,劉杰,馮嘉澤,等.基于嵌入式系統(tǒng)的智能睡眠監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[C].中國(guó)航空工業(yè)技術(shù)裝備工程協(xié)會(huì),中國(guó)航空學(xué)會(huì)測(cè)試技術(shù)分會(huì).第十八屆中國(guó)航空測(cè)控技術(shù)年會(huì)論文集,2021.6.傅國(guó)強(qiáng),鄔偉峰.智能睡眠監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].現(xiàn)代信息科技,2020.4顧天宇,李一帆,肖利,等.智能實(shí)時(shí)睡眠監(jiān)測(cè)與干預(yù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].北京生物醫(yī)學(xué)工程,2020.何峰,李剛,林凌.基于過(guò)采樣的通用生物電檢測(cè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)[J].天津大學(xué)學(xué)報(bào),2008,(10):1178-1182.苗旭.便攜式睡眠監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究[D].哈爾濱工業(yè)大學(xué),2013.吳鋒,周玉彬,成奇明,等.便攜式睡眠監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研制[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備,2008,29(11):20-22.參考文獻(xiàn)HoangLM,MatrellaG,CiampoliniP.ArtificialIntelligenceImplementationinInternetofThingsEmbeddedSystemforReal-TimePersonPresenceinBedDetectionandSleepBehaviourMonitor[J].Electronics,2024,13(11):WangQ,ChengH,WangW.Video-PSG:AnIntelligentContactlessMonitoringSystemforSleepStaging.[J].IEEEtransactionsonbio-medicalengineering,2024,PP參考文獻(xiàn)KanwalF,AtiehA,GhafoorS,etal.RemotemonitoringofsleepdisorderusingFBGsensorsandFSOtransmissionsystemenabledsmartvest[J].EngineeringResearchExpress,2024,6(2):參考文獻(xiàn)電路原理圖09智能睡眠監(jiān)測(cè)系統(tǒng)原理基于單片機(jī)的智能睡眠監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，包括溫濕度傳感器、心率傳感器等，實(shí)現(xiàn)判斷用戶(hù)的睡眠階段及關(guān)鍵指標(biāo)的監(jiān)測(cè)。睡眠數(shù)據(jù)傳輸與異常報(bào)警系統(tǒng)利用WIFI通信模塊傳輸睡眠數(shù)據(jù)至手機(jī)，方便用戶(hù)查看；同時(shí)，可根據(jù)預(yù)設(shè)閾值在睡眠指標(biāo)異常時(shí)發(fā)出報(bào)警提醒。電路原理圖源程序10源程序頭文件預(yù)處理包括STM32F10x設(shè)備頭文件、系統(tǒng)配置、標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出、字符串操作、延遲、OLED、加速度傳感器、GPIO、定時(shí)器、ADC、DS18B20、JQ8900語(yǔ)音模塊和ESP8266WiFi模塊。變量定義包括顯示緩沖區(qū)、設(shè)置標(biāo)識(shí)、按鍵標(biāo)識(shí)、蜂鳴器控制標(biāo)記、陀螺儀數(shù)據(jù)、ADXL345狀態(tài)標(biāo)志、播放標(biāo)志、警告標(biāo)志、步數(shù)、步數(shù)上下限、閏年標(biāo)志以及與時(shí)間相關(guān)的全局變量。函數(shù)聲明主要聲明了初始化函數(shù)、數(shù)據(jù)顯示函數(shù)、控制流程函數(shù)、傳感器數(shù)據(jù)獲取函數(shù)、按鍵掃描及處理函數(shù)、顯示設(shè)置頁(yè)面函數(shù)、ADC數(shù)據(jù)獲取函數(shù)和蜂鳴器控制函數(shù)等關(guān)鍵函數(shù)。01intmain(void)主函數(shù)中調(diào)用初始化函數(shù)，并進(jìn)入無(wú)限循環(huán)，執(zhí)行按鍵掃描處理、數(shù)據(jù)顯示、步數(shù)獲取、ADC數(shù)據(jù)獲取和控制流程；若設(shè)置標(biāo)識(shí)為0，則執(zhí)行相關(guān)操作并定時(shí)器更新。voidInit(void)初始化函數(shù)中，依次進(jìn)行OLED顯示初始化、按鍵GPIO初始化、蜂鳴器初始化、繼電器初始化，以及ADXL345加速度傳感器和DS18B20溫