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stm32项目（22）——基于stm32的智能病房监护系统

news 2025/8/7 7:18:39

1.实现功能

检测病房的温度、湿度、光照强度、烟雾浓度；检测病人的体温、心率、血氧；所有数据在OLED显示屏上进行显示，同时各数据也通过WIFI模块发送到机智云APP上进行显示。使用按键对屏幕进行翻页、对各数据的阈值进行加减操作；将实时数据与数据阈值进行对比，超过阈值进行LED闪烁报警（机智云APP上也对应有报警标志）。

2.原理图与PCB

3.功能演示视频

STM32病房检测系统

4.模块介绍

4.1DHT11

1. 基本特性

测量范围：
- 温度：0~50℃（±2℃精度）。
- 湿度：20%~90%RH（±5%精度）。
分辨率：1℃（温度）、1%RH（湿度）。
采样率：1Hz（每秒更新一次数据）。
供电电压：3.3V~5V（兼容3.3V和5V单片机）。
输出方式：单总线数字信号（节省IO口）。

2. 模块接口（3引脚）

引脚	功能	连接说明
VCC	电源正极	接3.3V或5V
GND	电源负极	接地
DATA	数据信号线	接单片机GPIO（需上拉电阻4.7kΩ~10kΩ）

📌 注意：DATA 线需要上拉电阻（部分模块已内置）。

3. 通信协议（单总线时序）

DHT11 采用 单总线（1-Wire） 协议，通信过程分为 3 个阶段：

(1) 单片机发起通信（Start Signal）

单片机拉低 DATA 线 ≥18ms（启动信号）。
然后拉高 20~40μs，等待 DHT11 响应。

(2) DHT11 响应（Response Signal）

DHT11 拉低 80μs（应答信号）。
再拉高 80μs，表示准备发送数据。

(3) 数据传输（40bit 数据包）

40bit = 16bit湿度 + 16bit温度 + 8bit校验和（高位先发）。
每个 bit 的表示方式：
- 0：低电平 50μs，然后高电平 26~28μs。
- 1：低电平 50μs，然后高电平 70μs。

数据格式示例：

湿度整数(8bit) + 湿度小数(8bit) + 温度整数(8bit) + 温度小数(8bit) + 校验和(8bit)

校验和 = 湿度高8位 + 湿度低8位 + 温度高8位 + 温度低8位（取最后8位）。

4.2光敏传感器

该模块将光照信号转换位模拟电压并输出，直接用单片机的AD转换功能对其进行读取即可。

4.3 DS18B20

4.4心率血氧模块

1. 基本特性

检测参数：
- 血氧饱和度（SpO₂）：70%~100% 精度（±2%）。
- 心率（HR）：30~250 BPM（Beat Per Minute）。
光学检测：
- 红光（660nm）：用于血氧检测（HbO₂/Hb吸收率差异）。
- 红外光（880nm）：用于心率检测（血液脉动变化）。
供电电压：1.8V~3.3V（需逻辑电平匹配，部分模块内置稳压）。
通信接口：I²C（地址 0x57，可调）。
采样率：可编程（最高 1kHz）。

2. 模块接口（4/5引脚）

引脚	功能	连接说明
VCC	电源（1.8V~3.3V）	接3.3V（注意电平兼容）
GND	接地	接单片机GND
SCL	I²C时钟线	接单片机SCL（需上拉电阻4.7kΩ）
SDA	I²C数据线	接单片机SDA（需上拉电阻4.7kΩ）
INT（可选）	中断输出	接单片机外部中断引脚（用于数据就绪触发）

📌 注意：

若单片机为5V逻辑，需加电平转换电路（如TXB0108）。

部分模块自带稳压，可直接接5V，但I²C信号仍需3.3V。

3. 通信协议（I²C）

I²C地址：默认 0x57（可通过ADDR引脚修改）。
关键寄存器：
- 0x00（STATUS）：状态标志（数据是否就绪）。
- 0x07（SPO2_CONFIG）：配置血氧模式、采样率等。
- 0x09（LED_CONFIG）：设置红光/红外光电流强度。
- 0x16（FIFO_DATA）：存储ADC采样值（血氧+心率）。