非接觸式呼吸心跳測試系統(tǒng)的設(shè)計

非接觸式呼吸心跳檢測系統(tǒng)的設(shè)計目錄·TOC\o"1-3"\h\u290311引言 1222321.1非接觸式呼吸心跳檢測系統(tǒng)研究意義 1200271.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析 219502非接觸式呼吸心跳檢測系統(tǒng)總體方案設(shè)計 3309062.1系統(tǒng)預(yù)期功能 365992.2系統(tǒng)整體設(shè)計方案 4135542.3非接觸式呼吸心跳檢測系統(tǒng)器件的選型和介紹 456812.3.1主控器對比選型 443852.3.2呼吸心跳傳感器對比選型 5244402.3.3顯示屏的對比選型 595772.3.4各選型器件介紹 5136713非接觸式呼吸心跳檢測控制系統(tǒng)硬件設(shè)計 7168763.1電源模塊 72683.2單片機(jī)最小系統(tǒng)電路 818123.3傳感器與單片機(jī)連接電路 957493.4顯示屏與單片機(jī)連接電路 102133.5網(wǎng)絡(luò)模塊與單片機(jī)連接電路 10167394非接觸式呼吸心跳檢測系統(tǒng)軟件設(shè)計 11258854.1主程序設(shè)計 11236644.2呼吸心率傳感器子程序設(shè)計 12222424.3網(wǎng)絡(luò)模塊子程序設(shè)計 13282815實物的調(diào)試 13231375.1硬件的調(diào)試 13267025.2程序的調(diào)試 14195965.3總體調(diào)試 14115106總結(jié) 15324446.1非接觸式呼吸心跳檢測系統(tǒng)發(fā)展前景 1584616.2作品不足之處 1524864參考文獻(xiàn) 168704致謝 17摘要：本文所設(shè)計的非接觸式呼吸心跳檢測系統(tǒng)，主要由HLK-LD6002傳感器、STM32F103C8T6控制器、ESP8266網(wǎng)絡(luò)通信模塊、OLED12864顯示屏組成。在此系統(tǒng)中，HLK-LD6002傳感器對人體發(fā)射連續(xù)的微波信號，并與被人體胸腔運動影響后反射回的信號進(jìn)行混頻，產(chǎn)生的頻差經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號傳遞給STM32F103C8T6微控制器進(jìn)行處理。處理后的數(shù)據(jù)一方面在OLED顯示屏上顯示，另一方面通過網(wǎng)絡(luò)模塊傳輸給手機(jī)APP,以便用戶查看呼吸心跳的相關(guān)數(shù)據(jù)。實驗結(jié)果表明，在目標(biāo)保持靜止不動時，可以將呼吸心跳數(shù)據(jù)提取并顯示，性能較為穩(wěn)定。關(guān)鍵詞:雷達(dá)；生命體征檢測；非接觸式；呼吸和心跳頻率

1引言非接觸式呼吸心跳檢測系統(tǒng)研究意義在日常生活中，呼吸和心跳的檢測尤為關(guān)鍵。通過對呼吸心跳數(shù)據(jù)的觀察，我們能及時發(fā)現(xiàn)體內(nèi)出現(xiàn)的異常狀況，從而確保身體的健康。首先，至關(guān)重要的是，對于某些疾病的患者，定期跟蹤呼吸和心跳作為控制疾病的關(guān)鍵策略之一，不僅可以幫助調(diào)整治療計劃，還能增強(qiáng)安全保障。其次，在體育運動中對呼吸心跳的監(jiān)管尤為重要，通過對呼吸和心跳數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確檢測，能更有系統(tǒng)地調(diào)整和管理鍛煉時間，并確保運動成效以及對身體健康進(jìn)行充分的保護(hù)。除此之外，呼吸和心跳的觀察與睡眠的品質(zhì)有密切的聯(lián)系，這對于評定睡眠情況密切相關(guān)。因此，在保持個人健康、推動體育運動、優(yōu)化睡眠狀況及控制疾病方面，呼吸和心跳的檢測具有無法替代的重要作用。在當(dāng)前的醫(yī)學(xué)及健康監(jiān)控領(lǐng)域，傳統(tǒng)的接觸式呼吸心跳檢測方式依然占據(jù)主要地位。不過，它們也面臨著一些局限性和挑戰(zhàn)。首先，這些器械必須與用戶皮膚直接接觸，這有可能引起用戶不適，特別是在需要長期監(jiān)測的應(yīng)用環(huán)境中，用戶的體驗往往不佳。再者，傳統(tǒng)接觸式設(shè)備往往比較沉重，這在一定程度上限制了其在日常生活場景中的使用。而采用非接觸式技術(shù)可以使檢測設(shè)備更加便攜和靈活，方便用戶在不同場景下進(jìn)行監(jiān)測，如在家中、在醫(yī)院或在運動中等。與此同時，非接觸式技術(shù)能夠通過擴(kuò)大監(jiān)測覆蓋范圍來提升數(shù)據(jù)可靠性和精度，這對于醫(yī)療診斷以及健康管理方面顯示出更高程度的實用性和可靠性。在實際應(yīng)用方面中，通過研究非接觸式呼吸心跳檢測技術(shù)，可以解決傳統(tǒng)接觸式方法的局限性，從而提高醫(yī)療監(jiān)護(hù)、緊急救援、遠(yuǎn)程醫(yī)療、安全監(jiān)控、駕駛員狀態(tài)監(jiān)測等領(lǐng)域的生命體征監(jiān)測效率和舒適度。近年來，雷達(dá)技術(shù)日漸成熟，將其與微控制器相結(jié)合，設(shè)計一款非接觸式呼吸心跳檢測系統(tǒng)，可以在醫(yī)療、緊急救援、安全監(jiān)控和智能家居等領(lǐng)域發(fā)揮積極作用，解決傳統(tǒng)方法的一些局限性及普遍問題，提高精確性、可靠性和實時性。因此，對于非接觸式呼吸心跳檢測技術(shù)的研究，將為社會和科技的不斷發(fā)展和創(chuàng)新帶來更多可能性。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析與接觸式心率檢測方法相比，非接觸式心率檢測方法備受研究和關(guān)注，因其無創(chuàng)和可持續(xù)性測量的優(yōu)勢。這些方法可以分為以下幾種主要分類：首先，紅外熱圖像測量法將紅外線照射到人體血管位置，利用紅外光對血管的透射和反射作用，分析血液流動過程中的熱變化來計算心率值，這一思路最早由加拿大西安大略大學(xué)的羅伯茲研究所于1999年提出REF_Ref8992\r\h[1]，后經(jīng)過多年研究和改進(jìn)，包括自適應(yīng)濾波方法的應(yīng)用，使得紅外成像測量心率方式趨于完善。其次，在基于雷達(dá)的生命體征檢測技術(shù)方面，研究者們不斷進(jìn)行創(chuàng)新。早在二戰(zhàn)后，C.G.Caro等人首次提出了使用多普勒雷達(dá)來非接觸監(jiān)測嬰兒呼吸驟停的方法，并成功設(shè)計驗證了相應(yīng)的系統(tǒng)REF_Ref9423\r\h[2]。國內(nèi)的第四軍醫(yī)大學(xué)的團(tuán)隊也是生物雷達(dá)領(lǐng)域的早期研究者，研制出了我國首臺“雷達(dá)式傷員探測儀”等設(shè)備REF_Ref9528\r\h[3]。之后，A.D.Droitcour等人設(shè)計了基于雷達(dá)的生命體征檢測硬件系統(tǒng)，證明了雷達(dá)可以在一米距離處檢測到人體的呼吸和心跳速率，展示了遠(yuǎn)程監(jiān)測的潛力REF_Ref9567\r\h[4]。O.Boric-Lubecke等人則使用超寬帶脈沖雷達(dá)檢測生命參數(shù)，即使在目標(biāo)距離5米的情況下也能檢測到呼吸信號。雖然零點問題無法完全消除，但學(xué)者們提出了一種方法，將零點問題轉(zhuǎn)化為最佳解調(diào)點，從而提高了系統(tǒng)精度。為了應(yīng)對生物雷達(dá)應(yīng)用中的挑戰(zhàn)，如呼吸諧波和環(huán)境雜波的影響。這是使生物雷達(dá)技術(shù)能夠達(dá)到商用水平的關(guān)鍵要素之一。特別值得一提的是，一些公司如德州儀器（TI）已經(jīng)研發(fā)了毫米波雷達(dá)芯片，如IWR1443和IWR1642，這些芯片具備了出色的性能REF_Ref9629\r\h[5]。算法的設(shè)計可以根據(jù)不同維度的信息（如距離、多普勒、方位角等）來進(jìn)行生命體征檢測。通過精確分析和推導(dǎo)中頻信號的表達(dá)式，一些算法可以在生物雷達(dá)信號的多維空間中實現(xiàn)目標(biāo)檢測和定位REF_Ref9727\r\h[6]。這些算法可以幫助從周圍雜波中準(zhǔn)確分離出有用信號，從而提高了生物雷達(dá)系統(tǒng)的性能。這一領(lǐng)域的研究成果有著重要的意義。這些研究開辟了使用FMCW雷達(dá)進(jìn)行生命體征檢測的道路REF_Ref9776\r\h[7]。同時，一些創(chuàng)新性的硬件設(shè)計，如自注入鎖定振蕩器和頻率解調(diào)器，已經(jīng)被引入，以提高系統(tǒng)的靈敏度和減少干擾。一些研究工作還關(guān)注了多模式雷達(dá)系統(tǒng)的開發(fā)，這些系統(tǒng)具備多目標(biāo)生命體征檢測和定位功能REF_Ref9828\r\h[8]。這種多模式系統(tǒng)能夠在干涉模式下區(qū)分多目標(biāo)的方位角信息，同時利用FMCW模式提供距離信息，以實現(xiàn)更全面的生命體征檢測和定位。這些工作為生物雷達(dá)技術(shù)的不斷進(jìn)步和多領(lǐng)域應(yīng)用提供了更多可能性。最后，視頻分析測量法包括視頻預(yù)處理和心率提取兩個部分。視頻預(yù)處理使用微小運動放大的視頻處理技術(shù)，通過捕捉微小顏色和運動變化，使特定目標(biāo)信號適合信號分析。這一方法的發(fā)展得益于光電容積脈搏波描記法（PPG）的思路，最早由Wieringa等人于2005年提出REF_Ref9864\r\h[9]。后續(xù)的研究不斷改進(jìn)了這一方法，包括歐拉視頻放大算法、復(fù)值導(dǎo)向金字塔分解、顏色空間改進(jìn)等技術(shù)的引入，提高了在視頻序列中提取心率的精確性和效率REF_Ref9913\r\h[10]。這些通過非接觸式檢測呼吸心跳的方式，在醫(yī)療行業(yè)、體育行業(yè)、健康檢測領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，顯示出科學(xué)技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的不斷創(chuàng)新和進(jìn)步。2非接觸式呼吸心跳檢測系統(tǒng)總體方案設(shè)計2.1系統(tǒng)預(yù)期功能第一，它采用了較為先進(jìn)的非接觸式傳感技術(shù)，可以實現(xiàn)對用戶呼吸和心率的檢測。通過特殊的傳感器和算法，系統(tǒng)能夠捕捉到微小的生理信號變化，從而準(zhǔn)確計算出呼吸和心跳的指標(biāo)。這種非接觸式監(jiān)測方式避免了傳統(tǒng)接觸式方法可能帶來的不便和不舒適，為用戶提供了更為舒適和方便的體驗。第二，設(shè)計的系統(tǒng)具有顯示屏顯示功能，能夠直觀地展示呼吸心跳數(shù)據(jù)。這使得醫(yī)護(hù)人員可以實時監(jiān)測患者的生理狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)異常情況并采取必要的措施。同時，顯示屏也為用戶提供了直觀的健康數(shù)據(jù)反饋，增強(qiáng)了健康管理的可視化和有效性。用戶可以通過觀察顯示屏上的數(shù)據(jù)了解自己的呼吸心跳情況，從而更好地關(guān)注自身健康狀況。第三，設(shè)計的非接觸式呼吸心跳檢測系統(tǒng)還具備手機(jī)軟件查看功能，用戶可以通過手機(jī)軟件隨時查看呼吸心跳指數(shù)。這種便攜式的健康監(jiān)測方式使得用戶可以在任何時間、任何地點了解自己的生理健康情況。綜上所述，設(shè)計的非接觸式呼吸心跳檢測系統(tǒng)具有準(zhǔn)確監(jiān)測、直觀顯示和便捷互聯(lián)等預(yù)期功能，對促進(jìn)健康管理和醫(yī)療護(hù)理具有重要意義。2.2系統(tǒng)整體設(shè)計方案非接觸式呼吸心跳檢測的系統(tǒng)設(shè)計流程圖如圖1。傳感器作為系統(tǒng)的信號采集部分。單片機(jī)作為微控制器，對傳感器收集到的信號進(jìn)行處理，并控制顯示屏的顯示。網(wǎng)絡(luò)模塊與微控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，在手機(jī)客戶端顯示心跳呼吸數(shù)據(jù)。圖1非接觸式呼吸心跳檢測系統(tǒng)設(shè)計框圖2.3非接觸式呼吸心跳檢測系統(tǒng)器件的選型和介紹2.3.1主控器對比選型對于主控器的選擇，32單片機(jī)相較于51單片機(jī)具有更加強(qiáng)大的性能和處理能力，更高的時鐘頻率與存儲空間，能夠高效地處理大量數(shù)據(jù)。這對于需要進(jìn)行實時處理和分析數(shù)據(jù)的非接觸式呼吸心跳系統(tǒng)至關(guān)重要。且32單片機(jī)相較于51具有更多的外設(shè)和接口，而非接觸式呼吸心跳測試系統(tǒng)，需要用到串行通信接口與串行總線接口，與傳感器和顯示屏、網(wǎng)絡(luò)模塊進(jìn)行通信。因此基于性能、多任務(wù)處理能力以及豐富的外設(shè)等方面考慮，雖然52單片機(jī)具有簡單易用和低成本的的優(yōu)勢，但是在處理復(fù)雜數(shù)據(jù)以及實現(xiàn)高性能的系統(tǒng)中，32單片機(jī)具有更加明顯的優(yōu)勢。因此，對于主控制器的選擇，我們采用STM32F103C8T6。2.3.2呼吸心跳傳感器對比選型而對于應(yīng)用在非接觸式呼吸心跳檢測系統(tǒng)中的傳感器，相較于聲波傳感器、紅外傳感器等，HLK-LD6002采用微波雷達(dá)技術(shù)，可以穿透一些障礙物，因此即便人體穿著衣物，也可以有效的進(jìn)行呼吸和心跳信號的檢測。而相較于對周圍環(huán)境要求條件較為嚴(yán)格的聲波傳感器、紅外傳感器、光學(xué)傳感器來說，微波雷達(dá)傳感器不易受到環(huán)境影響，適用于多種環(huán)境，具有一定得抗干擾能力。且微波雷達(dá)傳感器因為不易受周圍環(huán)境影響，可穿透衣物的特點，所以具有較高的靈敏性，能夠更好的捕捉微小的呼吸和心跳變化。最后，HLK-LD6002呼吸心跳傳感器通過微波雷達(dá)向目標(biāo)區(qū)域發(fā)射微波信號，并被目標(biāo)反射回傳感器產(chǎn)生多普勒頻移，并混頻產(chǎn)生頻差信號后，進(jìn)行放大濾波模數(shù)轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字信號，可直接將數(shù)字信號傳遞給主控制器。因此采用HLK-LD6002非接觸式呼吸心跳傳感器，來收集人體的呼吸心跳數(shù)據(jù)。2.3.3顯示屏的對比選型對于顯示屏的選型，LCD在顯示黑色是需要背光源，而OLCD可通過直接關(guān)閉像素的方法，因此OLED功耗相對較小。另外，OLED顯示屏通常比LCD更輕薄，適用于輕巧方便的非接觸式呼吸心跳檢測器。最后，OLED具有高對比度、寬視角等優(yōu)點，在顯示上更具優(yōu)勢。因此，采用OLED12864為非接觸式呼吸心跳檢測系統(tǒng)的顯示屏。2.3.4各選型器件介紹器件的選型如表1所示。STM32F103C8T6作為非接觸式呼吸心跳檢測系統(tǒng)的主控制器，LD6002雷達(dá)負(fù)責(zé)采集呼吸心跳數(shù)據(jù)，OLED顯示屏顯示呼吸心跳參數(shù)；網(wǎng)絡(luò)模塊實現(xiàn)非接觸式呼吸傳感器和手機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸，傳輸處理后的數(shù)據(jù)參數(shù)。表1器件的選型序號器件名稱功能1STM32F103C8T6主控制器2HLK-LD6002雷達(dá)收集數(shù)據(jù)3OLED12864顯示屏顯示實時數(shù)據(jù)4ESP8266網(wǎng)絡(luò)通信非接觸式呼吸心跳檢測主控制器STM32F103C8T6如圖2該款STM32F103C8T6芯片，具有64KB的Flash存儲器與20KB的SRAM，支持多種通信接口，最高頻率能達(dá)到72MHz。供電電壓范圍為2.0-3.3V，具備多個I/O口。此外，該芯片還配備了3個16位通用定時器，ADC與DAC等模擬外設(shè)。圖2STM32F103C8T6控制模塊呼吸心跳檢測采用的是HLK-LD6002傳感器，如圖3所示。工作電壓3.0-5.5V，不需要使用外圍器件。LD6002是基于ADT6101P芯片開發(fā)的雷達(dá)感應(yīng)模組，單片集成57~64GHz射頻收發(fā)系統(tǒng)，2T2RPCB微帶天線，1MBflash，雷達(dá)信號處理單元，ARM?Cortex?-M3內(nèi)核。本模塊基于FMCW雷達(dá)，通過反射人體肌體表面雷達(dá)波，結(jié)合雷達(dá)處理算法，實現(xiàn)單人的呼吸心跳檢測。圖3LD6002FMCW傳感器3非接觸式呼吸心跳檢測控制系統(tǒng)硬件設(shè)計3.1電源模塊電源穩(wěn)壓模塊是負(fù)責(zé)為整個系統(tǒng)提供電力的組件。它通過將標(biāo)準(zhǔn)的2S鋰電池的7.4V轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)需要的5V和3.3V電壓，以確保系統(tǒng)中的各個模塊都能正常運行。其中，5V電源通過一種稱為直流到直流（DC-DC）轉(zhuǎn)換器的電路進(jìn)行穩(wěn)壓，主要采用了名為SCT2450CSTER的5V降壓轉(zhuǎn)換器，采用了峰值電流模式控制，支持脈沖調(diào)制（PSM）。這種設(shè)計類似于開關(guān)電源，優(yōu)點在于能夠接受更大范圍的輸入電壓，輸出功率大且效率高，方便用戶更換3S鋰電池，延長系統(tǒng)的運行時間。5V電源主要用于供電STM32F103C8T6核心板和OLED。在電路設(shè)計中，由于5V需要轉(zhuǎn)換為3.3V，壓差較小，因此采用了低壓差線性穩(wěn)壓器（LDO），即RT9013-33GB。該穩(wěn)壓器通過內(nèi)部的MOS管在線性區(qū)工作，提供穩(wěn)定的3.3V電源。RT9013-GB是一款固定輸出3.3V的高性能LDO芯片，具有高的紋波抑制性能和超低穩(wěn)壓差，還能延長電池的使用壽命。3.3V主要用于供電LDC6002，使其能夠正常工作。圖45V電路圖55V轉(zhuǎn)3.3V電路3.2單片機(jī)最小系統(tǒng)電路SMT32F103C8T6最小系統(tǒng)如圖6，時鐘電路（引腳為5:OSC_IN;6:OSC_OUT）由晶體振蕩器與電容組成，產(chǎn)生頻率穩(wěn)定的時鐘震蕩信號，協(xié)調(diào)單片機(jī)各部件統(tǒng)一工作，復(fù)位電路（引腳為NRST）將單片機(jī)初始化到一個確定狀態(tài)，來滿足單片機(jī)運行的基本要求。圖6單片機(jī)最小系統(tǒng)圖3.3傳感器與單片機(jī)連接電路在本設(shè)計中，采用LD6002模組模塊來進(jìn)行呼吸心跳檢測，連接電路圖如圖7所示，該模塊共有8個引腳，供電3.3V，GND與電源GND相連，模塊引腳2接電阻與GND相連接，用于模組啟動，其中TX與單片機(jī)A10相連。圖7LD6002傳感器電路連接圖3.4顯示屏與單片機(jī)連接電路本設(shè)計中，顯示屏選擇OLED12864，通過該顯示屏顯示呼吸心跳數(shù)據(jù)，與單片機(jī)連接電路如圖8.單片機(jī)引腳PB8、PB9分別與單片機(jī)的SCL串行時鐘信號引腳、SDA數(shù)據(jù)傳輸引腳相連接。通過I2C協(xié)議與單片機(jī)進(jìn)行通信。圖8OLED顯示屏與單片機(jī)連接電路3.5網(wǎng)絡(luò)模塊與單片機(jī)連接電路在本設(shè)計中，網(wǎng)絡(luò)模塊采用ESP8266網(wǎng)絡(luò)串口通信，來進(jìn)行單片機(jī)與手機(jī)的信號傳輸。ESP8266網(wǎng)絡(luò)模塊與單片機(jī)連接電路如圖9。單片機(jī)的PA2與RX引腳進(jìn)行連接。圖9ESP8266網(wǎng)絡(luò)通信模塊連接電路4非接觸式呼吸心跳檢測系統(tǒng)軟件設(shè)計4.1主程序設(shè)計系統(tǒng)主程序流程圖如圖10。圖10系統(tǒng)主程序流程(1)打開串口一，初始化傳感器模塊，打開串口二初始化網(wǎng)絡(luò)模塊。各模塊開始進(jìn)行初始化，并開始使能時鐘。設(shè)置PA10為上拉輸入和推挽輸出兩種模式與傳感器模塊連接，設(shè)置PA2為復(fù)用推挽輸出模式與網(wǎng)絡(luò)模塊相連，并開啟中斷，傳輸數(shù)據(jù)。(3)數(shù)據(jù)處理：單片機(jī)接收到傳感器收集到的數(shù)字信號，進(jìn)一步進(jìn)行進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得到準(zhǔn)確的呼吸心跳數(shù)據(jù)。(4)顯示或輸出：將處理后的數(shù)據(jù)，包括呼吸和心跳頻率，顯示在屏幕上傳輸?shù)奖O(jiān)測設(shè)備上，以進(jìn)行進(jìn)一步的分析或可視化?？偟膩碚f，這個過程利用了FMCW雷達(dá)技術(shù)實現(xiàn)了對呼吸和心跳頻率的非接觸監(jiān)測，提供了便利、準(zhǔn)確和遠(yuǎn)程監(jiān)測的優(yōu)勢。4.2呼吸心率傳感器子程序設(shè)計LD6002非接觸式呼吸心跳檢測子程序流程如圖11。首先打開時鐘RCC_APB2，并對PA10引腳進(jìn)行配置，配置為上拉輸入和推挽輸出。通過PA10端口，循環(huán)接收處理，并得到最后的實時數(shù)據(jù)。圖11LD6002呼吸心跳測量流程圖4.3網(wǎng)絡(luò)模塊子程序設(shè)計ESP8266網(wǎng)絡(luò)模塊子程序流程如圖12，首先打開RCC_APB2時鐘，接著配置引腳2PA2為復(fù)用推挽輸出模式，通過PA2循環(huán)發(fā)送數(shù)據(jù)，使手機(jī)APP顯示心跳呼吸數(shù)據(jù)。圖12ESP8266網(wǎng)絡(luò)通訊流程圖5實物的調(diào)試5.1硬件的調(diào)試在進(jìn)行硬件調(diào)試時，首先通過萬用表檢測電路是否正常導(dǎo)通，開關(guān)、電阻等元件連接是否正常。接著連接電源，看電壓是否正常。安裝各部分模塊，并給單片機(jī)下載一個簡單的程序，測試能否正常運行。5.2程序的調(diào)試程序調(diào)試如圖13。第一步測試OLED12864顯示屏能否正常顯示，經(jīng)測試發(fā)現(xiàn)屏幕顯示正常。第二步測試傳感器HLK-LD6002能否正常工作，經(jīng)測試向單片機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)正常。第三步手機(jī)連接wifi，單片機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)模塊傳輸數(shù)據(jù)給手機(jī)，發(fā)送參數(shù)給客戶端，手機(jī)app顯示正常。經(jīng)多次測試后，顯示屏正常串口接收數(shù)據(jù)，在屏幕上顯示，并轉(zhuǎn)移到手機(jī)app,保證后期正常運行。圖13軟件調(diào)試圖5.3總體調(diào)試系統(tǒng)總體調(diào)試如圖14。經(jīng)過硬件調(diào)試和程序調(diào)試后，將已經(jīng)調(diào)試好的電路與程序進(jìn)行總體調(diào)試。經(jīng)調(diào)試發(fā)現(xiàn)，由于傳感器波特率較大，串口通信在傳感器工作的時候，通過使單片機(jī)超頻，進(jìn)而可以接收數(shù)據(jù)。圖14系統(tǒng)總體調(diào)試圖6總結(jié)6.1非接觸式呼吸心跳檢測系統(tǒng)發(fā)展前景本研究構(gòu)建了一個基于STM32微控制器的非接觸時式呼吸心跳檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)采集模塊、信號調(diào)理電路及通信模塊和OLED顯示模塊等幾個部分。系統(tǒng)以STM32F103C8T6為核心，能夠進(jìn)行非接觸式的呼吸和心跳檢測，并通過ESP8266網(wǎng)絡(luò)模塊進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控?？梢酝ㄟ^非接觸的方式，通過基于FMCW雷達(dá)的LDC6002傳感器，發(fā)射微連續(xù)的波信號，并返回至傳感器，經(jīng)過信號混頻放大濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換后，將數(shù)字信號傳遞給單片機(jī)，經(jīng)在一定的范圍內(nèi)測出單人呼吸心跳數(shù)據(jù)，并在手機(jī)上進(jìn)行顯示。該非接觸式呼吸心跳檢測系統(tǒng)具有便攜性，并具有一定的抗干擾能力，可以進(jìn)行非接觸式的呼吸心跳檢測，應(yīng)用場景廣泛等優(yōu)點，并且通過實驗證明具有可行性，因此具有廣泛的應(yīng)用潛力。6.2作品不足之處本作品由于前期設(shè)計考慮不周全，有以下不足之處：首先，精確度可能受到環(huán)境因素的干擾，如光線、溫度和濕度等，導(dǎo)致數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性下降。其次，實時性可能受到采樣時間的限制，因為采樣速率可能無法滿足實時監(jiān)測的需求，特別是在高速運動或劇烈活動時。此外，適用范圍受到限制，因為對被測對象的條件和環(huán)境有一定要求，如穩(wěn)定的姿勢和環(huán)境光線。如若選用高精度的傳感器和處理器，成本可能較高。最后，部分傳感器可能會消耗大量