基于stm32的儿童健康检测机器人的设计

  潘文伟 陈俊杰 汪理

 广州理工学院

摘要：儿童健康检测器作为智能技术之一，能够对儿童健康状况进行辨识，当发生问题后能够及时进行辨识和发出警告。有助于父母对儿童身体情况的了解，并能根据晨检的结果采取相应措施，保护儿童身体健康。实现该技术以传感器与机器应用学习为中心。这就要求对复杂数据进行抽取，并利用机器进行加工和分析。本文主题围绕关于STM32设计的儿童晨检器设开讨论设计，从选材的硬件开始到软件的设计进行简易的模型设计与搭建。

关键词：健康检测；晨检；stm32

一、研究背景

人工晨检大约需要为30秒至1分钟左右，在晨检期间需要其他辅助设备相对的复杂。孩子做完晨检后要人工记录晨检的数据。由于数据无法实时推送，家长无法即时了解孩子上午和下午的检查情况。人工晨检仅有单纯的数字记录而无照片可供查阅，对后续溯源不利[1]。如需将手工记录晨检数据上传，工作人员需将数据输入电脑中，再将其保存起来发给有关工作人员。这一操作既烦琐又浪费人力，在无形之中加大了员工工作量。为了提高晨检效率，减轻工作人员的工作量，实现对晨检数据的实时推送和保存。晨检机可独自完成晨检工作，在不知不觉中提高晨检效率并减少教师工作量。

二、硬件选型

本设计选择STM32F103C8T6作为主控芯片，STM32F103C8T6具有高性能三十二位RISC内核,七十二兆赫工作频率，内置高效速率存储器，增强型I/O端口，外设与2条总线相连。

传感器选应HX711，它是一款高精度电子秤专用的24位A/D转换器芯片。相较于同类芯片，该芯片融合了稳压电源、片内时钟振荡器等同类芯片所需的周边电路，呈现出高度集成化、快速响应和强大的抗干扰能力。本设计用新型降低了电子秤的整机成本，且整机运行可靠。

红外测温模块选应GY-906里的测温模块MLX90614，作为一种红外测温装置实际用起来也相对便捷，其全部模块都是在出厂前进行校验，并且可以直接输出线性或准线性信号，互换性较好，免去了复杂的修正过程。

心率传感器采用MAX30102。它是整合脉搏血氧仪、心率监测仪等生物传感器之模组。

三、原理流程方案设计

采用STM32单片机作为主控芯片，物体站在机内时经过TOF0200C型测距传感器的感应，并将一信号传送给GY-906型红外温度传感器，实现对温度的初级测量。测量结束后数据传回到STM32,并在液晶屏上显示采集到的数据，从而完成对温度的采集。通过STM32对HX711称重传感器模块数据进行变换，在物体站在称重传感器上时，模块会启动对体重身高的探测，并在第一时间结束初始化状态。初始化过程中赋予系统变量以初始值及定义，A/D变换模块中输出二进制形式数据信息变换成十进制形式数据信息，由此读出测量值。

四、仿真与程序

以Keil为开发环境对单片机进行了开发。

将以三次实验数据来验证真实性与可靠性。第一次为模拟正常普通人群测试，第二次为模拟高温高热人群测试，第三次为模拟手足口病人群测试。

表1

	温度℃	身高cm	重量g	心率(次/分钟)	健康
第一次	35	24	80	84	阴
第二次	37	26	85	134	阳
第三次	36	26	90	144	阳

考虑到智慧幼儿园的特殊性质，我们必须确保上午和下午为孩子定制的健康设备符合智能化的标准和要求。除了具备智能、非接触、自动感应、实时预警、实时显示等多种功能外，健康装备还需要软件系统同步更新

参考文献：

[1]杨春杰;亢红波;王文庆.一种儿童晨检机器人[P].中国: CN201920745221.X,.

[2]宋欣.基于AI大数据的儿童成长信息化系统研究[D]. 武汉大学:年期：2021年第06期, 2021.

[3]刘更亮;张瑞;林继道;黄宇生;巫梓雯.儿童晨检机器兔[P].中国: CN202230430326.3,.

[4]张长江. 儿童晨检机[P].中国: CN202130505062.9,.