【单片机毕业设计】基于传感器的人体体温与运动状态监测系统基于 STM32F103 的多参数健康监测设备设计（013301）

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原创最新推荐文章于 2026-11-14 12:15:00 发布 10 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

21 硬件工程师笔面试高频考点真题解析——单片机 本文系统介绍了单片机的核心概念与应用知识，包括：单片机定义与选型要点（性能、存储、外设等）；核心参数（主频、I/O、通信接口等）；最小系统组成（电源、复位、晶振、BOOT）；常见外设（GPIO、ADC、定时器等）；GPIO工作模式（输入/输出）；死机原因分析（硬件干扰、软件错误等）；上电故障排查流程（电源、时钟、程序等）；与DSP、FPGA的对比（控制vs运算vs可编程）；常用通信总线特点（UART、I2C、SPI、CAN）；看门狗功能（超时复位防死机）。内容涵盖单片机硬件设计关键要点，适合嵌入式开发者参考阅读详情

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20 个相关毕业设计备选题目

基于 STM32 的老人健康运动监测装置设计
基于 STM32 的人体体征与跌倒报警设备开发
基于单片机的运动步数与体温预警系统设计
基于 STM32 的穿戴式健康监测终端设计与实现
基于 MPU6050 的运动数据采集与跌倒报警装置
基于 STM32 的声光报警健康手环硬件系统开发
基于传感器的人体体温与运动状态监测系统
基于 STM32F103 的多参数健康监测设备设计
基于 DS18B20 的体温异常与跌倒双重报警装置

10. 基于单片机的运动里程统计与健康预警系统

11. 基于 STM32 的便携式老年人体征监测设备开发

12. 基于三轴传感器的步数统计与跌倒检测系统

13. 基于嵌入式的运动信息采集与声光报警终端

14. 基于 STM32 的多传感健康监测硬件方案设计

15. 基于 OLED 显示的运动与体温监测报警装置

16. 基于单片机阈值可调的健康预警设备设计

17. 基于嵌入式技术的独居老人安全监测装置开发

18. 基于多传感器融合的运动与跌倒监测系统

19. 基于 STM32 的可穿戴运动健康监测设备实现

20. 基于单片机的人体生理与运动状态报警系统

项目研究背景

随着人口老龄化程度不断加深，独居老年人的日常健康与安全监护需求持续增长，穿戴式健康监测设备逐步成为智慧养老领域的重要研究方向。当前市面上简易监测设备大多功能单一，仅能完成体温检测或者计步统计，难以同时实现运动数据采集与突发危险报警。传统硬件监测设备普遍存在数据维度少、缺乏跌倒识别机制、预警方式单一、参数阈值无法灵活调整等问题，设备智能化程度不足，无法兼顾日常运动监测与紧急安全防护。同时多数入门级监测产品操作逻辑复杂，老年群体使用门槛较高，硬件数据处理效率较低，难以稳定采集步数、运动时长、行进里程等多维运动信息。伴随嵌入式单片机与传感技术快速普及，低成本多传感器融合方案日趋成熟，利用 STM32 单片机搭建小型监测终端，整合温度传感器与三轴加速度传感器，实现多类数据实时采集与声光预警，能够低成本解决老年人群日常健康监护与跌倒应急防护需求。因此，开发一款集成体温检测、运动统计、阈值可调与跌倒声光报警的嵌入式监测装置，具备明确的现实应用价值与落地场景。

摘要

本课题以独居老人日常健康安全监护为应用场景，设计并实现一套基于 STM32F103 单片机的多参数监测报警装置。系统以 STM32F103RCT6 为主控芯片，利用 DS18B20 采集人体温度，通过 MPU6050 三轴传感器完成步数、运动时长与行进里程的统计，并由 OLED 屏幕实时展示各项监测数据。设备设置自动模式与阈值模式，支持按键修改体温报警阈值，当体温超出阈值或者传感器识别到人体跌倒时，自动触发声光报警。系统同时支持步数一键清零操作，保证运动数据统计可以重新记录。本设计采用模块化硬件架构，代码逻辑简洁稳定，硬件成本低廉，能够同时完成日常运动监测与突发危险预警，适用于家庭养老场景下的便携式健康监护设备，完成了硬件电路搭建、传感器数据采集、按键逻辑控制与声光预警功能开发，整体方案符合嵌入式设备低成本、易操作的设计目标。

总体方案

主控硬件：STM32F103RCT6 单片机

作用：作为整个设备的核心控制器，完成所有传感器数据读取、逻辑运算、屏幕刷新、按键识别与报警输出。选型理由：该型号单片机资源充足、外设丰富，技术资料完善，是本科嵌入式开发的主流型号，性价比高，能够稳定处理多路传感器数据。使用场景：统筹所有外设的数据交互与程序逻辑，承担全部数据处理任务。
温度采集硬件：DS18B20 数字温度传感器

作用：实时采集人体体表温度数据，将模拟温度转化为数字信号传给主控单片机。选型理由：单总线通信，接线简单，无需额外 AD 转换，开发难度低，测温精度满足本课题体温监测需求。使用场景：持续采集体温数值，为后续温度阈值报警提供原始数据。
运动采集硬件：MPU-6050 六轴加速度陀螺仪传感器

作用：采集三轴加速度数据，通过算法计算步数、运动持续时间、行进里程，同时识别人体倾倒姿态，判定跌倒事件。选型理由：模块成熟稳定，自带运动数据输出接口，配套开源计步算法较多，本科生可以快速完成数据解析。使用场景：完成运动信息统计与跌倒动作识别。
显示硬件：0.96 寸 OLED 液晶显示屏

作用：实时刷新显示体温、步数、运动时间、里程四项数据。选型理由：功耗低、屏幕刷新速度快，I2C 通信占用引脚少，适配小型嵌入式终端。使用场景：可视化展示所有监测数据，方便用户直观查看。
输入硬件：独立轻触按键 4 个

作用：模式切换、阈值增减、步数清零。选型理由：独立按键结构简单，程序扫描逻辑容易编写，抗干扰能力强。使用场景：完成人机交互，实现模式切换与参数调整。
报警硬件：有源蜂鸣器 + 红色 LED 指示灯

作用：触发声光双重报警。选型理由：驱动电路简单，IO 口即可直接控制，满足低成本预警设计需求。使用场景：体温超标或者检测到跌倒时同步触发灯光与蜂鸣警报。
上位运行环境：台式计算机

作用：完成程序编写、编译、下载与调试，使用 ST-Link 仿真器将固件烧录到单片机。

核心功能

一、基础硬件数据处理功能

主控芯片数据处理功能：以 STM32F103RCT6 为核心，不间断读取两路传感器数据，完成数值运算、姿态判定，保障所有监测数据实时更新，为显示与报警提供数据支撑，保证整个设备稳定运行。
OLED 实时显示功能：屏幕持续轮播当前体温、累计步数、本次运动时长、行进总里程四项内容，数据随传感器采集结果实时刷新，保证数值可视化，满足用户查看需求。

二、数据采集功能（核心采集模块）

体温采集功能：DS18B20 持续采集体表温度，单片机读取温度数值并转换为摄氏度格式，实时上传至显示界面，为阈值预警提供数据来源。
运动数据采集功能：MPU-6050 持续采集加速度信号，通过阈值算法统计行走步数，自动累计运动持续时间，并结合步长换算出行进里程；同时通过姿态角判定人体是否发生跌倒，输出跌倒信号。

三、人机交互功能

模式切换功能：按下按键 1，设备在自动工作模式与阈值设置模式之间来回切换，界面同步切换显示内容，区分运行界面与参数修改界面。
阈值调整功能：进入阈值模式后，按下按键 2 提升体温报警阈值，按下按键 3 降低阈值，数值实时在屏幕上更新，实现参数灵活自定义。
步数清零功能：在自动监测界面下，按下按键 4，系统清空当前累计步数、运动时长与里程数据，重新开始新一轮运动统计。

四、安全预警报警功能（核心预警模块）

体温异常声光报警：自动模式下，当采集到的体温数值高于用户预先设定的阈值时，立即点亮 LED 红灯，同时蜂鸣器持续鸣叫，触发高温预警。
跌倒声光报警：自动模式运行时，MPU-6050 识别到人体姿态满足跌倒判定条件，立刻同步开启灯光与蜂鸣警报，及时提示突发安全事件。

技术路线

编程语言：C 语言

选型理由：STM32 单片机开发的标准编程语言，执行效率高，硬件控制灵活，嵌入式本科教学主流语言。

用途：编写传感器读取、按键扫描、计步算法、屏幕显示、报警控制的全部程序代码。
开发环境：Keil MDK5

选型理由：ARM 内核单片机的主流编译开发软件，支持固件编译、调试与程序下载，配套 ST 单片机的开发包完善。

用途：完成代码编写、语法编译、在线调试，将程序烧录进 STM32 主控芯片。
硬件调试工具：ST-Link V2 仿真器

选型理由：接线简单，支持在线调试与固件下载，性价比高，适合本科硬件开发调试。

用途：连接电脑与开发板，实现程序烧写与实时在线调试。
辅助绘图软件：Visio

选型理由：本科毕业设计电路图、系统架构图绘制常用工具，操作简单，图纸规范。

用途：绘制硬件电路原理图、系统整体架构框图。
硬件电路设计：Altium Designer

选型理由：主流 PCB 电路设计软件，课程与毕设普遍使用。

用途：绘制硬件原理图与 PCB 印刷电路板。
测试工具：串口调试助手

选型理由：简易串口数据监测工具，无需复杂配置。

用途：打印传感器原始数据，调试温度、加速度数据读取是否正常，验证计步与跌倒算法逻辑。
运行环境：Windows10 操作系统

选型理由：完美兼容 Keil、AD 等全部开发软件，稳定支撑嵌入式开发全流程。

用途：承载全部程序开发、电路设计与调试工作。

项目演示

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关于我们

博主本身从事开发软件开发、有丰富的编程能力和水平、累积给上千名同学进行辅导、有自己的独立工作室，目前只专注做自己专业领域的事。团队人员有多年架构师设计经验、多人有参加校企合作经验，被多个学校常年聘为校外企业导师，指导学生毕业设计并参与学生毕业答辩指导，有较为丰富的相关经验。期待与各位高校教师、企业讲师以及同行交流合作。