【单片机毕业设计】基于 STM32/51 单片机与 AIR780E 的健康监测远程预警系统设计基于 STM32/51 单片机的 LCD1602 显示体征监测报警系统设计（024106）

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原创最新推荐文章于 2026-11-14 12:15:00 发布 231 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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基于 STM32/51 单片机与 AIR780E 的健康监测远程预警系统设计
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基于 STM32/51 单片机 DS18B20 与 MAX30102 体征监测平台设计
基于 STM32/51 单片机的便携式健康监测声光预警终端开发
基于 STM32/51 单片机的人体生理数据采集与远程告警系统
基于 STM32/51 单片机的老年人生命体征监测短信报警装置设计
基于 STM32/51 单片机的多参数健康检测阈值报警系统设计
基于 STM32/51 单片机与 GSM 模块的体征异常远程提醒装置
基于 STM32/51 单片机的体征数据本地显示与异常报警系统实现
基于 STM32/51 单片机的可配置健康监测智能预警设备设计
基于 STM32/51 单片机的生理信号采集声光及短信联动报警系统

项目研究背景

随着物联网技术快速发展，便携式人体健康监测设备在居家养老、家庭健康监护、社区简易健康筛查场景需求持续增长。传统健康监测设备大多仅能够完成体征数据采集显示，缺少自主预警能力，部分监测设备仅支持本地提示，当监护人员不在现场时无法及时获取异常信息；同时市面上多数装置参数阈值固定，用户难以自主调整监测标准，设备适配场景受限。依靠人工持续观察监测数据的方式效率低下，一旦出现心率、血氧、体温异常，极易错失干预时机。物联网传感技术与嵌入式单片机技术的成熟，为轻量化智能健康监测终端研发提供技术基础。本课题依托 STM32 或 51 单片机搭建嵌入式监测终端，集成多类传感器采集人体体征信息，实现本地显示、声光报警与 GSM 短信远程告警，解决传统监测设备预警方式单一、缺乏远程通知、阈值不可自定义等痛点，面向居家健康监护场景提供低成本、易部署的体征监测预警方案，具备实际应用价值。

摘要

本文设计一套基于 STM32 或 51 单片机的人体生命体征监测与远程报警系统。系统采用 MAX30102 采集心率、血氧数据，DS18B20 采集人体温度，通过 LCD1602 液晶实时展示各项体征参数；设置、增加、减小、退出四个按键实现各项监测阈值自定义配置。当检测心率、血氧、体温数值超出预设范围时，设备触发 LED 与蜂鸣器组成的声光报警，并利用 AIR780E 通信模块向绑定手机发送中文异常短信。系统硬件架构简洁，软件逻辑清晰，能够实现体征采集、本地显示、参数配置、声光预警、GSM 远程短信通知一体化功能，可应用于居家简易健康监护场景。测试结果表明装置运行稳定，能够及时识别体征异常并完成本地与远程双重告警，满足便携式健康监测的基础使用需求。

总体方案

主控单元：STM32 单片机或 51 单片机

作为整个系统的控制核心，负责读取各传感器采集数据、驱动显示屏、扫描按键状态、判断数据是否超出阈值、控制声光报警外设，同时调度 AIR780E 模块完成短信发送。选型理由：两款单片机资料丰富、开发门槛低，外设资源充足，成本低廉，非常适合本科生嵌入式项目开发，可根据开发熟悉程度自由选用。
体征采集传感器：MAX30102 模块

用于采集人体心率、血氧饱和度信息，采用光电传感方式，信号采集稳定，模块自带信号预处理电路，降低主控运算压力，实现无创人体体征采集。
温度传感器：DS18B20 防水温度探头

采集人体温度数据，防水探头拓展使用场景，采用单总线通信，接线简单，适配嵌入式单片机系统。
显示单元：LCD1602 液晶显示屏

实时展示当前心率、血氧、体温三项体征数据，字符显示稳定，驱动程序成熟，满足本地数据可视化需求。
人机交互单元：独立按键 4 枚（设置、增加、减小、退出）

供用户进入阈值设置界面，修改心率、血氧、体温各项参数上下限，完成参数保存与界面退出操作。
本地报警单元：LED 指示灯、蜂鸣器

构成声光报警系统，监测数值异常时点亮指示灯、蜂鸣器鸣叫，实现现场提醒。
远程通信单元：AIR780E GSM 电话模块

依靠移动通信网络，在体征数据超出阈值时，向预先绑定的手机号码发送中文告警短信，实现远程通知。
辅助硬件：直流电源模块、杜邦线、PCB 底板

为整套硬件提供稳定供电，完成各模块之间电路连接，搭建完整实物装置。

核心功能

基础功能

心率血氧数据采集功能

功能说明：主控驱动 MAX30102 传感器，持续采集人体心率、血氧饱和度原始信号，经过简单滤波运算得到有效体征数值；使用场景：使用者手指放置于传感器采集区域，设备实时持续采样，为后续判断提供数据源。实现目标：稳定输出有效的心率、血氧数值。
体温采集功能

功能说明：通过 DS18B20 防水探头采集温度数据，传输至单片机完成解析；使用场景：探头接触人体测温区域获取体温。实现目标：实时获取当前人体温度参数。
体征数据本地显示功能

功能说明：单片机将心率、血氧、体温数据推送至 LCD1602 液晶屏幕持续刷新展示；使用场景：使用者可直接在设备上直观读取实时健康参数。实现目标：本地可视化展示全部监测数据。

核心功能

监测阈值自定义配置功能

功能说明：通过 4 枚按键完成交互，按下设置键进入阈值配置界面，利用增加、减小按键调整心率上下限、血氧下限、温度上下限参数，按下退出键保存参数并返回监测界面；使用场景：用户根据监护对象情况自主调整告警标准。实现目标：支持全部监测指标阈值自由修改。
体征异常声光报警功能

功能说明：单片机实时对比采集数据与预设阈值，当心率、血氧、体温任意一项超出设定范围时，自动点亮 LED 指示灯，同时驱动蜂鸣器发出警报；使用场景：设备现场环境下，及时提醒周边人员发现体征异常。实现目标：参数越限时立刻触发本地声光提醒。
GSM 中文短信远程告警功能

功能说明：监测数值超出阈值，在触发声光报警的同时，单片机控制 AIR780E 模块，向预先绑定的手机号发送包含异常类型、当前体征数值的中文短信；使用场景：监护人员不在设备现场时远程接收异常通知。实现目标：异常发生时同步完成远程短信推送。

辅助功能

运行状态持续监测功能

功能说明：设备上电后自动进入持续监测模式，不间断采集、对比体征数据；使用场景：长期不间断健康监护。实现目标：装置上电自动运行，无需人工重复启动。

技术路线

C 语言：单片机嵌入式程序开发语言，实现传感器驱动、数据解析、按键扫描、阈值逻辑判断、显示屏驱动、GSM 模块指令交互，为本课题核心开发语言。
Keil MDK / Keil C51：单片机程序编译、调试开发环境，STM32 单片机使用 Keil MDK，51 单片机使用 Keil C51，完成代码编写、编译、程序烧录与在线调试。
Altium Designer（可选）：硬件电路原理图绘制、PCB 底板设计，用于系统硬件电路搭建。
串口调试助手：硬件联调工具，用于观察传感器原始数据、调试 AIR780E 模块 AT 指令、排查通信故障。
STM32CubeMX（选用 STM32 时）：图形化配置单片机时钟、GPIO 外设，自动生成初始化工程代码，简化底层驱动开发。
驱动开发技术：实现 LCD1602、MAX30102、DS18B20 外设底层驱动，完成传感器数据读取与显示屏控制。
AT 指令通信技术：操控 AIR780E GSM 模块，完成短信编辑、中文短信编码、短信发送等通信功能开发。
嵌入式状态机编程：实现正常监测模式、阈值设置模式的界面切换，管理按键交互逻辑。
实物测试工具：万用表、直流稳压电源，用于硬件电路供电测试、线路故障排查，完成整机功能验证。

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。