#第九届立创电赛#无接触呼吸心跳检测装置 - 立创电子设计大赛

主页 >

wnan

赛事

第九届立创电子设计开源大赛

版本协议

BSD License

视频

描述

<div> <h3 style="line-height:1.8"> 1、项目功能介绍</h3> <hr> 本项目致力于开发一款基于毫米波雷达的无接触智慧医疗监测系统，旨在提供精准、高效、用户友好的医疗解决方案。该监测装置采用了毫米波雷达的技术，具有高精度、高分辨率和远距离探测的特点，能够实时感知房间内人体的位置、动作和呼吸等信息。系统采用先进的 R60ABD1 毫米波雷达模块，能敏感捕捉人体微小运动变化，实现对患者呼 吸和心跳的精确无接触监测。这种无接触式监测提升了患者舒适度，减少传统监测设备佩戴引起的心理压力和交叉感染风险。系统核心部件为 STM32 和ESP32 主控单元，负责处理雷达模块收集的数据，确保监测结果的准确性和实时性。通过内置 WiFi 功能，系统利用 MQTT 协议将关键生理指标数据实时上传至阿里云平台。借助阿里云的数据处理能力，系统对收集的数据进行分析和可视化处理，提供直观、易于理解的健康信息展示界面。系统的医疗物联网技术保证了高精度监测服务，实现了远程医疗服务功能，使医疗团队可实时获取患者健康数据，及时进行诊断和监护。 <h3 style="line-height:1.8">2、项目属性</h3> <hr> 原创项目，曾获多项省国级奖项 <h3 style="line-height:1.8">3、开源协议</h3> <hr> BCD License <a title="BCD License" href="https://opensource.org/licenses/BSD-2-Clause" target="_blank">https://opensource.org/licenses/BSD-2-Clause</a> <h3 style="line-height:1.8">4、硬件部分</h3> <hr> 本项目设计的基于阿里云平台的无接触式生命体征监测系统，由以下几个部分组成：人体体征提取单元、数据补偿单元、主控单元、通信单元、电源单元、 显示单元、交互单元、阿里云物联网平台以及上位机部分。 人体体征测量单元通过解算雷达毫米波模块 R60ABD1 测得的人体体征数据，例如呼吸速率、心跳速率等通过串口传回主控设备端，无需直接接触皮肤即可检测心跳和呼吸频率。 数据补偿单元将温湿度传感器测得的数据传回主控单元，用于对测得的人体体征信号进行数据补偿，减小环境误差。 主控单元为 ESP-WROOM-32 微处理器，对接收到的雷达传感器数据进行实时处理和分析，并负责系统的主要控制逻辑。 通信单元，系统通过内置于 ESP-WROOM-32 的 WiFi 功能实现网络通信，使用MQTT 协议与阿里云物联网平台连接，以便于数据的远程传输和存储。 电源单元，使用高效稳压电路，保障系统的电源供应稳定可靠，适合长时间连续运行。 显示单元，集成串口屏，用于显示监测数据和系统状态，方便用户直观了解设备运行情况。 交互单元，设计有简洁的用户界面，包括必要的按键，以便用户进行基本操作和配置。 <h3 style="line-height:1.8">5、软件部分</h3> <hr> 数据采集与处理部分：实时采集和处理来自传感器的数据，并通过温湿度进行数据补偿与卡尔曼滤波算法进行信号滤波和噪声消除。 上传至云平台：首先，实现消息的发布和订阅，实现 MQTT 协议进行数据传输，并使用 AES 加密标准保护数据安全。 用户交互部分：通过控制显示和按键输入模块提供用户界面，允许基本配置和状态查看。 多参数智能报警系统：综合使用多种技术以提升患者监测精度和预警能力。系统设定关键生命体征阈值并实时监控，异常时自动触发报警。通过机器学习分析个体差异，并应用时间序列预测模型预测未来趋势，提前发出健康风险预警。同时，综合多参数数据使用决策树进行健康状况评估，确保全面及时的健康监控。 数据处理与分析：实现数据的实时处理与历史分析，采用机器学习和人工智能算法进行模式识别和预测。 数据可视化：通过丰富的可视化工具，包括图表、趋势线和热图，帮助用户直观理解数据。 上位机软件包括专为本系统开发的移动设备应用和 PC 客户端软件。软件能够实时显示体征数据，支持用户进行远程监控和系统配置。 <h3 style="line-height:1.8">6、BOM清单</h3> <hr> <table style="border-collapse:collapse;width:540.02pt" width="1080"> <tr style="height:14.00pt"> <td style="height:14.00pt;width:54.00pt" width="108" height="28">ID</td> <td style="width:54.00pt" width="108">Name</td> <td style="width:54.00pt" width="108">Designator</td> <td style="width:54.00pt" width="108">Footprint</td> <td style="width:54.00pt" width="108">Quantity</td> <td style="width:54.00pt" width="108">Manufacturer Part</td> <td style="width:54.00pt" width="108">Manufacturer</td> <td style="width:54.00pt" width="108">Supplier</td> <td style="width:54.00pt" width="108">Supplier Part</td> <td style="width:54.00pt" width="108">Price</td> </tr> <tr style="height:14.00pt"> <td style="height:14.00pt" align="right" height="28">1</td> <td>SS-12D10L3</td> <td>SW1</td> <td>SW-TH_SS-12D10L3</td> <td align="right">1</td> <td>SS-12D10L3</td> <td>XKB Enterprise</td> <td>LCSC</td> <td>C319013</td> <td align="right">1.7149</td> </tr> <tr style="height:14.00pt"> <td style="height:14.00pt" align="right" height="28">2</td> <td>1kΩ</td> <td>R2</td> <td>R0805</td> <td align="right">1</td> <td>RS-05K102JT</td> <td>FH</td> <td>LCSC</td> <td>C115302</td> <td align="right">0.0092</td> </tr> <tr style="height:14.00pt"> <td style="height:14.00pt" align="right" height="28">3</td> <td>FC-2012HRK-620D</td> <td>LED2</td> <td>LED0805-RD_RED</td> <td align="right">1</td> <td>FC-2012HRK-620D</td> <td>NATIONSTAR</td> <td>LCSC</td> <td>C84256</td> <td align="right">0.0749</td> </tr> <tr style="height:14.00pt"> <td style="height:14.00pt" align="right" height="28">4</td> <td>M3</td> <td>H14,H13,H12,H11</td> <td>M3</td> <td align="right">4</td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> </tr> <tr style="height:14.00pt"> <td style="height:14.00pt" align="right" height="28">5</td> <td>2.54mm 1x22P</td> <td>H5,H2,H1</td> <td>SIP-22P-2.54MM</td> <td align="right">3</td> <td>2.54mm 22PIN</td> <td>ReliaPro</td> <td>LCSC</td> <td>undefined</td> <td> </td> </tr> <tr style="height:14.00pt"> <td style="height:14.00pt" align="right" height="28">6</td> <td>DC_IN_5V</td> <td>5V</td> <td>CONN-TH_P5.00_KF301-5.0-2P</td> <td align="right">1</td> <td>KF301-5.0-2P</td> <td>Cixi Kefa Elec</td> <td>LCSC</td> <td>C474881</td> <td align="right">0.5052</td> </tr> <tr style="height:14.00pt"> <td style="height:14.00pt" align="right" height="28">7</td> <td>XH2.54-4P- 直插</td> <td>U1</td> <td>CONN-TH_4P-P2.50-XH2.54-4P</td> <td align="right">1</td> <td>XH2.54-4P- 直插</td> <td>null</td> <td>LCSC</td> <td>C9900000103</td> <td> </td> </tr> <tr style="height:14.00pt"> <td style="height:14.00pt" align="right" height="28">8</td> <td>SHT20</td> <td>U7</td> <td>DFN-6_L3.0-W3.0-P0.95-TR-EP</td> <td align="right">1</td> <td>SHT20</td> <td>Sensirion(瑞士盛思锐)</td> <td>LCSC</td> <td>C53865</td> <td align="right">33.55</td> </tr> <tr style="height:14.00pt"> <td style="height:14.00pt" align="right" height="28">9</td> <td>0.96 OLED IIC</td> <td>OLED1</td> <td>OLED-TH_OLED0.96-IIC</td> <td align="right">1</td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> </tr> <tr style="height:14.00pt"> <td style="height:14.00pt" align="right" height="28">10</td> <td>TPLS-007JLFS</td> <td>RST1,SW2</td> <td>KEY-SMD_L8.4-W8.4-P8.10-LS8.4-L</td> <td align="right">2</td> <td>TPLS-007JLFS</td> <td>ROCPU Switches(台普)</td> <td>LCSC</td> <td>C2759978</td> <td align="right">3.15</td> </tr> <tr style="height:14.00pt"> <td style="height:14.00pt" align="right" height="28">11</td> <td>4.7kΩ</td> <td>R23,R22</td> <td>R0402</td> <td align="right">2</td> <td>RMC04024K7FN</td> <td>Tyohm(幸亚电阻)</td> <td>LCSC</td> <td>C270129</td> <td align="right">0.0126</td> </tr> <tr style="height:14.00pt"> <td style="height:14.00pt" align="right" height="28">12</td> <td>1kΩ</td> <td>R21</td> <td>R0402</td> <td align="right">1</td> <td>PTFR0402B1K00P9</td> <td>RESI(开步睿思）</td> <td>LCSC</td> <td>C478866</td> <td align="right">0.5838</td> </tr> <tr style="height:14.00pt"> <td style="height:14.00pt" align="right" height="28">13</td> <td>10K</td> <td>R10,R8,R5</td> <td>R0603</td> <td align="right">3</td> <td>0603WAF1002T5E</td> <td>UniOhm</td> <td>LCSC</td> <td>C25804</td> <td align="right">0.0056</td> </tr> <tr style="height:14.00pt"> <td style="height:14.00pt" align="right" height="28">14</td> <td>2kΩ</td> <td>R7</td> <td>R0805</td> <td align="right">1</td> <td>AECR0805F2K00K9</td> <td>RESI(开步睿思）</td> <td>LCSC</td> <td>C328391</td> <td align="right">0.0673</td> </tr> <tr style="height:14.00pt"> <td style="height:14.00pt" align="right" height="28">15</td> <td>400Ω</td> <td>R6</td> <td>R0805</td> <td align="right">1</td> <td>TR0805B400RP0525Z</td> <td>EVER OHMS(天二科技)</td> <td>LCSC</td> <td>C153298</td> <td align="right">0.1788</td> </tr> <tr style="height:14.00pt"> <td style="height:14.00pt" align="right" height="28">16</td> <td>1kΩ</td> <td>R4,R3</td> <td>R0805</td> <td align="right">2</td> <td>CR0805F81001G</td> <td>LIZ(丽智电子)</td> <td>LCSC</td> <td>C101404</td> <td align="right">0.0142</td> </tr> <tr style="height:14.00pt"> <td style="height:14.00pt" align="right" height="28">17</td> <td>300Ω</td> <td>R1</td> <td>R0805</td> <td align="right">1</td> <td>PTFR0805B300RN9</td> <td>RESI(开步睿思）</td> <td>LCSC</td> <td>C351581</td> <td align="right">1.0355</td> </tr> <tr style="height:14.00pt"> <td style="height:14.00pt" align="right" height="28">18</td> <td>S9013_C2931722</td> <td>Q1</td> <td>SOT-23-3_L2.9-W1.3-P1.90-LS2.4-BR</td> <td align="right">1</td> <td>S9013</td> <td>Doeshare(德芯)</td> <td>LCSC</td> <td>C2931722</td> <td align="right">0.0694</td> </tr> <tr style="height:14.00pt"> <td style="height:14.00pt" align="right" height="28">19</td> <td>17-215/BHC-AP1Q2/3T</td> <td>LED6</td> <td>LED0805-R-RD_BLUE</td> <td align="right">1</td> <td>17-215/BHC-AP1Q2/3T</td> <td>EVERLIGHT(亿光)</td> <td>LCSC</td> <td>C131208</td> <td align="right">0.2878</td> </tr> <tr style="height:14.00pt"> <td style="height:14.00pt" align="right" height="28">20</td> <td>FC-1608HRK-620H</td> <td>LED5</td> <td>LED0603-RD</td> <td align="right">1</td> <td>NCD0603R2</td> <td>国星光电</td> <td>LCSC</td> <td>C90692</td> <td align="right">0.1104</td> </tr> <tr style="height:14.00pt"> <td style="height:14.00pt" align="right" height="28">21</td> <td>RF-OGB170TS-CB-E0</td> <td>LED4</td> <td>LED0805-RD_RED</td> <td align="right">1</td> <td>RF-OGB170TS-CB-E0</td> <td>Refond(瑞丰)</td> <td>LCSC</td> <td>C2908307</td> <td align="right">0.1309</td> </tr> <tr style="height:14.00pt"> <td style="height:14.00pt" align="right" height="28">22</td> <td>17-215/S2C-AN2Q1B/3T</td> <td>LED3</td> <td>LED0805-R-RD_ORANGE</td> <td align="right">1</td> <td>17-215/S2C-AN2Q1B/3T</td> <td>EVERLIGHT(亿光)</td> <td>LCSC</td> <td>C94691</td> <td align="right">0.3633</td> </tr> <tr style="height:14.00pt"> <td style="height:14.00pt" align="right" height="28">23</td> <td>17-21UGC/TR8</td> <td>LED1</td> <td>LED0805-R-RD_GREEN</td> <td align="right">1</td> <td>17-21UGC/TR8</td> <td>EVERLIGHT(亿光)</td> <td>LCSC</td> <td>C264418</td> <td align="right">0.2833</td> </tr> <tr style="height:14.00pt"> <td style="height:14.00pt" align="right" height="28">24</td> <td>1uF</td> <td>C20</td> <td>C0402</td> <td align="right">1</td> <td>C0402X5R105M6R3NT</td> <td>SANYEAR(叁叶源)</td> <td>LCSC</td> <td>C475247</td> <td align="right">0.0136</td> </tr> <tr style="height:14.00pt"> <td style="height:14.00pt" align="right" height="28">25</td> <td>100nF</td> <td>C19</td> <td>C0402</td> <td align="right">1</td> <td>CC0402JRX7R8BB104</td> <td>YAGEO(国巨)</td> <td>LCSC</td> <td>C541465</td> <td align="right">0.016</td> </tr> <tr style="height:14.00pt"> <td style="height:14.00pt" align="right" height="28">26</td> <td>100nF</td> <td>C8,C1</td> <td>C0603</td> <td align="right">2</td> <td>CC0603KRX7R9BB104</td> <td>YAGEO</td> <td>LCSC</td> <td>C14663</td> <td align="right">0.014</td> </tr> <tr style="height:14.00pt"> <td style="height:14.00pt" align="right" height="28">27</td> <td>CC0805JRX7R7BB104</td> <td>C2</td> <td>C0805</td> <td align="right">1</td> <td>CC0805JRX7R7BB104</td> <td>YAGEO(国巨)</td> <td>LCSC</td> <td>C520082</td> <td align="right">0.055</td> </tr> <tr style="height:14.00pt"> <td style="height:14.00pt" align="right" height="28">28</td> <td>HNB09A03</td> <td>BUZZER1</td> <td>BUZ-TH_BD9.0-P5.00-D0.6-FD</td> <td align="right">1</td> <td>HNB09A03</td> <td>华能</td> <td>LCSC</td> <td>C96102</td> <td align="right">1.3137</td> </tr> </table> <h3 style="line-height:1.8">7、大赛LOGO验证</h3> <hr> <img src="//image.lceda.cn/pullimage/LrG6ycrH79NwQNukgzkV3leEI7ip67iNclfwO0xr.jpeg" alt="" width="568" height="486"><img src="//image.lceda.cn/pullimage/3PefLlpnKjhFheUejeh3Iam7SDdcYCWkdBe4zMsu.jpeg" alt="" width="571" height="842"><img src="//image.lceda.cn/pullimage/f8VnaC3nD4YvT8IEC2NHomWza4trXnT3DeYN2oek.jpeg" alt="" width="571" height="489"><img src="//image.lceda.cn/pullimage/MtSpC35VEwoJkacyharJrW99BglAmCkhhZrc0NAX.jpeg" alt="" width="573" height="491"> <h3 style="line-height:1.8">8、演示您的项目并录制成视频上传</h3> <hr> 已上传 <a href="/posts/de460543d4cf4dacb5f0326612455578" target="_blank">前往查看更多详情＞</a> </div>