【基于STM32的健康驿站隔离区监护系统设计与实现开题报告4500字】

开题报告文献综述题目基于STM32的健康驿站隔离区监护系统设计与实现院别专业年级开题日期学号姓名指导教师选题的目的、意义、研究现状，本选题研究的基本内容、拟解决的主要问题：（一）选题的目的及意义随着新型冠状病毒疫情的爆发，在疫情防控时总会有突发状况。比如，有很多与确诊新冠肺炎患者密切接触的人员和从境外回来的人员必须要进行集中隔离，隔离的地点大多数是在指定的隔离区，这就意味着健康驿站隔离区的疫情管控要方便快捷有序。而且，医护人员应该把隔离人员的体温数据放在首位，是否发热已经成为了现在很多人所关心的问题。为了更方便地监控管理隔离人员，推动医护人员的隔离工作，疫情隔离区的隔离人员的体温监控管理就显得十分重要。在隔离期间，为了让医护人员在疫情隔离区能更好地对隔离人员进行测量体温、查看体温数据，必须要加大对健康驿站隔离区的监管。新冠感染者的一般症状表现为发热、咳嗽和乏力，少数患者在感染新型冠状病毒后没有明显的症状表现。虽然少数新冠肺炎患者不发烧，但是有极大部分患者都有发热咳嗽的症状。因此测量体温是鉴别是否为新冠感染者的最快捷、最有效的方法。监测体温在很大程度上能降低感染风险，并且能节省时间和精力。若检测体温发现有发热人员，就能通过应急预案快速隔离，避免交叉感染。疫情隔离区隔离人员监控管理系统是放在健康驿站隔离区对房间内隔离人员管理的具体要求进行简便化实现。它能够发送广播通知，能够语音播报体温数据，能够显示实时体温，能实现对隔离人员的体温等健康状况的监控，并将监控数据实时传输到手机端。疫情隔离区隔离人员监控管理系统设计的意义主要是方便隔离人员登记后查看自己的体温数据，且简化医护人员监控管理隔离人员的工作复杂度，为医护人员和隔离人员提供更大的便利，提高工作效率，实现对隔离人员的14天温度和身份信息的追溯，达到有据可查，有据可依，增强隔离人员温度的真实性，从而提高医护人员对隔离人员的防疫管控。研究现状国外研究现状相对我国来讲，医疗监控在国外起步早发展较快，在技术水平上也领先于中国，在远程医疗领域不断提升无线通信技术应用率的情况下，国外无线医疗监护网络市场进步十分迅速。按照相关资料，无线医疗监护网络市场之所以日益扩大，原因就在于医院为了更好地服务患者，希望能够提高医务人员工作效率，部分新的技术如RFID的应用，进一步促进了就医现状的改善。在无线医疗监护网络市场设备方面，美国有着持续提高的销售额，在日益扩大的市场规模中，抢占市场的将会有更多突破性的无线医疗监护网络设备。美国学者Wittson于二十世纪五十年代末起，在医疗中引用了双向电系统。与此同时远程放射也在同一时间被Jutra研发出。因此，国外的人开始通过电子技术与通讯来进行各种医学活动。并且当时出现了Telemedicine这个词汇，其实就是现在社会所说的远程医疗，从研发开始至现在，国外的远程医疗大概经历了四个阶段，上个世纪六十年代初一直到上世纪80年代的中期作为第一个阶段，然而信息的高速公路现在正处于萌芽阶段，所以信息传输量非常有限，远程医疗也因此受到了通讯条件的约束。根据Medline涉及的文献数量，关于远程医疗监控的书籍按几何级数递增。其中西欧一些国家和美国对这种医疗系统的推进是最为迅速的，卫星和ISDN综合业务数据网是最主要的联系方式，取得较大进展的领域有军事医学、远程会议、医学图像的远距离传输、远程会诊咨询、远程咨询等。在第三个阶段，远程医疗已经被归入到机器人方面的技术，与此同时，MEMS技术、通信技术以及虚拟现实的进步。它们总体上推动了远程医疗的进步，使它步入一个全新的发展阶段。国内研究现状我国现在对疫情隔离区隔离人员管理系统目前还比较落后，和医院隔离的先进管理技术水平之间还存在着比较大的差距。这些差距主要是体现在隔离区的隔离防护工作，如防护服、口罩、消毒液和体温监测等防护管理方面。要对隔离区内的隔离人员进行安全合理的防护，这就要求隔离区对隔离人员的体温温度进行不定时检测。同时为了保证隔离区的医护人员的安全，还需要隔离人员上传健康码和疫苗接种记录。目前，我国对隔离区隔离人员的管理是采用人工管理的办法，即通过隔离区的工作人员或者医院医护人员每天早晚到隔离区房间一个个敲门测量体温、登记体温数据。当有隔离人员发热时，立即联系医院，进行核查。在登记方面，也是通过纸质档记录，这个方法显然效率低，往返于隔离区各楼层的各个房间，容易出现混乱的数据。疫情爆发以来，国内外的隔离区都在积极配合防控工作，也一直在努力探索和寻找更好的方法来管理隔离区。随着物联网技术的高速发展，智能管理逐渐成为了人们的首选。根据当前市场上现有的传感器，有不少的隔离区已经配备了很多关于红外测温技术的产品，在一定的程度上，这种做法保障了隔离区的防控安全。但是却未能实现实时检测隔离人员的温度，因此，设计一个方便快捷的检测温度的系统就显得非常重要。研究的基本内容本健康驿站隔离区监护系统是基于STM32微控制器来是实现的。该系统有三种工作状态，可以配合手机APP使用。完成对日常隔离区内参数检测显示以及隔离人员和医护人员信息录入的功能，同时还可以将环境参数通过ESP8266WIFI模块发送到手机APP进行显示。系统的工作参数可以通过手机APP和下位机按键进行设定。当工作模式为自动模式时，系统完成病房内环境参数的检测和显示。当系统工作模式切换为手动模式时，可以通过RC522射频识别模块对IC卡进行信息识别，然后将识别到的信息通过OLED液晶屏幕显示出来。当处于监控模式时，系统会通过红外热检测模块检测人体的靠近，通过超声波模块检测人体距离，当人体与终端距离超过阈值之后，会触发系统的报警功能，本次设计通过蜂鸣器和短信息进行报警处理，当符合报警条件，蜂鸣器会鸣叫报警，同时会向指定号码发送短信息完成远程报警功能。具体内容：本设计包括硬件模块的选型与设计、软件模块功能与设计。硬件模块的选型与设计信息采集功能模块设计STM32F103主控模块对按键模块、RFID模块、人体热红外感应模块、超声波测距模块、温湿度模块烟雾浓度检测模块进行数据接收，然后部分数据通过显示模块显示到屏幕上。通信功能模块设计将采集到的环境信息通过ESP8266WiFi模块上传到MQTT服务器，通过MQTT服务器将数据转发到上位机进行数据展示。RFID射频读卡模块采用RFID射频读卡模块来进行信息的记录。用两张射频卡来模拟隔离人员和医护人员，通过两张卡的序列号来进行区分。记录方舱内人员的进出情况及人数的记录。按键模块设计按键模块主要是控制红外测温传感器，当按键按下就代表着传感器开始工作进行检测体温。报警模块设计当检测数据超过设定的阈值以及锁门时如果有人进入，提醒隔离区人员进食，吃药以及检测体温时该系统会使用蜂鸣器和LED灯进行声光报警和发送邮件进行提醒，同时上位机也会有相应提示。（6）送餐消毒模块设计采用电感式接近开关，本系统采用市面比较通用LJ12A3-4-Z/BX来完成食物检测的任务。如果食物靠近振荡器所产生的磁场，并可以达到感应距离时，所检测的物体周围就会产生涡流，导致振荡衰减甚至停振。后级放大电路将振荡器自发产生的振荡和停振的变化进行处理，然后将它转换成开关信号的形式，只有这样才能使控制器件启动，从而实现无接触就能检测到被测物体的目的。软件模块功能与设计选择STM32F103ZET6作为下位机的核心芯片，ESP8266模块作为系统的WIFI模块，建立起TCP协议来进行无线通信，以MQTT服务器作为系统的物联网平台服务器。数据接收与解析通过WIFI发送命令至STM32开发板，并将数据以JSON的格式传输给MQTT服务器，返回给安卓端用户，即安卓端通过访问MQTT服务器的地址和端口来接收数据和下发命令。视频监控功能设计通过WiFi通信技术将ESP8266模块获取到的监控画面显示到APP中。调节控制功能设计用户可以设置环境数据报警的阈值，可以发出控制命令打开空气净化器。用户登录注册功能设计用户可以实现登录注册功能，并将信息存入到数据库中。拟解决基本问题1.总体方案的设计；通过对设计要求的分析，结合参查阅的资料，对健康驿站隔离区监护系统整体的设计思路作出分析2.硬件设计分析，对STM32启动方式进行介绍，结合最小系统、电源电路、实时时钟电路的设计给出方案，并画出电路图3.软件设计分析，软件设计部分主要分为5个小节，前3个小节是对本次设计中的主要协议代码实现进行分析，第四小节是下位机工作流程代码分析，第五小节是手机APP端工作流程代码分析。4.系统的调试，结合所设计方案及功能，最后作出调试二、选题研究步骤、研究方法及措施：（一）选题研究步骤1.准备阶段：（1）收集资料：收集STM32F103技术、GSM通讯技术、ESP8266WIFI技术，远程健康监控系统的需求分析等相关文献。（2）整理分析资料。（3）撰写开题报告。2.研究阶段：基于STM32的健康驿站隔离区监护系统，完成论文初稿。3.实施阶段：将该系统应用于具体场景中。4.修改完善论文，完成终稿。（二）课题研究方法文献研究法：通过收集与课题相关的文献资料，对单片机工作原理进行熟悉，然后建立起健康驿站隔离区监护系统的框架，基于此，完成硬件设备选型，最后完成设计。归纳总结法：把经过调查研究得到的数据和资料经过分析得出结论。实验法：通过对关键问题的整理，提出理论及猜想，然后在实验室进行实验论证请教指导老师：对于不懂的问题，在查找资料之后还不能解决，通过向指导老师请教，寻找解决的办法。三、选题研究工作进度：起讫日期主要工作内容2022.07.01-2022.09.30选题、调研、收集资料2022.10.01-2022.12.11论证、开题、撰写开题报告2022.12.12-2023.02.28实践研究、资料搜集过程2023.03.01-2023.04.30论文写作2023.05.01-2022.06.01论文答辩四、主要参考文献：[1]马东伟等.高精度红外人体测温系统研制[J].中国计量,2021(11):75-80.[2]匡可涵.红外测温系统设计[J].自动化应用，2021(05):22-24.[3]王升升.基于创新能力提升的非接触红外测温仪的设计[J].南方农机,2021,52(18):167-169.[4]何余东.智能百变Arduino课程[M].清华大学出版社.2016[5]杨雨鑫,尤国强.基于WiFi控制的智能云家居系统[J].电脑知识与技术.2021(23)[6]唐俊涛,刘谦.基于ESP8266WiFi模组的智能开关[J].数字技术与应用,2022,40(02):186-188.[7]刘天成,田学军.基于ESP8266与STM32的智能晾衣杆系统设计[J].山西电子技术,2021(06):6-10.[8]胡慧等.一种可用于新冠肺炎防控的红外测温枪[J].湖南工程学院学报(自然科学版),2021,31(01):18-21.[9]刘敏,杨力.基于单片机的非接触红外测温仪[J].电子测试,2021(15):29-30+37.[10]汪洋.基于语音交互的智能家居系统设计与实现[D].西安电子科技大学,2021.[11]张正明,王丽娟.双定时器的蜂鸣器应用设计[J].中国新通信,2019,21(16):85-86.[12]田羿等.基于ESP8266和Zigbee的宿舍火情监测预警系统[J].科技与创新,2022(04):60-62+66.[13]闫晓兵,张大磊,李敬.基于STM32的瓦斯突出检测仪硬件电路设计[J].数字技术与应用,2022,40(02):131-133.[14]张文等.红外测温过程中测试距离对测温精度的影响分析[J].动化与仪器仪表,2018(07):45-47.[15]杨欣.人体红外测温系统设计[D].宁夏大学,2021.[16]RongLiuandsoon.Discussiononinfraredaccuratetemperature-measuringtechnologyofcompositeinsulatorsforoverheadlines[J].TheJournalofEngineer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