手机蓝牙app监控的坐姿监测系统设计
摘 要本课题主要以基于手机蓝牙APP监控的坐姿监测系统设计作为了研究课题，设计了一款采用STC89C51单片机来作为内部核心控制器的智能系统，本课题为这款单片机控制系统实现了对佩戴者的坐姿进行实时监测并且能够在眼睛与课本之间的距离过近时立即发出报警信号，与此同时本课题还嵌入了一个佩戴者体温监测功能，为用户实时掌握体温提供帮助，另外系统还能够通过蓝牙传感器将测量数据发送到监护者手机上进行查看，由于采用的主控微处理器芯片内部资源较为丰富并且CPU的主频频率比较高，使得运算速度非常快，所以这款智能坐姿监测控制系统的整体性能经过多角度测试后表现的非常稳定和灵活，能够按照使用者的操控进行快速响应，达到了预期所有的功能设计指标。本课题对这款智能坐姿监测控制系统的设计内容分为了软件系统和硬件系统两个部分，通过长时间的测试结果可以发现这款系统非常适合推向市面，能在一定程度上降低相关产品的研发成本。
目录
一、 引言 1
（一） 智能坐姿监测系统的发展背景 1
（二） 智能坐姿监测系统的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 智能坐姿监测系统的方案设计 3
（二） STC89C51单片机简介 3
（三） LCD1602显示器简介 4
（四） DS18B20温测器件简介 4
（五） HCSR04传感器简介 5
（六） 蓝牙模块简介 5
三、 系统硬件设计 7
（一） 最小系统电路设计 7
（二） 佩戴者体温检测电路设计 7
（三） 蜂鸣器报警电路设计 8
（四） 眼睛与课本距离测量电路设计 8
（五） 检测系统的液晶显示电路设计 9
（六） HC05蓝牙通信电路设计 9
四、 系统软件设计 11
（一） 智能坐姿监测系统的主程序流程设计 11
（二） 佩戴者体温检测子程序设计 12
（三） 报警子程序流程设计 13
（四） 眼睛与课本距离测量子程序流程设计 14
（五） 检测系统的液晶显示子程序 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
流程设计 15
（六） 蓝牙无线通信子程序流程设计 15
五、 实物制作与安装 17
总结 19
参考文献 20
致 谢 21
附录一 原理图 22
附录二 PCB图 23
附录三 元件列表 24
附录四 程序 25
引言
智能坐姿监测系统的发展背景
本课题将要设计的这款智能坐姿监测控制系统是在大学期间所学的专业知识基础上，结合了这种控制系统目前研究现状，而设计的一款较为新型的单片机控制系统，本课题不但对这类相关系统的发展过程和研究现状进行了详细的调研，更将这种系统所存在的普遍优点和缺点进行了归纳总结。目前市面上大多数智能坐姿监测控制系统都是以单片机等高性能微处理器作为主控核心并将外部的输入信号通过高精度传感器模块采集进来，随后通过高性能运算模块进行高速的运算处理，实现控制结果的输出，大多数相关系统都是以单片机或者PLC以及LCD1602显示器、DS18B20型温度传感器、有源蜂鸣器、HCSR04测距模块和蓝牙模块，本课题将以STC89C51单片机来作为主控。对智能坐姿监测控制系统从最开始的简易型到如今的智能型的整个发展历程进行整理后可以看出，智能坐姿监测控制系统内部需要结合多种科学技术和学科，首先对于其内部的主控核心来说，目前中高端的智能坐姿监测控制系统要想实现更为智能的功能，必须在电路内部植入32位的以ARM等内核作为CPU的微处理器芯片，只有这类内核才能够完成高速的数据处理，与此同时具有高速数字处理能力的DSP内核也必须实现嵌入；而要实现这类高性能芯片的嵌入化效果，就得使得芯片的体积非常小，不会明显增大系统整体的外形体积，所以这就要借助电路集成技术的发展；而要实现对系统外部多种类型的信号进行准确采集，就必须通过高性能的传感器模块来实现，通过这些高速高精度的传感器组将环境中的信号采集转换后送入微处理器芯片进行处理，这就要借助传感器研发技术，所以绝对有理由这么说，智能坐姿监测控制系统的发展与多门科学技术的发展是同步的，更为准确的说，这些学科的发展带动了智能坐姿监测控制系统的发展。查阅了近几年市面上多数智能坐姿监测控制系统产品的资料，将每种产品的优点和缺点都进行归纳总结，可以发现这类系统的优点主要表现为内部采用了单片机等微处理器芯片作为了主控，产品研发人员可以将各项功能通过C语言等程序语言代码进行转换，在要进行优化设计时只需要通过程序编译器将程序代码进行改动，随后进行烧录即可完成系统的更新优化，因此相比于传统类型的模拟电路来说，产品的更新换代更具有优势。
智能坐姿监测系统的国内外发展现状
目前国内外的许多企业推出的智能坐姿监测系统产品都能够实现工作性能出色、输出结果精度较高的智能坐姿监测控制系统，能够稳定的实现对参数的高清晰显示、高精度的体温监测、蜂鸣式报警、快速检测距离和蓝牙无线收发数据，本课题对该系统在国内外的发展现状方面进行了广泛的资料查阅和调研，发现智能坐姿监测控制系统目前在国内已经不需要依赖进口，无论是内部核心技术的研发还是产品的组装，国内都已经形成了一条成熟的产业链，尤其是对于新型智能坐姿监测控制系统的研发方面，国内外的研发者们通过对国际上优秀的设计案例进行学习和归纳，已经完全可以设计出自己的智能坐姿监测控制系统。
本文主要研究内容
本文以“基于手机蓝牙APP监控的坐姿监测系统设计”作为研究课题，设计了一款能够实现对系统参数的显示、高精度的体温监测、产生报警、距离的快速检测和数据无线收发的智能型STC89C51单片机控制系统，所有的预期功能指标都得到了实现，实现了对佩戴者的坐姿进行实时监测并且能够在眼睛与课本之间的距离过近时立即发出报警信号，与此同时本课题还嵌入了一个佩戴者体温监测功能，为用户实时掌握体温提供帮助，另外系统还能够通过蓝牙传感器将测量数据发送到监护者手机上进行查看，下列为本课题将要实现的各项功能指标。
1、能够将智能坐姿监测控制系统的检测到的眼睛与课本之间的距离等参数数据通过高清晰度液晶显示效果展示出来；
2、能够在STC89C51单片机的驱动控制下实现对佩戴者体温的高精度检测；
3、能够在STC89C51单片机的高低电平控制下实现蜂鸣器的报警声音输出，实现当眼睛与课本之间的距离过近时输出报警信号；
4、能够通过对超声波传输时间的间接测量，实现对眼睛与课本之间的距离的检测；
5、能够实现主从一体式蓝牙模块的底层驱动电路的搭建，通过STC89C51单片机对HC05蓝牙模块的控制，实现蓝牙无线数据的收发，从而将测量到眼睛与课本之间的距离以及佩戴者体温数据发送到监护者手机上进行显示。
目录
一、 引言 1
（一） 智能坐姿监测系统的发展背景 1
（二） 智能坐姿监测系统的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 智能坐姿监测系统的方案设计 3
（二） STC89C51单片机简介 3
（三） LCD1602显示器简介 4
（四） DS18B20温测器件简介 4
（五） HCSR04传感器简介 5
（六） 蓝牙模块简介 5
三、 系统硬件设计 7
（一） 最小系统电路设计 7
（二） 佩戴者体温检测电路设计 7
（三） 蜂鸣器报警电路设计 8
（四） 眼睛与课本距离测量电路设计 8
（五） 检测系统的液晶显示电路设计 9
（六） HC05蓝牙通信电路设计 9
四、 系统软件设计 11
（一） 智能坐姿监测系统的主程序流程设计 11
（二） 佩戴者体温检测子程序设计 12
（三） 报警子程序流程设计 13
（四） 眼睛与课本距离测量子程序流程设计 14
（五） 检测系统的液晶显示子程序 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
流程设计 15
（六） 蓝牙无线通信子程序流程设计 15
五、 实物制作与安装 17
总结 19
参考文献 20
致 谢 21
附录一 原理图 22
附录二 PCB图 23
附录三 元件列表 24
附录四 程序 25
引言
智能坐姿监测系统的发展背景
本课题将要设计的这款智能坐姿监测控制系统是在大学期间所学的专业知识基础上，结合了这种控制系统目前研究现状，而设计的一款较为新型的单片机控制系统，本课题不但对这类相关系统的发展过程和研究现状进行了详细的调研，更将这种系统所存在的普遍优点和缺点进行了归纳总结。目前市面上大多数智能坐姿监测控制系统都是以单片机等高性能微处理器作为主控核心并将外部的输入信号通过高精度传感器模块采集进来，随后通过高性能运算模块进行高速的运算处理，实现控制结果的输出，大多数相关系统都是以单片机或者PLC以及LCD1602显示器、DS18B20型温度传感器、有源蜂鸣器、HCSR04测距模块和蓝牙模块，本课题将以STC89C51单片机来作为主控。对智能坐姿监测控制系统从最开始的简易型到如今的智能型的整个发展历程进行整理后可以看出，智能坐姿监测控制系统内部需要结合多种科学技术和学科，首先对于其内部的主控核心来说，目前中高端的智能坐姿监测控制系统要想实现更为智能的功能，必须在电路内部植入32位的以ARM等内核作为CPU的微处理器芯片，只有这类内核才能够完成高速的数据处理，与此同时具有高速数字处理能力的DSP内核也必须实现嵌入；而要实现这类高性能芯片的嵌入化效果，就得使得芯片的体积非常小，不会明显增大系统整体的外形体积，所以这就要借助电路集成技术的发展；而要实现对系统外部多种类型的信号进行准确采集，就必须通过高性能的传感器模块来实现，通过这些高速高精度的传感器组将环境中的信号采集转换后送入微处理器芯片进行处理，这就要借助传感器研发技术，所以绝对有理由这么说，智能坐姿监测控制系统的发展与多门科学技术的发展是同步的，更为准确的说，这些学科的发展带动了智能坐姿监测控制系统的发展。查阅了近几年市面上多数智能坐姿监测控制系统产品的资料，将每种产品的优点和缺点都进行归纳总结，可以发现这类系统的优点主要表现为内部采用了单片机等微处理器芯片作为了主控，产品研发人员可以将各项功能通过C语言等程序语言代码进行转换，在要进行优化设计时只需要通过程序编译器将程序代码进行改动，随后进行烧录即可完成系统的更新优化，因此相比于传统类型的模拟电路来说，产品的更新换代更具有优势。
智能坐姿监测系统的国内外发展现状
目前国内外的许多企业推出的智能坐姿监测系统产品都能够实现工作性能出色、输出结果精度较高的智能坐姿监测控制系统，能够稳定的实现对参数的高清晰显示、高精度的体温监测、蜂鸣式报警、快速检测距离和蓝牙无线收发数据，本课题对该系统在国内外的发展现状方面进行了广泛的资料查阅和调研，发现智能坐姿监测控制系统目前在国内已经不需要依赖进口，无论是内部核心技术的研发还是产品的组装，国内都已经形成了一条成熟的产业链，尤其是对于新型智能坐姿监测控制系统的研发方面，国内外的研发者们通过对国际上优秀的设计案例进行学习和归纳，已经完全可以设计出自己的智能坐姿监测控制系统。
本文主要研究内容
本文以“基于手机蓝牙APP监控的坐姿监测系统设计”作为研究课题，设计了一款能够实现对系统参数的显示、高精度的体温监测、产生报警、距离的快速检测和数据无线收发的智能型STC89C51单片机控制系统，所有的预期功能指标都得到了实现，实现了对佩戴者的坐姿进行实时监测并且能够在眼睛与课本之间的距离过近时立即发出报警信号，与此同时本课题还嵌入了一个佩戴者体温监测功能，为用户实时掌握体温提供帮助，另外系统还能够通过蓝牙传感器将测量数据发送到监护者手机上进行查看，下列为本课题将要实现的各项功能指标。
1、能够将智能坐姿监测控制系统的检测到的眼睛与课本之间的距离等参数数据通过高清晰度液晶显示效果展示出来；
2、能够在STC89C51单片机的驱动控制下实现对佩戴者体温的高精度检测；
3、能够在STC89C51单片机的高低电平控制下实现蜂鸣器的报警声音输出，实现当眼睛与课本之间的距离过近时输出报警信号；
4、能够通过对超声波传输时间的间接测量，实现对眼睛与课本之间的距离的检测；
5、能够实现主从一体式蓝牙模块的底层驱动电路的搭建，通过STC89C51单片机对HC05蓝牙模块的控制，实现蓝牙无线数据的收发，从而将测量到眼睛与课本之间的距离以及佩戴者体温数据发送到监护者手机上进行显示。
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