物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論設(shè)計(jì)

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物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論課程設(shè)計(jì)

課題名稱物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論所在院系XXXXX學(xué)院班級(jí)14級(jí)物聯(lián)網(wǎng)學(xué)號(hào)1413XXXXX

姓名XXX指導(dǎo)老師XXX

時(shí)間2023年3月分?jǐn)?shù)

《物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論課程設(shè)計(jì)任務(wù)書》

姓名：XXX班級(jí)：14級(jí)物聯(lián)網(wǎng)指導(dǎo)老師：XXX

課題名稱：自由設(shè)計(jì)M2M的物聯(lián)網(wǎng)體系設(shè)1熟悉把握物聯(lián)網(wǎng)概念。計(jì)2了解物聯(lián)網(wǎng)的支撐技術(shù)。任3自行設(shè)計(jì)一套M2M的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。務(wù)4編寫此套應(yīng)用的論文，字?jǐn)?shù)不少于1000-2000。與4.1論文應(yīng)當(dāng)圖文并茂，貼近日常應(yīng)用。要4.2充分發(fā)揮，自由想象。求4.3論文中應(yīng)著重介紹一種物聯(lián)網(wǎng)支撐技術(shù)。設(shè)1課前調(diào)查計(jì)2確定方向步3著手編寫驟4及時(shí)修正概M2M定義：念M2M是machine-to-machine的簡稱，即“機(jī)器對(duì)機(jī)器〞的縮寫，也有介人理解為人對(duì)機(jī)器(man-to-machine)、機(jī)器對(duì)人(machine-to-man)等，紹旨在通過通信技術(shù)來實(shí)現(xiàn)人、機(jī)器和系統(tǒng)三者之問的智能化、交互式無縫連接。M2M設(shè)備是能夠回復(fù)包含在一些設(shè)備中的數(shù)據(jù)的請(qǐng)求或能夠自動(dòng)傳送包含在這些設(shè)備中的數(shù)據(jù)的設(shè)備。M2M通信與物聯(lián)網(wǎng)的核心理念一致，不同之處是物聯(lián)網(wǎng)的概念、所采用的技術(shù)及應(yīng)用場(chǎng)景更廣泛。而M2M則聚焦在無線通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用上，是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的一種主要方式。設(shè)計(jì)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用：智能健康秤

概述：

智能健康秤遠(yuǎn)程健康監(jiān)測(cè)在未來的患者治療中將扮演重要角色。它將數(shù)據(jù)測(cè)量、趨勢(shì)浮現(xiàn)、分析建議、家庭模式、互動(dòng)社區(qū)五大功能集于一身，用藍(lán)牙與用戶智能手機(jī)連接的智能健康秤通過家庭網(wǎng)關(guān)通信，并將收集到的身體數(shù)據(jù)發(fā)送給相關(guān)醫(yī)療機(jī)構(gòu)，把患者與醫(yī)療機(jī)構(gòu)連接起來。

設(shè)計(jì)理念：

利用Atmal328P單片機(jī)、應(yīng)變片式傳感器為數(shù)據(jù)采集器對(duì)智能人體健康電子秤進(jìn)行了設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)采用LCD顯示器以數(shù)字的形式顯示體重，并通過鍵盤輸入人體身高信息，并結(jié)合人體的體重信息，計(jì)算出健康指數(shù)，來判別肥胖程度，并藍(lán)牙與用戶智能手機(jī)連接的智能健康秤通過家庭網(wǎng)關(guān)通信，并將收集到的身體數(shù)據(jù)發(fā)送給相關(guān)醫(yī)療機(jī)構(gòu)，把患者與醫(yī)療機(jī)構(gòu)連接起來。為了使系統(tǒng)更加完善，還添加了超載報(bào)警功能，通過軟硬件的設(shè)計(jì)使人體健康秤具有一定的智能化功能，使用簡便，具有一定的推廣應(yīng)用前景。

設(shè)計(jì)原理：

系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一個(gè)主電源和受單片機(jī)控制的受控電源，主電源給單片機(jī)和顯示及鍵盤模塊供電，受控電源供給傳感器、數(shù)據(jù)放大及轉(zhuǎn)換模塊，通過設(shè)置一個(gè)定時(shí)器，在單片機(jī)休眠時(shí)每隔一段時(shí)間來讀取零值并更新，并通過判別人是否在稱重來決定受控電源是否工作，以便實(shí)現(xiàn)電池節(jié)能和自動(dòng)上秤功能。

工作原理：

電子秤表面有ITO導(dǎo)電膜，對(duì)人體無傷害的微弱交流電在體內(nèi)循環(huán)，然后通過BIA(BioelectricalImpedanceAnalysis)生物電阻抗方法測(cè)量數(shù)據(jù)。

由于肌肉內(nèi)含有較多血液等水分，可以導(dǎo)電，而脂肪是不導(dǎo)電的。因此可以通過微小電流通過身體來計(jì)算電阻，使用我們?cè)趶V泛試驗(yàn)得到的公式，能夠比較確切地測(cè)量人體脂肪百分比、人體水分百分比、人體肌肉百分比、骨骼重量等人體成分。

產(chǎn)品功能：

1.追蹤15項(xiàng)人體健康數(shù)據(jù)，全方位、立體化健康監(jiān)測(cè)。2.PHMS?云端數(shù)據(jù)引擎交織分析，深度報(bào)告，健康管理。3.趨勢(shì)浮現(xiàn)，制定合理的瘦身目標(biāo)，確切減脂。

4.家庭模式，可以將全家人的健康數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理，隨時(shí)隨地查詢。5.友情關(guān)心，共享、社交、相互鼓舞。

6.可以將收集到的身體數(shù)據(jù)發(fā)送給相關(guān)醫(yī)療機(jī)構(gòu)。

總結(jié)：

本文設(shè)計(jì)的電子秤以單片機(jī)為主要部件，用匯編語言進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，硬件則以稱重傳感器為主，采用紐扣電池對(duì)電子秤提供電源。并通過硬件電路設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)電源轉(zhuǎn)換。能夠確鑿的測(cè)量人體的重量，具有自動(dòng)上電和關(guān)電功能，并使用藍(lán)牙與用戶智能手機(jī)連接的智能健康秤通過家庭網(wǎng)關(guān)通信，并將收集到的身體數(shù)據(jù)發(fā)送給相關(guān)醫(yī)療機(jī)構(gòu)，把患者與醫(yī)療機(jī)構(gòu)連接起來。使用者可以設(shè)置上限重量，當(dāng)體重超過此上限時(shí)系統(tǒng)會(huì)發(fā)出蜂鳴報(bào)警聲，并將收集到的身體數(shù)據(jù)發(fā)送給相關(guān)醫(yī)療機(jī)構(gòu)，有助于控制體重保持健康。它將數(shù)據(jù)測(cè)量、趨勢(shì)浮現(xiàn)、分析建議、家庭模式、互動(dòng)社區(qū)五大功能集于一身，與用戶的智能手機(jī)結(jié)合，成為現(xiàn)代家居生活中最貼心的健康小管家，此系統(tǒng)可開發(fā)為實(shí)物產(chǎn)品，能廣泛應(yīng)用于人們生活中，結(jié)構(gòu)簡單、操作便利，具有一定實(shí)現(xiàn)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

設(shè)計(jì)電路：

主芯片用Atmal328P，芯片引腳及各個(gè)形狀如下：

最小系統(tǒng)：一個(gè)嵌入式處理器自己是不能獨(dú)立工作的，必需給它供電、加上時(shí)鐘信號(hào)、提供復(fù)位信號(hào)，假使芯片沒有片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，則還要加上存儲(chǔ)器系統(tǒng)，然后嵌入式處理器芯片才可能工作。

1模擬電源

電路簡單，輸出電壓紋波較小，并且干擾較開關(guān)電源小得多。

2時(shí)鐘電路

目前所有的微控制器均為時(shí)序電路，需要一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)才能工作，大多數(shù)微控制器具有晶體振蕩器。利用微控制器內(nèi)部的晶體振蕩器來提供時(shí)鐘信號(hào)。

圖7-1IC接口電路

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②串行數(shù)據(jù)傳送

在總線備用時(shí)SDA和SCL都必需保持高電平狀態(tài)，只有關(guān)閉IC總線時(shí)才能使SCL鉗位在低電平。在IC總線數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，在時(shí)鐘線高電平期間，數(shù)據(jù)線上必需保持有穩(wěn)定的規(guī)律電平（也就是說在數(shù)據(jù)傳輸期間只有時(shí)鐘線低電平期間，才允許數(shù)據(jù)線上的電平發(fā)生變化）。如圖7-2所示。

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圖7-2串行數(shù)據(jù)傳送

③開始和終止

SCL線是高電平日，SDA線從高電平向低電平切換，這個(gè)狀況表示起始條件；

SCL線是高電平日，SDA線由低電平向高電平切換，這個(gè)狀況表示中止條件。如圖7-3所示。

圖7-3開始和終止

④IC數(shù)據(jù)傳送

IC總線數(shù)據(jù)傳送時(shí)，每傳送一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)后都必需有應(yīng)答信號(hào)（A）。主控器接收數(shù)據(jù)時(shí)，假使要終止通信時(shí)，將在中止位之前發(fā)送非應(yīng)答信號(hào)（A非）。如圖7-4所示。

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圖7