一种基于的制作方法-k8凯发

一种基于stm32的生物状态监控系统
技术领域
1.本实用新型属于农业技术领域，具体是一种基于stm32的生物状态监控系统。


背景技术：

2.我国是农业大国，然而现阶段我国农场信息化、智能化、现代化还处于初级发展阶段，在此形势下我国政府需要加速全面开展农业现代化的推广。
生物状态监控手段是农业现代化一个非常重要的手段，传统畜牧业对农场养殖的牛羊等家畜主要通过人工观察的方式检测其状态(如家畜体温、运动数据、位置数据等)，效率低下，而且人工观察误差较大。
而若将安装有生物状态监控系统的智能穿戴设备穿戴在家畜上，可以对家畜的状态进行实时监测，推广和普及家畜智能穿戴设备有利于减少农业人力资源的浪费，对实现科学性农业管理，养殖标准化，执行精细化等方面具有重要意义。
3.综上所述，提供一种用于智能穿戴设备上的生物状态监控系统，来替代人工观察的方式检测生物状态，是非常有必要的。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足提供一种基于stm32的生物状态监控系统，本基于stm32的生物状态监控系统可以实时采集家畜的体温、运动数据、位置数据等，再通过蓝牙模块无线传输至手机客户端，与人工观察的方式检测生物状态相比，效率高，误差小，节省人工成本。
5.为实现上述技术目的，本实用新型采取的技术方案为：
6.一种基于stm32的生物状态监控系统，包括stm32微控制器模块、温度采集模块、运动状态检测模块、gps定位模块、蓝牙通讯模块和电源模块，所述stm32微控制器模块、温度采集模块、运动状态检测模块、gps定位模块和蓝牙通讯模块同时与电源模块连接，所述温度采集模块、运动状态检测模块、gps定位模块和蓝牙通讯模块同时与stm32微控制器模块连接；
7.所述蓝牙通讯模块用于与手机客户端无线通信连接；
8.所述stm32微控制器模块包括单片机stm32f103c8t6，所述温度采集模块与单片机stm32f103c8t6的引脚
14和引脚
15连接，所述运动状态检测模块与单片机stm32f103c8t6的引脚
42和引脚
43连接，所述gps定位模块与单片机stm32f103c8t6的引脚
12和引脚
13连接，所述蓝牙通讯模块与单片机stm32f103c8t6的引脚
21和引脚
22连接。
9.作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述电源模块包括
5v电源和电源转换电路，所述电源转换电路包括稳压芯片rt9193x_5p，所述稳压芯片rt9193x_5p的引脚1连接
5v电源，所述稳压芯片rt9193x_5p的引脚1通过电容c6连接地线，所述稳压芯片rt9193x_5p的引脚4通过电容c7连接地线，所述稳压芯片rt9193x_5p的引脚3连接
5v电源，所述稳压芯片rt9193x_5p的引脚2连接地线，所述稳压芯片rt9193x_5p的引脚5同时与电容c3的一端和电容c4的一端连接，电容c3的另一端和电容c4的另一端均连接地线，所述稳压芯片rt9193x_5p的引脚5用于输出
3.3v电源。
10.作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述的stm32微控制器模块还包括晶振电路和复位电路；
11.所述晶振电路包括晶振y1、晶振y2、电阻r8、电容c9、电容c11、电容c12和电容c13，所述晶振y1的一端同时与单片机stm32f103c8t6的引脚3和电容c9的一端连接，所述晶振y1的另一端同时与单片机stm32f103c8t6的引脚4和电容c11的一端连接，所述电容c9和电容c11的另一端均连接地线，所述晶振y2的一端同时与单片机stm32f103c8t6的引脚
5、电阻r8的一端和电容c12的一端连接，所述晶振y2的另一端同时与单片机stm32f103c8t6的引脚
6、电阻r8的另一端和电容c13的一端连接，所述电容c12和电容c13的另一端均连接地线；
12.所述复位电路包括电阻r9、电容c16和按钮开关sw1，所述电阻r9的一端与单片机stm32f103c8t6的引脚9连接，所述电阻r9的另一端同时与单片机stm32f103c8t6的引脚
7、电容c16的一端和按钮开关sw1的一端连接，所述电容c16的另一端和按钮开关sw1的另一端均连接地线；
13.所述单片机stm32f103c8t6的引脚2依次通过电阻r4和发光二极管d2与
3.3v电源连接，单片机stm32f103c8t6的引脚
23连接地线，单片机stm32f103c8t6的引脚
24连接
3.3v电源，单片机stm32f103c8t6的引脚
35连接地线，单片机stm32f103c8t6的引脚
36连接
3.3v电源，单片机stm32f103c8t6的引脚
47连接地线，单片机stm32f103c8t6的引脚
48连接
3.3v电源。
14.作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述温度采集模块包括温度传感器
lmt70yfqt，所述温度传感器
lmt70yfqt的t_on引脚与单片机stm32f103c8t6的引脚
14连接，温度传感器
lmt70yfqt的add引脚连接电源vcc，温度传感器
lmt70yfqt的tao引脚通过电阻r12分别与单片机stm32f103c8t6的引脚
15和电容c19的一端连接，电容c19的另一端连接地线，温度传感器
lmt70yfqt的gnd引脚连接地线。
15.作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述运动状态检测模块包括运动处理器mpu6050，所述运动处理器mpu6050
的引脚1连接地线，运动处理器mpu6050
的引脚8连接
3.3v电源且引脚8通过电容c1连接地线，运动处理器mpu6050
的引脚
10通过电容c5连接地线，运动处理器mpu6050
的引脚
11连接地线，运动处理器mpu6050
的引脚
13连接
3.3v电源且引脚
13通过电容c8连接地线，运动处理器mpu6050
的引脚
18连接地线，运动处理器mpu6050
的引脚
20
通过电容c2连接地线，运动处理器mpu6050
的引脚
23与单片机stm32f103c8t6的引脚
42连接，运动处理器mpu6050
的引脚
23通过电阻r2连接
3.3v电源，运动处理器mpu6050
的引脚
24与单片机stm32f103c8t6的引脚
43连接，运动处理器mpu6050
的引脚
24通过电阻r1连接
3.3v电源。
16.作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述gps定位模块包括芯片atgm336h-5n和芯片at24c32，芯片atgm336h-5n的引脚1连接地线，芯片atgm336h-5n的引脚2通过电阻r16与单片机stm32f103c8t6的引脚
12连接，芯片atgm336h-5n的引脚3通过电阻r15与单片机stm32f103c8t6的引脚
13连接，芯片atgm336h-5n的引脚5连接
3.3v电源，芯片atgm336h-5n的引脚6通过发光二极管d3连接
3.3v电源，芯片atgm336h-5n的引脚6通过电池xh1连接地线，芯片atgm336h-5n的引脚8通过电容c20
连接地线，芯片atgm336h-5n的引脚8连接
3.3v电源，芯片atgm336h-5n的引脚9连接
3.3v电源，芯片atgm336h-5n的引脚
10连接地线，芯片atgm336h-5n的引脚
11分别与电阻r14一端、天线e1和外接天线插座p3连接，外接天线插座p3连接地线，电阻r14另一端连接
3.3v电源，芯片atgm336h-5n的引脚
12连接地线，芯片atgm336h-5n的引脚
13连接
3.3v电源，芯片atgm336h-5n的引脚
16与芯片at24c32的引脚5连接，芯片atgm336h-5n的引脚
17与芯片at24c32的引脚6连接，芯片at24c32的引脚7连接地线，芯片at24c32的引脚8连接
3.3v电源，芯片at24c32的引脚1至引脚4均连接地线。
17.作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述蓝牙通讯模块包括hc-06模块，所述hc-06模块的引脚1与单片机stm32f103c8t6的引脚
22连接，hc-06模块的引脚2与单片机stm32f103c8t6的引脚
21连接，hc-06模块的引脚
12连接
3.3v电源，hc-06模块的引脚
13连接地线，hc-06模块的引脚
22连接地线，hc-06模块的引脚
24依次通过电阻r13和发光二极管d4连接地线。
18.本实用新型的有益效果为：
19.本实用新型的温度采集模块用于采集家畜(生物)的体温并发送信号给stm32微控制器模块，运动状态检测模块用于采集家畜的运动状态(步数)并发送信号给stm32微控制器模块，gps定位模块用于采集家畜所在的位置信息并发送信号给stm32微控制器模块，stm32微控制器模块再通过蓝牙通讯模块无线传输至手机app上，手机app实时显示家畜的体温、运动状态和位置信息等。
本实用新型可以实时采集家畜的体温、运动状态、位置信息等，再通过蓝牙模块无线传输至手机客户端，与人工观察的方式检测生物状态相比，效率高，误差小，节省人工成本。
附图说明
20.图1为本实用新型模块连接示意图。
21.图2为本实用新型电路原理示意图。
具体实施方式
22.下面根据附图对本实用新型的具体实施方式作出进一步说明：
23.如图1所示，一种用于智能穿戴设备上的基于stm32的生物状态监控系统，包括stm32微控制器模块、温度采集模块、运动状态检测模块、gps定位模块、蓝牙通讯模块和电源模块，所述stm32微控制器模块、温度采集模块、运动状态检测模块、gps定位模块和蓝牙通讯模块同时与电源模块连接，所述温度采集模块、运动状态检测模块、gps定位模块和蓝牙通讯模块同时与stm32微控制器模块连接；所述蓝牙通讯模块用于与手机客户端无线通信连接。
24.其中温度采集模块用于采集家畜(生物)的体温并发送信号给stm32微控制器模块，运动状态检测模块用于采集家畜的运动状态(步数)并发送信号给stm32微控制器模块，gps定位模块用于采集家畜所在的位置信息并发送信号给stm32微控制器模块，stm32微控制器模块再通过蓝牙通讯模块无线传输至手机app上，手机app实时显示家畜的体温、运动状态和位置信息等。
25.本实用新型stm32微控制器模块对运动状态检测模块中的运动处理芯片进行运动情况采集分析，对温度传感器进行温度数据采集，对gps进行位置数据采集。stm32微控制器模块将采集到的运动、温度(体温)和位置数据分析处理后，通过串口输送到蓝牙模块，蓝牙
模块再传送到手机客户端实时显示上述信息。
26.如图2所示，所述stm32微控制器模块包括单片机stm32f103c8t6、晶振电路和复位电路，所述温度采集模块与单片机stm32f103c8t6的引脚
14和引脚
15连接，所述运动状态检测模块与单片机stm32f103c8t6的引脚
42和引脚
43连接，所述gps定位模块与单片机stm32f103c8t6的引脚
12和引脚
13连接，所述蓝牙通讯模块与单片机stm32f103c8t6的引脚
21和引脚
22连接。
27.所述晶振电路包括晶振y1、晶振y2、电阻r8、电容c9、电容c11、电容c12和电容c13，所述晶振y1的一端同时与单片机stm32f103c8t6的引脚3和电容c9的一端连接，所述晶振y1的另一端同时与单片机stm32f103c8t6的引脚4和电容c11的一端连接，所述电容c9和电容c11的另一端均连接地线，所述晶振y2的一端同时与单片机stm32f103c8t6的引脚
5、电阻r8的一端和电容c12的一端连接，所述晶振y2的另一端同时与单片机stm32f103c8t6的引脚
6、电阻r8的另一端和电容c13的一端连接，所述电容c12和电容c13的另一端均连接地线。
28.晶振电路中，晶体振荡器是外部晶振电路的核心组件，它提供了微控制器所需的时钟信号。
本实施例使用
8mhz的晶振y2作为主晶振，用于高速时钟信号的生成，如uart串口通信、spi总线通信和定时器等功能；使用
32.768khz的晶振y1作为rtc晶振。
负载电容通常被连接到晶体的两端，以提供所需的阻抗匹配和相位移位。
本实施例使用两个相同的负载电容，且容值为
20pf。
29.所述复位电路包括电阻r9、电容c16和按钮开关sw1，所述电阻r9的一端与单片机stm32f103c8t6的引脚9连接，所述电阻r9的另一端同时与单片机stm32f103c8t6的引脚
7、电容c16的一端和按钮开关sw1的一端连接，所述电容c16的另一端和按钮开关sw1的另一端均连接地线。
30.所述单片机stm32f103c8t6的引脚2依次通过电阻r4和发光二极管d2与
3.3v电源连接，单片机stm32f103c8t6的引脚
23连接地线，单片机stm32f103c8t6的引脚
24连接
3.3v电源，单片机stm32f103c8t6的引脚
35连接地线，单片机stm32f103c8t6的引脚
36连接
3.3v电源，单片机stm32f103c8t6的引脚
47连接地线，单片机stm32f103c8t6的引脚
48连接
3.3v电源。
31.本实施例中，所述电源模块包括
5v电源(采用
5v电池)和电源转换电路，所述电源转换电路包括稳压芯片rt9193x_5p，所述稳压芯片rt9193x_5p的引脚1连接
5v电源，所述稳压芯片rt9193x_5p的引脚1通过电容c6连接地线，所述稳压芯片rt9193x_5p的引脚4通过电容c7连接地线，所述稳压芯片rt9193x_5p的引脚3连接
5v电源，所述稳压芯片rt9193x_5p的引脚2连接地线，所述稳压芯片rt9193x_5p的引脚5同时与电容c3的一端和电容c4的一端连接，电容c3的另一端和电容c4的另一端均连接地线，所述稳压芯片rt9193x_5p的引脚5用于输出
3.3v电源。
32.本实施例的电源模块通过rt9193x_5p芯片将输入电压
5v稳定到一个较低的输出电压
3.3v，同时还能够在输出端提供一定的电流。
电源模块中的电容具有滤波稳压作用。
33.本实施例中，所述温度采集模块包括温度传感器
lmt70yfqt，所述温度传感器
lmt70yfqt的t_on引脚与单片机stm32f103c8t6的引脚
14连接，温度传感器
lmt70yfqt的add引脚连接电源vcc，温度传感器
lmt70yfqt的tao引脚通过电阻r12分别与单片机stm32f103c8t6的引脚
15和电容c19的一端连接，电容c19的另一端连接地线，温度传感器
lmt70yfqt的gnd引脚连接地线。
34.温度传感器
lmt70yfqt用于采集家畜的体温并发送信号至单片机stm32f103c8t6，实现对温度的高精度测量。t_on引脚的作用是输出信号使能，高电平有效，tao引脚的作用是温度信号输出，模拟信号。
35.本实施例中，所述运动状态检测模块包括运动处理器mpu6050，所述运动处理器mpu6050
的引脚1连接地线，运动处理器mpu6050
的引脚8连接
3.3v电源且引脚8通过电容c1连接地线，运动处理器mpu6050
的引脚
10通过电容c5连接地线，运动处理器mpu6050
的引脚
11连接地线，运动处理器mpu6050
的引脚
13连接
3.3v电源且引脚
13通过电容c8连接地线，运动处理器mpu6050
的引脚
18连接地线，运动处理器mpu6050
的引脚
20
通过电容c2连接地线，运动处理器mpu6050
的引脚
23与单片机stm32f103c8t6的引脚
42连接，运动处理器mpu6050
的引脚
23通过电阻r2连接
3.3v电源，运动处理器mpu6050
的引脚
24与单片机stm32f103c8t6的引脚
43连接，运动处理器mpu6050
的引脚
24通过电阻r1连接
3.3v电源。
36.mpu6050
是一种集成了三轴加速度计和三轴陀螺仪的数字运动处理器，mpu6050
模块的组成包括三轴加速度计、三轴陀螺仪、数字信号处理器、时钟发生器和接口电路等部分，通过这些部分的协同作用，实现对家畜运动状态的测量和分析。
电阻r1、电阻r2是i2c总线的上拉电阻，电容c1、电容c5、电容c2、电容c8都是滤波作用。
37.本实施例中，所述gps定位模块包括芯片atgm336h-5n和芯片at24c32，芯片atgm336h-5n的引脚1连接地线，芯片atgm336h-5n的引脚2通过电阻r16与单片机stm32f103c8t6的引脚
12连接，芯片atgm336h-5n的引脚3通过电阻r15与单片机stm32f103c8t6的引脚
13连接，芯片atgm336h-5n的引脚5连接
3.3v电源，芯片atgm336h-5n的引脚6通过发光二极管d3连接
3.3v电源，芯片atgm336h-5n的引脚6通过电池xh1连接地线，芯片atgm336h-5n的引脚8通过电容c20
连接地线，芯片atgm336h-5n的引脚8连接
3.3v电源，芯片atgm336h-5n的引脚9连接
3.3v电源，芯片atgm336h-5n的引脚
10连接地线，芯片atgm336h-5n的引脚
11分别与电阻r14一端、天线e1和外接天线插座p3连接，外接天线插座p3连接地线，电阻r14另一端连接
3.3v电源，芯片atgm336h-5n的引脚
12连接地线，芯片atgm336h-5n的引脚
13连接
3.3v电源，芯片atgm336h-5n的引脚
16与芯片at24c32的引脚5连接，芯片atgm336h-5n的引脚
17与芯片at24c32的引脚6连接，芯片at24c32的引脚7连接地线，芯片at24c32的引脚8连接
3.3v电源，芯片at24c32的引脚1至引脚4均连接地线。
38.本实施例的gps定位模块采用gt-u8模块，gt-u8模块内置了一颗gps芯片atgm336h-5n，用于接收卫星发射的gps信号。
还包括一根天线，用于接收gps信号，这个天线是由陶瓷材料制成的，具有高增益、低噪声和防水防尘等特点。
芯片at24c32用于存储gps芯片接收到的gps信号和处理器计算出的位置信息等数据，掉电数据不会丢失。
这个存储器是由闪存芯片组成的，具有高速度、高稳定性和大容量等特点。xh1是电池，d3是充电二极管，将电流限制在一个方向上
,
从而实现电池xh1的充电，防止电流往外流。
39.本实施例中，所述蓝牙通讯模块包括hc-06模块，所述hc-06模块的引脚1与单片机stm32f103c8t6的引脚
22连接，hc-06模块的引脚2与单片机stm32f103c8t6的引脚
21连接，hc-06模块的引脚
12连接
3.3v电源，hc-06模块的引脚
13连接地线，hc-06模块的引脚
22连接地线，hc-06模块的引脚
24依次通过电阻r13和发光二极管d4连接地线。
40.本实施例采用hc-06蓝牙模块来实现单片机和手机app之间的数据通信。
利用该模
块的串口通信功能，将单片机发送的数据通过蓝牙发送到手机app。hc-06是一种串口透传模块，可以直接将单片机串口发出的数据通过蓝牙发送到手机app，无需任何软件控制。stm32f103c8t6单片机具有三组串行接口，某组串口与hc-06蓝牙模块的数据接口相连，数据脚需要交叉连接。
当蓝牙模块与单片机相连，d4快闪，表示模块正常工作，处于at模式，等待主机连接；d长亮，表示模块正常工作，已连接主机，处于透传模式。
41.本实施例基于stm32的生物状态监控系统，还包括swd调试接口电路和usb接口电路，swd调试接口电路与单片机stm32f103c8t6的引脚
35、引脚
37、引脚
34连接，usb接口电路的g引脚和id引脚连接地线，usb接口电路的d
通过电阻r6与单片机stm32f103c8t6的引脚
33连接，usb接口电路的d-通过电阻r5与单片机stm32f103c8t6的引脚
32连接，usb接口电路的vbus与
5v电源连接。usb接口电路仅用于另一种供电方式。
42.swd调试接口电路中，swd接口是一种用于arm cortex-m微控制器的调试和编程接口。swd接口中swclk是时钟线，swdio是双向数据线。swd接口用于连接微控制器和调试器/编程器，以进行调试和编程操作。
43.本实施例基于stm32的生物状态监控系统，还包括boot电路，boot电路指的是stm32微控制器的启动引导电路，它主要用于控制器的启动和重置，它确保了控制器正常启动并可以正确加载应用程序。
在stm32微控制器中，启动引导电路由一个或多个启动引导器(bootloader)组成，其中包括硬件引导器和软件引导器。boot0
是stm32微控制器的引脚之一，它用于选择芯片的引导模式。boot0
引脚通常连接到一个开关或跳线帽p2，通过改变boot0
引脚的状态，可以切换芯片的引导模式，即从主程序区域引导或从引导区域引导。
44.本实施例智能穿戴设备可以是一个生物智能耳标，温度采集模块中传感器感温部分与牲畜耳朵接触，方便测出体温。
本实施例将基于stm32的生物状态监控系统电路设置在生物智能耳标内，进而实时检测家畜的运动、温度和位置数据后，通过串口输送到蓝牙模块，蓝牙模块再传送到手机客户端实时显示上述信息。
45.本实用新型的保护范围包括但不限于以上实施方式，本实用新型的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本实用新型的保护范围。