本课题设计了一款能够自动定位且在老人出现心率过高或跌倒情况时自动短信报警的便携式生理监控预警系统。本设计主要由硬件电路和软件设计组成，其中硬件系统由主机和从机组成，主机实现心率采集、位置信息采集与短信报警功能，从机实现跌倒监测功能，主从机通过蓝牙进行通讯。主机包括STM32最小系统电路、LED信号指示灯电路、短信报警电路、心率采集电路、位置信息采集电路和蓝牙通讯电路，从机包括STC89C52最小系统电路、跌倒监测电路、蓝牙通讯电路。系统通过位置信息采集电路实时采集老人的位置信息，心率采集电路会采集老人的心率值，当心率值超过阈值时，则短信报警电路会发送包含心率过高与经纬度信息的报警短信到指定手机号码，当老人在活动过程中发生跌倒现象，跌倒监测电路会监测跌倒信息，经过单片机内部处理判断，若老人一直处于跌倒状态，蓝牙通讯电路会向主机发送信号，主机上的短信报警电路也会发送包含跌倒与经纬度信息的报警短信到指定手机号码。本系统最终能过实现心率过高报警、跌倒报警以及采集经纬度信息等功能，完全满足论文需求，能够为以后相关设备发展提供些许帮助。

本课题主要通过主机与从机两部分来实现系统需求功能，通过主机来实现老人的位置信息采集与心率采集以及GSM短信报警功能，通过从机来实现监测老人是否跌倒的功能，主机与从机之间通过蓝牙进行通讯。

   具体功能需求如下所示：

1．主机实时通过GPS模块进行经纬度信息的采集。

2．主机实时通过心率采集电路采集心率值。

3．从机实时通过跌倒监测电路监测老人是否跌倒。

4. 当老人出现心率过高的情况时，主机控制GSM模块发送带有心率过高和经纬度信息的报警短信给监护者；当老人出现跌倒情况时，从机向主机报警，主机在控制GSM模块发送带有跌倒和经纬度信息的报警短信给监护者。

老人可以将主机佩戴在手腕位置用来监测脉搏信号，将从机置于腰带或腿部，监测跌倒信号。GPS定位实时向单片机发送经纬度信息，当出现心率过高或跌倒情况时，单片机控制GSM模块发送报警短信给监护者。

系统硬件总体结构

系统由主机和从机组成，主机包括STM32最小系统电路、LED指示灯电路、短信报警电路、心率采集电路、位置信息采集电路及蓝牙通讯电路。位置信息采集电路实时向STM32单片机系统电路传输位置信息，心率采集电路向STM32单片机电路传输心率值，蓝牙通讯电路接收从机蓝牙通讯电路的跌倒报警，当有心率过高或跌倒报警的情况时，STM32单片机系统电路控制LED指示灯亮起并控制短信报警电路向指定手机号码发送报警短信。从机包括STC89C52最小系统电路、5V稳压电源电路、跌倒监测电路与蓝牙通讯电路。跌倒监测电路实时向STC89C52最小系统电路传输偏移角度，复位电路能够使STC89C52最小系统电路恢复到起始状态。当有跌倒信号产生时，STC89C52最小系统电路控制蓝牙通讯电路向主机发送跌倒报警信号。

STM32最小系统电路设计

作为本设计的主机主控芯片，STM32103C8T6芯片是本设计不可或缺的部分，并且芯片的稳定性要求最严格。STM32 主控电路的核心外围电路包括了电源电路、启动选择电路、复位电路及时钟电路。STM32 主控电路主要是由 STM32 芯片组成。该 STM32 芯片拥有 48 个引脚，引脚数量充足，足以满足本设计中的系统需求。

短信报警电路设计

GSM_SIM800A模块主要包括GPRS电源电路、SIM800A主控电路、IM电路、GSM射频电路、基带处理电路、功放电路及LED指示灯电路。

GPRS电源电路输入5V电源，经过普通二极管D1、D3以及电容EC2整流，输出能够供模块正常使用的电流。其中电阻R5的作用是限流，保证信号灯LED1的正常使用。

SIM电路中SIM卡槽的GND引脚接地，CLK引脚接SIM800A芯片的SIM_CLK引脚使用时钟，I/O引脚接SIM800A芯片的SIM_DATA引脚传输数据，RST引脚接SIM800A芯片的SIM_RST引脚用来复位，VPP引脚接地，PWR引脚接SIM800A芯片的VDD引脚供电。

SIM800A芯片通过RXD引脚与STM32芯片的TXD引脚连接来接收数据，TXD引脚与STM32芯片的RXD引脚连接来传输数据，完成发送报警短信的功能。

STC89C52单片机作为本设计的从机主控芯片，是本设计不可或缺的一部分，STC89C52主控电路的核心外围电路主要包括复位电路、时钟电路、LED信号指示灯电路与电源电路。STC89C52主控电路主要由STC89C52单片机组成，该单片机拥有40个引脚，引脚数量充足，能够满足本设计的需求。

程序开发环境

本设计使用的单片机开发环境为Keil uVision5，Keil uVision5开发软件是目前主流的单片机程序开发软件，是ARM公司推出的最新一代单片机的编译、调试集成环境。能够有效减少开发时间，节约成本。Keil uVision5不仅提供了Windows开发环境界面，而且支持C语言开发，编辑效率很高，使用者能够轻松的使用C语言进行编程。