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3.2 功能模块详解

3.2.1 传感器采集模块

功能组成：

1. 生命体征监测单元

o MAX30102：红外/红光LED，光电探测器

o 采样率：100Hz（心率），25Hz（血氧）

o 精度：心率±1bpm，血氧±1%

2. 非接触式测温单元

o MLX90614：医疗级红外传感器

o 测量范围：0-60℃（体表），32-42℃（核心）

o 精度：±0.2℃（35-42℃范围）

3. 运动感知单元

o MPU6050+BMI160双传感器冗余

o 加速度范围：±16g

o 陀螺仪范围：±2000dps

o 数据融合：9轴姿态解算

4. 环境监测单元

o BME280：温湿度气压三合一

o 温度范围：-40~85℃

o 湿度精度：±3%RH

数据流：

传感器上电 → 自动校准 → 周期采样 → 数据滤波 → 格式封装 → 发送至处理队列

3.2.2 核心处理模块

任务划分：

任务名称

优先级

周期

功能描述

Sensor_Acquire

5

10ms

传感器数据采集与预处理

Health_Monitor

6

20ms

健康状态评估与风险分析

Fall_Detection

7

5ms

实时跌倒检测处理

UI_Refresh

3

100ms

用户界面更新

Data_Sync

4

1s

本地与云端数据同步

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这是数据处理模块与硬件架构原理图，我采用了M

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这是数据处理模块与硬件架构原理图，我采用了MAX30102来监测心率与血氧，再用MLX90614红外传感器监测体温，并用MPU6050加速度计和BMI传感器来进行摔倒监测，最后用BME280环境监测单元监测环境湿度和环境温度。你们有什么想法呢？

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可以加点通信和网络模块，加个

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可以加点通信和网络模块，加个4G模块（SIM7600），支持云端数据同步，LoRa（CLA400A-100）用于无网络环境的低功耗通信，外接 OV2640摄像头 + ESP32-CAM，实现远程问诊，这样可以进行远程医疗。

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还可以加个用药管理模块，帮助病患及时用药。需

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还可以加个用药管理模块，帮助病患及时用药。需要用药时语音提醒，采用 SYN6288 语音合成芯片，定时播报用药信息。吃完药后记录用药情况，患者通过语音反馈（如“已服药”），用Whisper模型转文本并上传云端生成日志。

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还可以在云端进行数据分析处理

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还可以在云端进行数据分析处理，建立数据看板，用阿里云IoT平台存储历史数据，医生可远程查看健康趋势图。还可以用AI生成健康报告，让AI分析监测数据，生成自然语言建议（如“血压波动，建议减少盐分摄入”）。

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为什么要用两个不同的传感器测温度

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为什么要用两个不同的传感器测温度

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算法方面我还有几个问题：摔倒检测只用 MPU

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算法方面我还有几个问题：摔倒检测只用 MPU6050 的加速度，怎么区分摔倒和蹲下 / 跑步？

传感器数据噪声大，滤波算法用哪个？滑动平均、卡尔曼，FIR

想把机器学习模型放到 STM32 里，单片机算力够不够呢

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MAX30102 测的是 ‘接触式体表温度’（和皮肤贴一起，还能同时测心率血氧）；MLX90614 是 ‘非接触红外测温’（比如测额头，更方便卫生）。两者应用场景互补，而且 MLX90614 精度更高（±0.1℃），MAX30102 的温度功能更像‘附赠’，精度稍差；还能交叉验证：比如 MLX90614 测环境温度，给 MAX30102 的体温数据做补偿，减少误差

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① 阈值法打底：检测‘失重阶段’（|a| &

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① 阈值法打底：检测‘失重阶段’（|a| <0.5g，持续≥300ms）→ 再检测‘冲击阶段’（|a|> 3g），结合陀螺仪的姿态角变化（比如突然躺平），降低误判；

② 滑动平均（计算快，占内存少），再用一阶低通滤除高频噪声；

③ STM32F407 有 FPU，能跑轻量模型！把数据提炼成特征值（加速度方差、峰值、持续时间），用 TensorFlow Lite for Microcontrollers 转成量化模型，占内存占用很小

不过算法越复杂，功耗越高，可能要用 RTOS 调度，让传感器休眠时 CPU 也休眠，平衡性能和续航

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这里是硬件架构框图