摘要：在生活水平提高的背景下，人们对健康越来越关注，加之近几年传感器技术的发展，出现很多能监测健康的传感器。但这些传感器测量的数据并没有得到有效利用。对于普通人，测量的数据，仅仅是作为短期参考并没有长期的参考价值。对于患者，当被医生要求去测量一些数据时，会花费不短的时间排队，等待测量结果。若患者需要转院治疗，那之前的医院所测量的数据将会变得无用，这不仅是医疗资源的浪费，还增加了患者的压力。

鉴于此背景，本系统使用了基于STM32的开发版并综合了温度传感器，血氧传感器，心率传感器等当前流行的生命体征传感器，设计并开发了生命体征测量模块，该模块利用低功耗广域网中的窄带物联网接收指令和传送数据。这些数据可以选择存储在云端，诊断医生可以利用这些数据对患者的病情做进一步的分析。

本文经过对物联网各方面以及便携式健康设备发展现状，了解了低功耗广域网，传感器，ARM嵌入式等相关技术的发展状况。对健康监控系统硬件选型和软件模块设计的全面分析，得出了健康监控系统的实现方案。

 

关键词：窄带物联网；健康监控；健康诊断

 

目 录

摘 要

ABSTRACT

第一章 绪论-1

1.1 研究背景-1

1.2 研究现状与发展趋势-1

1.3 主要的研究内容-2

1.4 论文结构-3

第二章 前期准备工作-4

2.1 相关技术-4

2.1.1 窄带物联网-4

2.1.2 MQTT消息队列遥测传输协议-5

2.1.3 UART串口通信-6

2.2 技术分析比较-6

2.2.1 NB-IoT和LoRa-6

2.2.2 MQTT和COAP-7

2.3 本章小结-7

第三章 需求分析-8

3.1 系统总体需求-8

3.2 系统功能需求-8

3.3 系统设计-9

3.3.1 STM32模块-9

3.3.2 NB-IoT模块-10

3.3.3 移动应用模块-11

3.3.4  Web模块-11

3.4 非功能需求-11

3.5 本章小结-11

第四章 系统分析与结构设计-12

4.1 系统架构-12

4.2 硬件选型与分析-12

4.2.1 微控制器-13

4.2.2 NB-IoT模块-13

4.2.3 传感器模块-14

4.3 数据库分析和设计-15

4.3.1 数据库整体设计-15

4.3.2 数据库表的设计-15

4.4 本章小结-19

第五章 系统详细设计与实现-20

5.1 STM32模块-20

5.1.1 详细设计与实现-20

5.1.2 初始化模块的详细介绍与实现-21

5.1.3 传感器初始化的详细介绍与实现-21

5.2 NB-IoT模块-24

5.2.1 硬件初始化-25

5.2.2 MQTT客户端的初始化-25

5.3 移动应用模块的设计与实现-28

5.3.1 移动端的功能介绍-28

5.3.2 登录实现-29

5.3.3 主要功能的详细设计与实现-31

5.4 WEB模块的详细设计与实现-35

5.5 线上环境的部署-39

5.6.1 DockerFile的编写-39

5.6 本章小结-40

第六章 系统测试-41

6.1 STM32传感器测试-41

6.2 NB-IoT通信测试-41

6.3 移动应用模块测试-42

6.4 本章小结-43

第七章 总结与展望-44

7.1 总结-44

7.2 展望-44

参考文献-45

致  谢-47