基于51单片的物联网空巢老人安全监护系统心率跌倒检测原理图PCB

功能介绍：
0.本系统采用STC89C52作为单片机
1.采用LCD1602作为显示液晶可实时显示各项参数的状态
3.采用SIM800L作为短信通信模块，当检测到老人有特殊情况时候发短信到监护人手机
4.火焰检测使用模块，方便接插
5.心率脉搏检测采用成熟的模块，外接LM393比较器将心率信号进一步整形给单片机采集
6.加速度传感器采用的是ADXL345模块，用于检测老人是否跌倒。

原理图：

PCB：

主程序：

#include <reg52.h>
#include <intrins.h>
#include <stdio.h>
#include <math.h> //Keil library
#include "delay.h"
#include "adxl345.h"
#include "lcd1602.h"#define ON  0
#define OFF 1sbit FIRE_MONITOR = P1^2;
sbit BUZZER = P2^2;
sbit KEY_ALARM = P3^5; //手动报警按钮
sbit KEY_CANCEL  = P3^3; //退出报警unsigned char dispFlag = 0; //刷新数据标志
bit fireFlag = OFF;
unsigned char fireDelaySec = 0; //温度过高计时bit fallFlag = OFF;  //摔倒标志
unsigned char fallDelaySec = 0;   //摔倒计时unsigned char datIndex = 0;
unsigned int timeCnt = 0;
unsigned int heartRateBuf[6] = {0}; //暂存心率值
bit heartRateFlag = OFF; //心率报警标志
unsigned char heartRateDelaySec = 0; //心率超标计时
unsigned int heartRate = 0;bit refreshFlag = 0;
bit updateFlag = 0; //更新心率标志
bit alarmFLag = OFF;  //自动报警标志
bit alarmFLag1 = OFF; //手动报警标志unsigned char dis[16];unsigned char i;
unsigned char x;void Ext0_Init(void); //外部中断0初始化程序
void Timer0_Init(void); //函数声明
void Timer1_Init(void); //函数声明
void KeyProcess(void);
void GSM_Send(void);
void HeartRate_Monitor(void);void UART_Init(void);
void UART_SendByte(unsigned char dat);
void UART_SendStr(unsigned char *s, unsigned char length);void main(void)
{static unsigned char ErrorNum = 0; //adxl345数据判断结果计数static unsigned char CheckNum = 0;Ext0_Init();Timer0_Init(); //定时器0初始化Timer1_Init(); //定时器1初始化UART_Init();Init_ADXL345();            //初+始化ADXL345Single_Read_ADXL345(0X00); //读出的数据为0XE5,表示正确LCD_Init();LCD_Clear();LCD_DispStr(0, 0, "    Welcome!    ");DelayS(3);UART_SendStr("AT+CMGF=1\r\n", 11);DelayS(3);LCD_Clear();while (1) //主循环{if (refreshFlag == 1){HeartRate_Monitor(); //心率监测}if (dispFlag == 1) //定时读取温度标志{dispFlag = 0;if (FIRE_MONITOR == 0) //检测到由火焰{DelayMs(20);if (FIRE_MONITOR == 0) //确认检测到由火焰{fireFlag = ON; //火焰预警标志}}else{fireFlag = OFF;}if (updateFlag == 0) //如果显示关  检测心率是否真实{heartRate = 0;}else //如果显示开{// heartRate = 60000 / (heartRateBuf[1] / 5 + heartRateBuf[2] / 5 + heartRateBuf[3] / 5 + heartRateBuf[4] / 5 + heartRateBuf[5] / 5); //心率计算 5次求平均值heartRate = 60000 / ((heartRateBuf[1]>>2) + (heartRateBuf[2]>>2) + (heartRateBuf[3]>>2) + (heartRateBuf[4]>>2)); //心率计算 4次求平均值}if (heartRate > 100) //心率超过100{heartRateFlag = ON; //心率预警标志}else{heartRateFlag = OFF;}ReadData_x(); //检测姿态CheckNum++;if ((fabs(temp_X) < 450) && (fabs(temp_Y) < 450)) //方位值判断 查看正常次数{;}else //错误次数{ErrorNum++;}if (CheckNum >= 5) //进行5次处理{if (ErrorNum > 3) //3次以上则认为摔倒{fallFlag = ON;}else{fallFlag = OFF;}             //清除 摔倒标志ErrorNum = 0; //清空滤波计数CheckNum = 0; //清除总计数}sprintf(dis, "HeartRate:%3.0fbpm", (float)heartRate);LCD_DispStr(0, 0, dis); //显示心率if (fireFlag == ON){LCD_DispStr(0, 1, "fire"); //显示火焰fireDelaySec++; //火焰检测计时}else{LCD_DispStr(0, 1, "    "); //显示fireDelaySec = 0; //否则清零}if (heartRateFlag == ON){LCD_DispStr(5, 1, "heart"); //显示心率异常heartRateDelaySec++; //火焰检测计时} else{LCD_DispStr(5, 1, "     "); //显示heartRateDelaySec = 0; //否则清零}if (fallFlag == ON){LCD_DispStr(11, 1, "fall"); //显示摔倒fallDelaySec++; //摔倒计时}else{LCD_DispStr(11, 1, "    "); //显示fallDelaySec = 0; //否则清零}}if ((fireFlag == OFF) && (heartRateFlag == OFF) && (fallFlag == OFF)){alarmFLag = OFF; //关闭报警}if ((fireDelaySec >= 10) || (heartRateDelaySec >= 10) || (fallDelaySec >= 10)) //一定时间上报{alarmFLag = ON;}if (alarmFLag == ON || alarmFLag1 == ON) {BUZZER = ON;GSM_Send();}else{BUZZER = OFF;}KeyProcess();}
}void KeyProcess(void)
{if (KEY_ALARM == 0) //报警按键按下{DelayMs(5);if (KEY_ALARM == 0){alarmFLag1 = ~alarmFLag1;}while (KEY_ALARM == 0);}else if (KEY_CANCEL == 0) //清零按键按下{DelayMs(5);if (KEY_CANCEL == 0){fireFlag = OFF;     //火焰标志清零heartRateFlag = OFF; //心率超高标志清零fallFlag = OFF; //摔倒标志清零alarmFLag = OFF;    alarmFLag1 = OFF; }while (KEY_CANCEL == 0);}
}void HeartRate_Monitor(void)
{EX0 = 0;TR0 = 0;TR1 = 0;refreshFlag = 0;heartRateBuf[datIndex] = timeCnt * 5; //算出间隔时间TH0 = 0xEE; //(65536 - 0.005*11059200/12 + 200) / 256TL0 = 0xC8; //(65536 - 0.005*11059200/12 + 200) % 256  5mstimeCnt = 0; //50ms计数清零datIndex++;if (datIndex > 5) //记录到超过等于4次时间{datIndex = 1;   //计数从1开始updateFlag = 1; //测得5次开始显示}EX0 = 1;TR0 = 1;TR1 = 1;}void GSM_Send(void)
{UART_SendStr("AT+CMGF=1\r\n", 11);DelayS(2);UART_SendStr("AT+CSCS=\"GSM\"\r\n", 15);DelayS(2);UART_SendStr("AT+CMGS=\"+86xxxxxxxxxxx\"\r\n", 26); //可以修改电话号码DelayS(2);if (alarmFLag1 == ON){UART_SendStr("I'm not well!\x1a", 14); //可以修改短信内容,不可以发汉字，如果发汉字的话，需要转化为特定的码alarmFLag1 = OFF;}if (fireDelaySec >= 10){UART_SendStr("The house is on fire!\x1a", 22); //可以修改短信内容,不可以发汉字，如果发汉字的话，需要转化为特定的码fireDelaySec = 0;                //清除计数}if (heartRateDelaySec >= 10){UART_SendStr("Arrhythmia!\x1a", 12); //可以修改短信内容,不可以发汉字，如果发汉字的话，需要转化为特定的码heartRateDelaySec = 0;                //清除计数}if (fallDelaySec >= 10){UART_SendStr("I fell down!\x1a", 13); //可以修改短信内容fallDelaySec = 0;              //清除计数}DelayS(1);}/***********外部中断0初始化程序****************/
void Ext0_Init() //外部中断0初始化程序
{IT0 = 1; //外部中断0负跳变中断PX0 = 1; //设置高优先级EX0 = 1; //允许外部中断0中断
}void Ext0_Interrupt() interrupt 0
{if (timeCnt < 100) //当连续两次检测时间间隔小于10*50ms=500ms不处理{TR0 = 1; //开定时器}else{refreshFlag = 1;}
}/*************定时器初始化程序***************/
void Timer0_Init()
{TMOD &= 0xF0;TMOD |= 0x01; //定时器0工作方式1TH0 = 0xB8; //(65536 - 0.02*11059200/12) / 256TL0 = 0x00; //(65536 - 0.02*11059200/12) % 256  20msPT0 = 1;    //设置高优先级ET0 = 1;    //开定时器0中断TR0 = 1;    //允许定时器0定时
}/*************定时器0中断服务程序***************/
void Timer0_Interrupt() interrupt 1
{TH0 = 0xEE; //(65536 - 0.005*11059200/12 + 200) / 256TL0 = 0xC8; //(65536 - 0.005*11059200/12 + 200) % 256  5mstimeCnt++; //每5ms一次计数if (timeCnt > 250) //当超过25*50ms=1.5s没有检测到信号停止显示{datIndex = 0;   //数据个数清零timeCnt = 0;  //50ms计数清零updateFlag = 0;TR0 = 0;      //定时器关}
}void Timer1_Init(void)
{TMOD &= 0x0F;                //使用模式1，16位定时器，使用"|"符号可以在使用多个定时器时不受影响TMOD |= 0x10;                //使用模式1，16位定时器，使用"|"符号可以在使用多个定时器时不受影响TH1 = 0xB8; //(65536 - 0.02*11059200/12) / 256TL1 = 0x00; //(65536 - 0.02*11059200/12) % 256  20msEA = 1;  //总中断打开ET1 = 1; //定时器中断打开TR1 = 1; //定时器开关打开
}void UART_Init(void)
{SCON = 0x50;TH2 = 0xFF;TL2 = 0xFD;RCAP2H = 0xFF;  //(65536-(FOSC/32/BAUD))   BAUD = 115200 FOSC = 11059200RCAP2L = 0xFD;/*****************/TCLK = 1;RCLK = 1;C_T2 = 0;EXEN2 = 0;/*****************/TR2 = 1;ES   = 1; //打开串口中断EA   = 1; //打开总中断
}void UART_SendByte(unsigned char dat) //串口发送单字节数据
{unsigned char time_out;time_out = 0x00;SBUF = dat;                       //将数据放入SBUF中while ((!TI) && (time_out < 100)) //检测是否发送出去{time_out++;DelayUs10x(2);}       //未发送出去 进行短暂延时TI = 0; //清除ti标志
}void UART_SendStr(unsigned char *s, unsigned char length) //发送定长度字符串
{unsigned char NUM;NUM = 0x00;while (NUM < length) //发送长度对比{UART_SendByte(*s); //放松单字节数据s++;              //指针++NUM++;            //下一个++}
}void Timer1_Interrupt(void) interrupt 3
{static unsigned char times_20ms = 0; //定时20ms计时TH1 = 0xB8; //(65536 - 0.02*11059200/12) / 256TL1 = 0x00; //(65536 - 0.02*11059200/12) % 256  20mstimes_20ms++;if (times_20ms > 50){times_20ms = 0;dispFlag = 1; //显示标志置1}
}void UART_SER(void) interrupt 4 //串行中断服务程序
{    if (RI) //判断是接收中断产生RI = 0; //标志位清零if (TI) //如果是发送标志位，清零TI = 0;
}

实物演示视频：
https://www.bilibili.com/video/BV1cY411F7Lc/

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