m5stick-c
esp8266
專案最初的想法**於當下疫情局勢，每個人都關心自己及家人的健康狀況。因此本產品旨在應用於人們居家隔離或復工復產過程中，對個人身體情況的實時監測。同時，為滿足人們對於家庭的環境狀況的了解與相關裝置的智慧型控制，我們充分利用esp32等裝置與阿里雲的資料互動，設計並完成了一款基於esp32的智慧型家庭健康系統。
整個系統分為基於m5stick-c的可穿戴部分，以及基於esp8266（或esp32），智慧型家居控制部分和雲端資料處理及移動端應用部分（本專案可採用兩塊esp32，而組委會剛好提供兩塊m5stick-c，但為了團隊合作和進度的需要，將其分給兩位組員，考慮到成本因素，使得智慧型家居控制部分採用一塊esp8266完成）
系統框圖如下：
開發環境我們選用的是 arduino ide，因為arduino開發方式具有資源豐富，例程完善自帶串列埠偵錯程式，使用方便的特點，同時支援眾多感測器的驅動程式。
(1)心率血氧測試模組：採用max30102，是一種整合了脈搏血氧儀和心率監測儀的生物感測器 ，整合了乙個紅光led，光電檢測器，以及帶環境光抑制的低雜訊線路，可佩戴與耳垂，手指用於可穿戴裝置心率血氧的檢測。
(2)體溫測試模組：通過對比非接觸式人體紅外溫度感測器mlx90615和接觸式體溫檢測感測器max30205，max30205溫度感測器可高精度測量溫度，提供過熱報警/中斷/關斷輸出。器件利用高解析度模/數轉換器(adc)將溫度測量值轉換為數字形式。通過i2c相容2線序列介面進行通訊。
兩塊感測器通過一主多從的i2c協議與m5stick-c相連。此處使用了mini proto unit擴充套件了感測器採集電路。
2.2.2 資料視覺化
通過m5stick-c的螢幕顯示各個感測器的資料資訊。針對不同感測器，我們設計了5個資料視覺化視窗，通過板子的button_home按鍵控制切換。
(1)mode1：顯示人體溫度資料，設計「temperature℃」，將雲端讀出的感測器實時資料顯示在*處。
(2) mode2：顯示室內二氧化碳濃度。設計「co2=ppm」字樣。
(3) mode3：顯示人體心率、血氧資料。設計「heart rate=/min」字樣顯示心率，「blood oxygen=%」字樣顯示血氧含量。
(4) mode4：顯示室內濕度。設計「humidity=**%」字樣。
(5) mode5：顯示控制的電風扇和加濕器的開關狀態。當電器開啟時，對應頁面顯示on，關閉時顯示off。
(1) 通過arduino和hc05經典藍芽模組與m5stick-c進行藍芽資料透傳完成資料互動，該方案具有可行性，我們也完成了相應的除錯，但會esp32同時進行wifi和藍芽的資料傳輸有時會將藍芽連線打斷，且當esp32遠離固定部分時，固定部分將無法正常工作。為此我們設計了方案二：
我們採用一塊esp8266（esp32）作為該部分的控制晶元，連線家庭wifi，與阿里雲進行資料互動，將資料上傳至阿里雲，並通過阿里雲的雲產品流轉的方式，將相應感測器資料下發至可穿戴部分，進行m2m（machine to machine）資料傳輸，完成可穿戴部分對家庭環境資料的獲取。
(1)我們採用了ccs811氣體感測器, ccs811將金屬氧化物氣體感測器和微控制器子系統整合在一起，從而使得智慧型手機、可穿戴裝置和聯網家用裝置能夠實現室內空氣質量(indoor air quality，iaq)監測，主要測量室內空氣中的二氧化碳濃度和室內有機氣態物質tvoc濃度，設定相應閾值提醒使用者開窗通風或採取換氣措施.
(2)hdc1080 是一款具有整合溫度感測器的數字濕度感測器，其能夠以超低功耗提供出色的測量精度。利用該感測器完成對室內溫濕度的測量。
二者同樣通過一主多從的i2c方式與esp8266（esp32）相連，我們選用的模組整合了以上兩種感測器，便於接線。
可穿戴部分和智慧型家居固定部分均通過wifi將資料上傳至阿里雲，在阿里雲的iot控制台配置好產品和裝置以及相應的物模型，即可完成資料上報與資料下發。
雲產品流轉，通過阿里雲提供的規則引擎，配置好雲產品流轉的sql語句，即可完成m2m的資料傳輸。
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