基于单片机的智能睡眠仪设计.docx

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1、批注1： W-三朱体字加总申,，晏两个字中 回空四个格段落间距：段葡、段后为自动，单倍行距全文一圾标题段落用：段前自动；段后自动；单倍行距， 摘要黑体三号不加粗居中二级标Sg段落：段前自动；段后自动；单倍行距；宋体四号项粗缩进I字符（2个中文字）三级标题段落：和正文一致，缩进1字符（2个中文字）， 宋体小四加粗人的一生中有近三分之一的时间在睡眠中度过，睡眠作为生命所需的过程，是机体康复、整合和牢固记忆的重要环节，是健康不可缺少的结构部分。本设计基于以STC12C5A60S2单片机，搭配触摸按键、心率传感器、音乐播放器、蓝牙模块等，实现功能丰宫的智能控制。具体动能包括，通过触摸按键控制灯光和声音

2、的开关、亮度和音量调节；心率传感器模拟人体的呼吸和心率节律，提高睡眠质量音乐播放器可以提供用户喜欢的音频，帮助放松身心，蓝牙模块实现与手机的无线连接，可以通过手机远程遥控智能睡眠仪，调节灯光和声音，播放音频等。实验结果表明，该智能睡眠仪具有良好的性能和稳定性，可以为用户提供更加舒适的睡眠环境，具有一定的实用价值和推广价值。关键词：心率传感器蓝牙音乐播放器C语言批注2:上下边jE254ca;左边距3cj右边电2.20.装订线位选左.IABSTRAClt批注3:英文陶-字体三号HBMNBRomn加粗屑中.所有字母大写Therearenearlyone-thirdofpeopleslifespend

3、inginsleep.Sleepingistheprocessoflifeasneeded.Itisanimportantpartofbodyrehabilitation,integrationandfirmmemory.Itisanindispensablestructuralpartofhealth.ThisdesignisbasedontheSTCI2C5A6()S2singlechipmicrocompu(er,withatouchbutton,heartratesensor,musicplayer,bluetoothmodule,etc.,wecanachieverichfuncti

4、onalintelligentcontrol.Thespecifickineticenergyincludestheswitch.brigh(nessandvolumeadjustmentofthelightandsoundthroughthetouchbutton;theheartratesensorsimulatestherespiratoryandheartraterhythmofthehumanbody.andimprovessleepqualitymusicplayerstoprovideusersfavori(eaudiotohelprelaxthebodyandmind,Thew

5、irelessconnectionofthemobilephonecanberemotelycontrolledbythemobilephonetoremotelycontroltheintelligentsleepinstrument.adjustthelight,soundandplayaudio.Theexperimentalresultsshowthattheintelligentsleepinstrumenthasgoodperformanceandstability,whichcanprovideuserswithamorecomfortablesleepingenvironmen

6、t,mwithcertainpracticalvalueandpromotionalvalue.Keywords：!heartratesensorbluetoothmusicplaye11Clanguage：非一育名W小耳绪论1第一章智能睡眠仪相关知识综述21.1 本设计研究的背景21.2 本设计研窕的意义21.3 国内外研究现状21.4 论文主要内容和结构安排4第二章系统硬件设计52.1 硬件设计思路52.2 单片机控制系统硬件设计52.3 触摸按键电路设计62.4 心率传感器设计72.5 音乐播放器设计82.6 蓝牙模块设计82.7 硬件控制设计9第三章系统软件设计113.1 软件设计思路

7、113.2 单片机控制系统软件设计113.3 心率传感器模块设计133.4 蓝牙模块设计163.5 MP3模块设计15第四章实验与结果分析184.1 系统功能实现184.2 实验与结果分析184.2.1 实验环境184.2.2 实验步骤184.2.3 实验结果与分析194.3 实物展示19结论21参考文献23致谢25批注5:第五章改为实与结果分析，去掉目录多余符号例如5.1后的号通停修改，6.3整体内容就是结论内容放后面储论j批注6:标用宋体三号字加料（中）联两个字中间空四个格互联网可穿戴设备的兴起，一些企业开始在产品智能化和专业性上对智能睡眠产I上下行防空格段前修动；段后.动；单管行睡品做研

8、究。睡眠手环、睡眠枕、睡眠袜、智能床垫等新型产品陆续出现在智能睡眠产品市场上，智能睡眠将是睡眠市场未来的主要方向，并将在市场主导地位占领很长的时间。作为智能助眠产品的先驱，国外的智能助眠产品已经基本完善，市场上经常看到他们的影子。上世纪七八十年代至今，我国经过了改革开放，经济得到了迅速的增长使得人民的生活水平得到较大幅度提高，这也使我国居民的健康及膳食营养状况得到明显改善。正处于转型期的中国，经济的进一步增长对人力资源的质量要求也变得愈来愈高。我国国民睡眠质量不好折射出经济发展不平衡引发的社会问题。在当前社会问题日益严重的大背毋下，因为人口的不断增长经济发展不均衡等引发的工作和生活压力及唾眠问

9、题已经成为全世界课题之一。睡眠情况能够很好的放映出人体身体健康状况，能够及时的发现病症，进而达到及早治疗的效果，从而大幅度提升国内居民健康水平，因此睡眠监测仪行业发展意义重大。但目前来看，睡眠监测仪在国内市场渗透率较低，使用过睡眠监测仪相关产品的居民不到10%,未来行业仍存在巨大发展机遇。本设计基于单片机的智能睡眠仪，主要实现控制灯光及声音的功能，心率传感器，音乐播放器和蓝牙实现与手机的无线连接，从而为用户创造一个更加舒服的睡眠环境该智能睡眠仪主要由硬件和软件两分组成。基于以STCI2C5A60S2单片机，搭配触摸按键、心率传感器、音乐播放器、蓝牙模块等，实现功能丰富的智能控制。具体动能包括，

10、通过触摸按键控制灯光和声音的开关、亮度和音量调节：心率传感器模拟人体的呼吸和心率节律，提高睡眠质量音乐播放器可以提供用户喜欢的音频，帮助放松身心；蓝牙模块实现与手机的无线连接，可以通过手机远程遥控智能睡眠仪，调节灯光和声音，播放音频等。软件方面，通过C语言编写程序，实现信号的接收与处理，控制硬件运行，从而实现睡眠仪的智能化控制。第一章智能睡眠仪相关知识综述批注也章节与JBg内春之同一个空格批注9: 一霰烟-用朱体三号字加剧中）段落间距：段葡、段后为自动全文中除了文蛾标注用宋体，其余符号数字全用TiaesNew Ronan批注7:页码一排在页面的右下角用12 3字体为小五号Tiaes New R

11、oaan1.1 本设计研究的背景在生活节奏加快的现代社会，人们的工作和生活压力也在日益增加，唾眠难以得到从分的保障。睡眠质量的好坏关系到人们的身体状态和精神状态，因此睡眠成为成为人们关注的重要话题。传统的唾眠主要依赖于环境的自然条件，但是这种方式有一定的局限性。为了更好的保障人们的睡眠质量，不断有新技术新产品涌现。本设计在此背景下，设计了一款基于单片机的智能睡眠仪，结合灯光控制和声音，模拟人体呼吸和心跳节律，播放音频等功能，为用户创造一个更加舒适的睡眠环境。该智能睡眠仪具有广泛性和实用性，能够满足人们对于睡眠品质的需求，并具有推广的潜力。1.2 本设计研究的意义进入二十一世纪，人们的健康意识空

12、前提高。人们有近三分之一的时间在睡眠中度过，睡眠作为生命的必需品，是身体机能恢复、重新整合和牢固记忆的重要环节，是健康必不可少的构成部分。据WHO（世界卫生组织）调查，全世界有近27%的人有睡眠质量问题。据中国医师协会等近日发布的2022年中国睡眠指数报告显示，两年疫情后，国人起居生活已基本回归正常。生活恢复忙碌，“夜猫子”比例锐减，相比宅家期间，凌晨入睡的人减少超20%；告别赖床，起床时间提前1小时，近30%的人宅家期间会睡到9点后，现在比例减少至16.6%。本设计基于单片机的智能睡眠仪，通过控制灯光和声音、模拟人体呼吸和心跳等功能，实现智能化的睡眠控制。通过对蓝牙模块的应用，为用户更加便捷

13、的操作方式，可远程控制睡眠仪，进一步提高睡眠质量。睡眠仪的研究和开发，对于推广智能睡眠文化，提高人们的生活质量，具有一定的现实意义和应用价（批注吧：句号?21.3 国内外研究现状在智能家居领域，智能睡眠仪作为其中的种产品已经吸引了越来越多的关注。国外相关研究较早，已经出现了一些相关智能睡眠仪的产品。FirstBeat为公司提供了一种解决方案，包括为员工提供个性化的睡眠和身体活动监测，并结合个人面对面的指导，以提高员工的健康和就业满意度。Dreem是一款由Rhythm公司推出的改善睡眠的可穿戴设备，当设备监测到使用者进入深度睡眠后，其发出的声音能让使用者保持深度睡眠状态，其配置的传感器监测大脑活

14、动，而且实时监测使用者是否已经进入深度睡眠;NeUroon眼罩则采用光照调节的原理，配置多种传感器（包括脑电波、血氧含量、眼球运动和体温传感器）用来判断使用者的睡眠状况，按照睡眠状态数据对眼罩内的人造光源进行调节，光照激活光敏感受体，向大脑负责产生褪黑激素的松果体发送信息，达到调节睡眠的功能：JUVoLabs公司研发出的光纤垫JUVo,通过连接其他的家居设备，营造更好的唾眠氛围，Juvo无源光技术与手机蓝牙配对的检测器监测睡眠时,通过振动频率和时间判断用户的睡眠状态和睡眠阶段,睡眠数据除了可以被Fitbit以及Jawbone等个人设备记录外，也可以直接控制灯光、电视、恒温器等智能家居设备。然而

15、，这些助眠产品因价格昂贵，传感器繁多导致辐射干扰大等缺点，并没有被广大消费者所接受。国内方面，随着智能家居领域的发展，智能睡眠仪也得到了越来越多的重视。当前，国内的智能睡眠仪仍处于研究和开发阶段，尚未推广应用。然而，国内关于智能睡眠仪的研窕成果也开始逐渐增多，相关技术的不断发展将有助于为国内智能睡眠仪的推广应用提供可靠的技术支持。近年来，相关企业和学者在睡眠探究领域开展了积极的理论探索和实践,2019年，哈尔滨理工大学的普贝贝发表了可穿戴式睡眠质量智能检测系统，采用基于翻转的睡眠状况检测方法，先对加速度、角速度数据进行姿态解算，并设计睡眠姿态判定算法、翻转判定算法、深浅睡眠判定算法及睡眠效率评

16、价算法来判定用户的睡眠姿态及睡眠质量。可穿戴部分由DA14580核心控制模块、翻转检测模块、时钟模块和FLASH存储模块组成。软件设计上完成在用户睡眠过程中数据的采集、姿态解算及存储。室内摆放部分由STM32核心处理模块、无线通信模块、人机交互模块、存储模块和环境检测模块成。2020年，贵州大学的刘磊发表了基于多信息融合技术的睡眠监测系统研究与设计，基于STM32为核心的睡眠信号的采集电路，特征级数据融合实现了对睡眠时的心率、呼吸频率、体动、被内温度和是否在床进行监控，通过决策级别融合计算睡眠效率，无线传送模块可以实现数据查看，同时设计了整个睡眠SDK的呼吸率和心率存储方案，将趋势曲线显示到彩

17、色液晶显示屏，睡眠监测装置最后通过实际环境中的睡眠测试，测试表明系统可靠性高，准确度较好。2021年，贵州大学的党长青、陈昌盛、周恒发表了多传感器数据融合睡眠监测系统设计，以STM32F407ZGT6为核心主控芯片，通过可穿戴式背心传感器将所采集到的人体特征信号进行处理、存储和发送到手机APP端，针对单一传感器检测可靠性较差的特点，经过测试表明，该系统实现了常用睡眠参数的准确监测。2022年，重庆邮电大学的刘煌发表了基于腕动信号睡眠分期的监测，采用基于ZigBee局域网络对室内的监控，STM32控制中心SD卡对数据的存储技术，通过4G模块采用TCP通信传输，实现了对睡眠监测的数据管理和远程监测

18、等功能。在国内外研究现状的基础上，本设计旨在设计一款基于单片机的智能睡眠仪来提供更加舒适的睡眠环境，为人们的睡眠质量和生活质量做出贡献。1.4 论文主要内容和结构安排本设计基于单片机的智能睡眠仪，通过控制灯光及声音、心率传感器、音乐播放器和蓝牙等功能，为用户创造更加舒适的睡眠环境。本设计包含五个部分：绪论、相关技术介绍、硬件设计、欧件设计与实现以及实验与结果分析。其中，绪论主要介绍，-*三in：WW?模板页文字智能睡眠仪的背景和意义，以及本设计的研究目的和研究内容：相关技术介绍部分介绍了本设计所用到的技术和设备：硬件设计部分包括了整个智能睡眠仪的硬件方案设计和选型；软件设计与实现部分主要介绍了

19、C语言程序的编写与实现；最后，实验与结果分析部分对智能睡眠仪的性能和稳定性进行了实验验证，以此证明本设计所提出的智能唾眠仪具有一定的实用价值和推广价值。STCI2C5A6()S2单片机是该智能睡眠仪的核心控制系统，其设计和开发是实现该产品高效智能化控制的必要条件。该单片机控制系统主要包括硬件和软件两个部分，本设计将分别从两个方面进行详细介绍。批注12:每章设分页符单独起一页第二章系统硬件设计批注14:本设计 不是本设计 理工做的,是毕业 设计，不单单是论文他之，硬件部分的设计非常重要,它直接影响到智能睡眠仪的使用效果和用户体验。 我们相信，硬件部分的完善设计和优化可以为用户创造一个更加舒适、安

20、全、智能的I批注13：大网,本M少总电第图理BB2.1硬件设计思路本设计博于单片机的智能唾眠仪，I由硬件和软件两部分组成。硬件主要采用LSTC12C5A60S2单片机作为控制核心，配以触摸按键、心率传感器、音乐播放器和蓝牙模块等。触摸按键用于控制灯光和声音的开关、亮度和音量的调节；心率传感器模拟人体的呼吸和心跳节律，提高睡眠质量；音乐播放器可以播放用户喜欢的音频，有助于放松身心；蓝牙模块实现与手机的无线连接，可以通过手机远程控制睡眠仪。整个硬件部分紧凑、易于携带，用户可以随时随地使用。1在硬件设计过程中，我们采用了多种传感器和模块,例如温度传感器、光敏传感器、1T批注15：遢修改声音传感器等，

21、可以对环境进行实时监测，并做出相应控制。此外，我们还对硬件进行了多次优化，保证其可靠性和稳定性，尽可能减少了能耗和成本。的工作环境和稳定的电源供应，从而确保软件正常运行。该智能睡眠仪的硬件设计包括STCl2C5A60S2单片机、蓝牙模块、驱动灯光与声音的电路、心率传感器电路、音乐播放器电路、触摸按键以及电源管理电路等。其中，STC12C5A60S2单片机作为控制核心，通过与其她电路和模块的连通实现各种智能控制。具体来说，STCl2C5A60S2单片机通过10口制触摸按键、心率传感器、音乐播放器和电路控制灯光与声音的开关、亮度和音量。蓝牙模块连接到单片机的串行通讯II,与手机无线连接，实现双向数

22、据传输。电源管理电路用于稳定电源，保障各电路和元件正常工作。dl-二rV5ClVSIIlGNDI(MPF批注18：图片多余穗除所育网络标号期间各胃上S方乱;-)-HM-S-G4;2222T22-图2.2单片机最小系统图2.3 触摸按键电路设计触摸按键是智能睡眠仪的重要组成部分之一，能够实现对睡眠仪各种功能的控制J。在本设计中，采用了四个触摸按键，分别对应灯光开关、声音开关、亮度调节和音量调节。触摸按健电路采用霍尔元件作为接近传感器，利用STC12C5A60S2单片机内部的AD转换模块将触摸信号转换为数字信号，实现对睡眠仪的控制。具体接线方式如下：将触摸按键的一端GND与STC12C5A60S2

23、单片机的GND相连，霍尔元件接STCI2C5A60S2单片机的P3.0、P3.1、P3.2、P3.3四个引脚，另一端分别接P3.4、P3.5、P3.6、P3.7四个引脚。由于霍尔元件对电源电压要求较高，因此还需接入一个5V稳压电源模块，提供稳定的电压供电。在程序设计中，采用了外部中断方式来实现对触摸按键的检测，当检测到按键压下时，触发相应的中断服务程序，通过读取AD转换器的值，判断触摸按键的状态，并进行相应的控制。同时，为了避免按键误触发，程序中加入了一定的防抖功能，使按键操作更加灵敏可靠。经过实验验证，触摸按键电路设计具有较好的稳定性和可靠性，能够满足智能睡眠仪的控制需求。2.4 心率传感器

24、设计心率传感器可通过模拟人体的呼吸和心跳节律来提高睡眠质量。为了实现这一功能，我们设计了心率传感器电路。该电路的核心是一个由NE555组成的稔压多谐振荡器，主要通过调节电容和电阻的取值来控制发出的脉冲信号频率和占空比。在具体的实现中，我们将NE555的输出接到一个按压开关上，当按下按压开关时，心率传感器开始工作，发出模拟人体呼吸和心跳节律的脉冲信号。在测试过程中，我们使用示波器来检测脉冲信号的频率和占空比，同时利用语音信号检测器检测信号的复原度。经过多次调试和优化，我们最终实现了一个稳定可靠、复原度高的心率传感器电路。该心率传感器电路的引入，能够有效提高智能睡眠仪的睡眠质量，使用户在睡眠过程中

25、能够更好地放松身心，从而获得更加舒适的睡眠体验。图2.4心率传感器设计2.5 音乐播放器设计论文中提到的智能睡眠仪中的音乐播放器是该装置设计中的重要组成部分之一。音乐播放器的设计目的是为了帮助用户放松身心，促进更好的睡眠质量。使用的音频文件可以根据用户需求进行选取，并根据个人喜好进行设定。音乐播放器的硬件部分主要包括一个音频放大器和一个SD卡读卡器。这些组件都与STC12C5A60S2单片机相连。音频放大器可以使输出声音的音量具有足够的强度，以便用户可以在没有干扰的情况下享受音乐。SD卡读卡器则是音频文件存储的主要源，允许用户存储她们喜欢的音乐文件并随时播放。在软件方面，使用C语言编程实现了音

26、乐播放器的控制。能够实现对音频文件的读取、解码和转换，并将其生成控制指令发送给单片机。除了可以让用户选择音频文件外，还可以通过用户所需的速度，音量和播放顺序进行调整。此外，还可以根据需要在不同的时段播放不同类型的音频，以便于用户更好的入睡。司Speaker通过对智能睡眠仪的实验结果分析，音乐播放器设计的成功性得到重要的证明。该部分设计确实能够提供给用户一个有益的服务，加强睡眠，放松身体和促进健康。总之，音乐播放器的加入进一步增强了整个智能睡眠仪的实用性，也增加了用户使用该装置的乐趣。UART2RXWGND图2.5音乐播放器设计2.6 蓝牙模块设计在智能睡眠仪的设计中，蓝牙模块被用作与手机的无线

27、连接，从而实现对睡眠仪的远程控制。为了实现这一目的，我们采用了HC-05蓝牙模块，并利用STC12C5A60S2单片机的串口通信功能与其进行通信。在系统设计中，我们首先利用C语言编写蓝牙通信程序，通过串口与HC-05进行数据交互。然后，设计了一个手机应用程序，可以实现对睡眠仪的灯光、声音和音频等功能的控制。用户可以通过该应用程序对睡眠仪进行远程操作，从而实现更加方便、舒适的睡眠体验。实验结果表明，该蓝牙模块具有良好的性能和稳定性，可以实现与手机的无缝连接，并能够准确地接收和处理来自手机的指令。通过该蓝牙模块，用户可以轻松地控制灯光、声音和音频等睡眠仪的功能，从而营造出一个更加宜人的睡眠环境，提

28、高睡眠质量。GND V5三TUART2 RXI ART2 I X 一图2.6蓝牙模块设计2.7 硬件控制设计本设计基于单片机的智能睡眠仪由硬件和软件两部分组成。硬件部分主要采用STC12C5A60S2单片机作为控制核心，搭配触摸按键、心率传感器、音乐播放器、蓝牙模块等，实现功能丰富的智能控制。具体功能包括：通过触摸按键控制灯光和声音的开关、亮度和音量的调节；心率传感器模拟人体的呼吸和心跳节律，提高睡眠质量;音乐播放器可以播放用户喜欢的音频，都助放松身心；蓝牙模块实现与手机的无线连接，可以通过手机远程控制睡眠仪，调节灯光和声音，播放音频等。硬件部分包括：触摸按键模块、显示屏模块、音量控制模块、灯

29、光控制模块、心率传感器模块、音乐播放器模块、蓝牙模块等。其中，触摸按键模块通过检测用户的触摸操作，实现对灯光及声音的控制：显示屏模块显示当前的时间、温度等信息；音量控制模块实现对声音的调节；灯光控制模块控制灯光的亮度和颜色；心率传感器模拟人体的生理信号，提高睡眠质量；音乐播放器模块播放用户选择的音频，帮助放松身心；蓝牙模块实现与手机的无线连接，远程控制睡眠仪。三土GND图2.7智能睡眠仪器原理图第三章系统软件设计3.1 软件设计思路针对智能睡眠仪的功能需求，本设计做了一套完整的软件系统。该系统主要通过STC12C5A60S2单片机，实现对硬件的控制和数据的处理。首先，通过编写C语言程序，实现了

30、触摸按键的控制功能。用户可以通过按键开关控制灯光和声音的开关、亮度和音量的调节。其次，实现了心率传感器的功能。基于人体的呼吸和心跳节律，通过编写程序生成适宜的脉冲信号，提高睡眠质量。第三，针对音乐播放器，本设计使用了SD卡作为外部存储器，并编写了相应的程序实现音频文件的读取和播放。最后，应用了蓝牙模块，实现与手机的无线连接，用户可以通过手机APP远程控制睡眠仪，调节灯光和声音，播放音频等。本设计通过编写C语言程序实现了蓝牙通信的功能。综上所述，本设计的智能睡眠仪软件系统功能丰富、性能稳定，能够满足用户的实际需求。3.2 单片机控制系统软件设计软件设计是该智能睡眠仪控制系统的主要组成部分之一，实

31、现该产品各种智能控制的核心功能。该系统软件主要由程序编写、编译和下载等过程组成。程序编写主要采用C语言进行编写，程序设计中需要充分考虑各种控制和信号输入输出，实现根据用户需求实时自动调节灯光和声音亮度和音量的智能控制。编译和下载主要利用KEILC51开发工具，将程序代码翻译成汇编指令，并将其下载到STCI2C5A60S2单片机中。在设计智能睡眠仪时，信号接收与处理是非常关键的部分。本设计采用了STC12C5A60S2单片机作为控制核心，通过编写C语言程序实现接收和处理各种信号，控制硬件运行，从而实现智能化控制。在信号接收方面，智能唾眠仪采用了触摸按键、蓝牙模块、心率传感器和音乐播放器等模块，通

32、过这些模块接收用户的信号并进行处理。触摸按键实现了灯光和声音的开关、亮度和音量的调节；蓝牙模块实现了与手机的无线连接，从而可以通过手机远程控制睡眠仪，调节灯光和声音，播放音频等：心率传感器模拟人体的呼吸和心跳节律，提高睡眠质量；音乐播放器可以播放用户喜欢的音频，帮助放松身心。在信号处理方面，本设计采用了C语言编写程序进行处理。通过设置各种参数来控制各个模块的运行，从而实现唾眠仪的智能化控制。同时，本设计采用了各种算法来处理各个信号，如滤波算法、放大算法等，从而保证信号的准确性和稳定性。实验结果表明，该智能睡眠仪具有良好的性能和稔定性，可以为用户提供更加舒适的睡眠环境，具有一定的实用价值和推广价

33、值。图3.1系统总流程图3.3 心率传感器模块设计PulseSSSOr是一款用于心率测量、脉搏波形测量和HRV分析的光电反射式模拟传感器。将其佩戴于手指、耳垂等处”通过导线连接可将采集到的模拟信号输出给Arduino.STM32和STC12C5A等具有模拟采集功能的单片机并转换为数字信号，再通过单片机的简单计算后就可以得到心率数值，此外还可将脉搏波形和心率数值通过串Il上传到电脑进行显示皿。PUISeSenSor是一款开源硬件，目前国外官网上已有其对应的ArdUino程序和上位机PrOCeSSing程序，其实用于心率方面和教学演示，也非常方便二次开发必。下位机程序主要有四个部分:采样，滤波，计

34、算和输出。采样:主要通过ADC单元来采样传感器输出的脉搏模拟信号，采样率为500HZ.AD精度一般选择10位精度。滤波:由于脉搏波在动脉中的反射，往往会出现一个重搏波。为了避免重搏波的干扰，在程序中每隔0.6个IBI的值才开始跟踪脉搏的上升H（避开重搏波峰值）。计算:心率的计算是根据相邻两个脉搏波的上升段的中间值之差来确定的IBl的数值，由此就可以算出BPM的数值输出:程序主要通过串口输出数据，数据格式均为ASCn码，由于数据量较大，采用的波特率为115200。其中包含三种数据:以“S”为前缀的，表示脉搏波原始数据（脉象图的数值化表示）；以为前缀的，表示BPM数值（心率值），以“Q”为前缀的，

35、表示IBl数值（相邻两个心跳之间的时间，以亳秒为单位）。这三种数据通过串口发送给上位机PrOCeSSing程序，就会在窗口中显示出来。S数据20ms发送一次，数据量大:B和Q数据只有在检测到有效脉搏后，在每一次心跳后发送一次，数据量小【川。3.4 蓝牙模块设计HC-05嵌入式蓝牙串口通讯模块（以下简称模块）具有两种工作模式：命令响应工作模式和自动连接工作模式，在自幼连接工作模式下模块又可分为主（Master）、从（Slave）和回环（LooPbaCk）三种工作角色”包当模块处于自动连接工作模式时，将自动根据事先设定的方式连接的数据传输；当模块处于命令响应工作模式时能执行下述所有AT命令，用户可

36、向模块发送各种AT指令，为模块设定控制参数或发布控制命令【均。通过控制模块外部引脚（PK）Il）输入电平，可以实现模块工作状态的动态转换U叽表3-1模块引脚说明序号名称说明1LED配对状态输出，配对成功输出高电平，未配对则输出低电平2KEY用于进入AT状态：高电平有效（悬空默认为低电平）3RXD模块中11接收脚（TTL电平，不能直接接RS232电平），可接单片机的TXD4TXD模块串口发送脚（TTL电平，不能直接接RS232电平），可接”1片机的RXD5GND地6VCC电源（3.3-5.OV）常用的自动连接工作模式分别是主机模式和从机模式配对进行数据传输。选定使用的工作模式并再次上电后，模块就

37、会自动按照设定好的工作模式进行数据发送和接收17。图3.3蓝牙模块子流程图3.5 MP3模块设计MP3-TF-16P是个提供串口的语音模块，完美的集成了MP3、WAV、WMA的硬解码。同时软件支持TF卡驱动，支持FATl6、FAT32文件系统1间。通过简单的串口指令即可完成播放指定的音乐，以及如何播放音乐等功能，无需繁琐的底层操作，使用方便，稳定可靠是此款产品的最大特点U%模块我们采用的是AD按键的方式，取代了传统了矩阵键盘的接法，这样做的好处是充分利用了MCU越来越强大的AD功能。设计简约而不简单，我们模块默认配置2个AD口,20个按键的阻值分配，如果使用在强电磁干扰或者强感性、容性负载的场

38、合网。图3.4MP3模块子流程图第四章实验与结果分析4.1 系统功能实现本设计基于STeI2C5A60S2单片机的智能睡眠仪，具备多种实用功能。其中，触摸按键可控制灯光和声音的开关，亮度和音量的调节：心率传感器可模拟人体的呼吸和心跳节律，提高睡眠质量；音乐播放器可播放用户喜欢的音频，帮助放松身心；蓝牙模块可实现与手机的无线连接，通过手机远程控制睡眠仪，调节灯光和声音，播放音频等。软件方面，通过编写C语言程序，实现接收和处理各种信号，控制硬件运行，从而实现睡眠仪的智能化控制。硬件方面，智能睡眠仪由触摸按健、心率传感器、音乐播放器和蓝牙模块等几部分构成。通过这些硬件设备的协同作用，智能睡眠仪可以产

39、生丰富的灯光和声音，来给人们带来更好的睡眠体验。批注22:第五，要么仿真实现,要么实物图片也 招商险证不能只有文字同大实验结果表明，该智能睡眠仪具有良好的性能和稳定性，可以有效提高睡眠质量，为用户创造一个更加舒适的睡眠环境。此外，该睡眠I仪还具有一定的实用价值和推广价值，有望被推广到更广泛的应用范围中去。4.2 实验与结果分析4.2.1 实验环境本设计基于单片机的智能睡眠仪，主要实现控制灯光及声音的功能，心率传感器、音乐播放器和蓝牙实现与手机的无线连接，为用户创造一个更加舒适的睡眠环境。硬件采用STCl2C5A60S2单片机作为控制核心，搭配触摸按键、心率传感器、音乐播放器、蓝牙模块等，实现功

40、能丰富的智能控制。软件方面，通过编写C语言程序实现接收和处理各种信号，控制硬件运行，实现睡眠仪的智能化控制。实验结果表明，该智能睡眠仪具有良好的性能和稳定性，可以为用户提供更加舒适的睡眠环境，有一定的实用价值和推广价值。4.2.2 实验步骤在实验中，我们先使用触摸按键控制灯光和声音的开关、亮度和音量的调节。随后，通过心率传感器模拟人体的呼吸和心跳节律，提高睡眠质量。此外，音乐播放器可以播放用户喜欢的音频，帮助放松身心。最后，我们测试了蓝牙模块，成功实现了与手机的无线连接，在手机端控制睡眠仪，调节灯光和声音，播放音频等功能均正常。经过多次实验和对比，我们发现该智能睡眠仪在功能方面表现出色，稳定性

41、也非常可靠，可以为用户提供更加舒适的睡眠环境。4.2.3 实验结果与分析本设计基于单片机的智能睡眠仪，通过硬件和软件的双重控制实现了多种功能。在实验中，对睡眠仪进行了正常使用测试和功能检测。测试结果表明该智能睡眠仪在控制灯光和声音方面具有较好的灵敏性和响应速度，能够根据用户需求实现亮度和音量的调节。在心率传感器方面，实验表明睡眠仪能够准确模拟人体的呼吸和心跳节律,并对用户的唾眠质量有明显的提高。音乐播放器功能良好，能够播放用户所喜欢的音频，有助于放松身心。同时，与手机的无线连接也实现了良好的通信，可以通过手机远程控制唾眠仪的各种功能。总体而言，该智能睡眠仪具有良好的性能和稳定性，可以为用户提供

42、更加舒适的睡眠环境，具有一定的实用价值和推广价值。4.3 实物展示图4.1智能睡眠仪实物图图4.2智能睡眠仪演示图本设计基于单片机的智能睡眠仪，实现了控制灯光及声音、心率传感器、音乐播放器和蓝牙无线连接等功能，通过编写C语言程序实现睡眠仪的智能化控制。实验结果表明，该智能睡眠仪具有良好的性能和稳定性，有较高的实用和推广价值。在设计过程中，我们遇到了一些难题，如单片机的外围电路设计和程序优化等，但通过不断调试和改进，最终成功实现了设计目标。下一步，可以考虑更进一步地扩展睡眠仪的功能，比如加入多种呼吸和心跳节律模式、提供更多音频选择以及智能化的数据监测和分析等。同时，还可以考虑优化硬件布局，降低成

43、本，进一步提高使用体验，为用户带来更多的便利。在本设计中，采用了C语言对智能睡眠仪的程序进行编写，通过接收和处理各种信号，实现对硬件的智能控制，从而实现用户对睡眠环境的可控性。首先，通过编写程序实现对触摸按键的控制。当用户触摸按键时，程序可以识别用户的操作并对灯光和声音进行开关、亮度和音量的调节。其次，通过编写程序实现对心率传感器的控制。程序可以模拟人体的呼吸和心跳节律，并根据用户的需求进行调节，提高睡眠质量。同时，通过编写程序实现对音乐播放器的控制。程序可以播放用户所喜欢的音频，并根据用户的需求进行调节，帮助放松身心。最后，通过编写程序实现对蓝牙模块的控制。程序可以实现与手机的无线连接，用户

44、可以通过手机远程控制睡眠仪，并进行灯光和声音的调节，音频播放等操作。在信号接收方面，智能唾眠仪采用了触摸按键、蓝牙模块、心率传感器和音乐播放器等模块，通过这些模块接收用户的信号并进行处理。触摸按键实现了灯光和声音的开关、亮度和音量的调节；蓝牙模块实现了与手机的无线连接，从而可以通过手机远程控制睡眠仪，调节灯光和声音，播放音频等；心率传感器模拟人体的呼吸和心跳节律，提高睡眠质量；音乐播放器可以播放用户喜欢的音频，帮助放松身心。在信号处理方面，本设计采用了C语言编写程序进行处理。通过设置各种参数来控制各个模块的运行，从而实现睡眠仪的智能化控制。同时，本设计采用了各种算法来处理各个信号，如滤波算法、

45、放大算法等，从而保证信号的准确性和稳定性。综上所述，通过对C语言程序的编写，可以实现智能睡眠仪的智能控制，提高用户对唾眠环境的满意程度。在未来，基于单片机的智能睡眠仪将会迎来更多的创新和发展。以下是几点可能的发展方向：L智能化程度更高：未来可以将人工智能技术应用于智能睡眠仪中，实现更加智能化的控制，例如自动识别用户的身体状况和睡眠状态，智能调节灯光和声音等。2 .功能更加丰富：除了基本的控制灯光和声音的功能外，未来智能睡眠仪还可以具备更多的功能，例如计时器、闹钟、温度和湿度控制等，从而满足用户更多的需求。3 .更加舒适的唾眠体验：未来智能睡眠仪可以加入更多的舒适性设计，例如按摩功能、气压感应、

46、遮光窗帘等，提高睡眠的质量和舒适性。4 .可穿戴智能睡眠仪：未来的智能睡眠仪可以集成于智能手环、智能眼镜等可穿戴设备中，实现更加自然流畅的体验，也可以方便用户随时随地使用。综上所述，未来的智能睡眠仪将会发展出更加智能化、舒适化、多功能和可穿戴化的趋势考文献I批注切：单独成页标直文字中间不要者空格1沈诚.模拟自然光智能助睡LED大灯系统的研究与设计J技术与应用，2016,15(7)：19-21.5 2RB.Berry.R.Brooks,CE.Gamaldo.etal.TheAASMManualfortheScoringofSleepandAssociatedEvencRules,Terminol

47、ogyandTechnicalSpecificationsJ.Version2.0.2012,10(7):112-120.3 Perez-PozueloI,ZhaiB,PalottiJ,etal.Thefutureofsleepheal(h:adata-drivenrevolutioninsleepscienceandmedicineJ.NPJDigitMed.2020,3(1):42.4王琼.基于嵌入式Linux数据采集系统的软件设计与实现D.电子科技大学硕士论文，2013.5DL.Eckberg,JR.Halliwill,LA.Beightol.etal.HumanVagalBaroreflexMechanismsinSpaceJ.JPhysiol,2010,588(7):1129-1138.6曹贝贝.可穿戴式睡眠质量智能检测系统D.哈尔滨理工大学硕士论文，2019.7刘磊发.基于多信息融合技术的睡眠监测系统研究与设计D.贵州大学硕士论文,2020.8