本文为2023年第十八届中国研究生电子设计竞赛安谋科技企业命题二等奖分享，参加极术社区的【有奖活动】分享2023研电赛作品扩大影响力，更有丰富电子礼品等你来领！，分享2023研电赛作品扩大影响力，更有丰富电子礼品等你来领！
参赛单位：上海理工大学
指导老师：夏鲲
参赛队员：王欣捷 周子雨 张凌翔
视频展示
https://www.bilibili.com/video/BV1BN4y1R7h9/?aid=null&cid=null&page=1
作品简介
数据调查显示，90%的老人选择独居养老，独居老人突发疾病等安全问题无法及时发现，危及生命。独居老人无人监护、脱离时代、社交孤立等问题成为社会热点。
生理指标监测在日常健康管理和临床医疗诊断中扮演着重要角色。佩戴式监测产品有操作困难、舒适度欠佳等问题，针对这些问题，非接触式监测能够提供更为便捷、舒适的解决方案。同时，非接触式监测产品市场缺口大，这也为产品研发提供广阔的商业前景。 
为解决独居老人健康监护、电子产品操作困难和与时代文化融合的问题，团队设计基于毫米波雷达的健康助手。主要功能如下：
功能一：生理指标监测
系统通过毫米波雷达模块采集用户生理指标，通过串口通信将数据发送回EAIDK-610，在控制板内部进行数据处理与存储，将用户心跳数据、心率波形、呼吸频率数值显示在UI界面内。
功能二：人脸识别登陆系统
用户可点击界面中的信息录入，采集人脸信息以及基础信息，录入后，用户便可点击人脸登录按钮，系统通过USB摄像机采集用户脸部信息。系统进行人脸检测、图像预处理、特征提取、目标识别。识别成功后，进入生理指标监测界面。
功能三：语音控制智能家居
用户可以通过语音唤醒词“小微小微”，唤醒系统进行语音识别。接下来通过控制指令，如：“开空调、关空调、调节模式、设置为25℃”等，完成对室内小米智能家居的控制。同时，UI界面会更新当前家具的状态。
系统框图
系统采用Arm架构的EAIDK-610作为控制核心，采用60G毫米波生物感知雷达，实时监测生理指标；采用3.6mmUSB摄像头，实现人脸识别登入系统；安装7寸IPS高清触摸显示屏，将展示用户生理指标可视化；配备扬声器和麦克风，实现语音交互，完成ChatGPT智能问诊和小米智能家居控制。
供电板设计
本系统由24V可充电锂电池供电，根据不同模块的供电需求，设计开关电源。其中，EAIDK-610硬件平台供电模块采用LM2576R-12为核心芯片，配合外围Buck组成；毫米波雷达、显示屏供电模块采用TPS54331，配合外围Buck组成。供电系统框图如图所示： 
部分硬件电路如图所示:
系统软件设计
软件设计由毫米波雷达、ChatGPT交互、人脸识别、UI界面设计4部分组成。流程框图分别如下： 
机械结构设计
作品使用SolidWorks软件进行了系统整体建模，采用白色光敏树脂9400材料，运用工业级光固类打印技术加工了作品的外壳，保证了作品结构外壳尺寸精度高、稳定性好并且拥有低收缩率和优异的耐变黄性。在健康助手的机械结构设计中，我们充分考虑到设备长时间运行的稳定性。外壳耗材应选择坚固可靠、散热绝缘的材料。外观设计应考虑作品功能，例如加强麦克风采集处的收音功能等。
综合上述要求及环保性、人性化外观设计，最终，机械结构由长方体外壳、背板以及雷达支架三部分所组成。 
参赛体会
在本次的研电赛中，与两位出色的队友组队是一次极富意义的经历。我们三人各自擅长领域的融合让团队更具创造力和多样性。在紧张的比赛中，我们互相协作，共同克服了许多技术难题，也深入交流了专业知识。比赛不仅仅是角逐，更是一次宝贵的学习机会。队友的支持与合作让我们深刻体会到团结的力量，这份感动将激励我们在未来的科研和竞赛中更加努力，追求卓越。
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