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3 系统软件设计 系统的软件设计包括下位机软件设计和上位机软件设计两部分

人气:发表时间:2018-06-06 16:30
摘要:此系统以社区为单位对空巢老人进行统一的日常监护,实现摔倒检测、脉搏检测、告急报警、室内平安监测以及进门人员身份辨认等多种功能,从多个角度关注老人的平安和健康状况,...

  0 弁言

  随着社会经济的成长,人口流动性加年夜,家庭布局也在赓续发生转变,越来越多的老年人零丁居住,无人照料。据第六次人口普查数据显示,在有老年人的家庭中,空巢家庭占比已达到31.77%,随同老龄化水平的加深,空巢家庭的比重仍会迅速上升,同时老人的健康环境也会限制其后代的就业选择与工作时长,老年人的平安监护问题己成为社会关注的核心。目前,基于GSM的老人长途监护系统在海内获得推广,基于图像懂得的家庭监护技巧也在国外展开研究。然而,这些措施往往因为救助不实时或是老人病发时失去求救才能而错过最佳的救治光阴,给家人带来遗憾。本文针对空巢老人的平安监护问题,设计了基于ZigBeeLabVIEW的社区空巢老人室内监护与报警系统。此系统以社区为单位对空巢老人进行统一的日常监护,实现摔倒检测、脉搏检测、告急报警、室内平安监测以及进门人员身份辨认等多种功能,从多个角度关注老人的平安和健康状况,使后代在外加倍安心。

  1 系统总体设计

  社区空巢老人监护系统由终端节点、ZigBee网络和社区监护中心三部分构成。

  (1)终端节点。终端节点由移动式监护仪、智能家居传感器、RFID门禁模块和ZigBee模块组成,分手放置在老人身上、厨房、房门等地位,用来及时采集室内监护的各项数据。这些数据经单片机处置惩罚后通过ZigBee模块发送到无线通信网络。

  (2)ZigBee网络。采纳ZigBee协议,构建网状型拓扑布局,与用户端的ZigBee节点配合完成用户端向社区监护中心无线传输数据的功能。

  (3)社区监护中心。基于LabVIEW平台构建监护中心上位机系统,通过RS232串话柄时接收各个用户单元发送的数据,同时存储并显示各用户的环境。一旦发生非常,系统会向监护人员发出警报,由监护人员确认老人的环境并实时采取步伐进行处置惩罚。

  系统总体布局示意图如图1所示。

基于ZigBee和LabVIEW的社区空巢老人监护系统设计

  2 系统硬件设计

  本系统的硬件设计包括用户端硬件设计和ZigBee网络节点硬件设计,配合完成监护参数的数据采集和无线传输。

  2.1 用户端

  用户端作为监护系统的终端节点,主要完成空巢老人身体状况检测、家庭安防智能监控以及进门人员的身份辨认等功能。用户端分为移动式监护仪、厨房燃气等检测仪和入户门禁模块。

  (1)移动式监护仪。老人随身携带的移动式监护仪终端节点,以STM32为焦点,配以加速度传感器、脉搏传感器、报警按钮和无线发射模块,实现摔倒检测、脉搏监测和告急报警等功能。图2为监护仪硬件布局框图。此中,加速度传感器MPU6050用于老人的摔倒检测,当人在直立或行走时,z轴的加速度接近g,x轴和y轴加速度约为0,而跌倒时三个轴向的加速度均会发生明显变更,通过与设定阈值对照,可以断定是否有摔倒发生;脉搏传感器(pulse sensor)是一款用于脉搏心率测量的光电反射式模拟传感器,将其佩戴于手指或耳垂处,通过单片机处置惩罚可将采集到的模拟信号转化为数字信号并获得人体的心率数值;报警按钮用来处置惩罚紧遽变乱,当突发疾病或有不测发生时,老人可以通过监护仪上的紧急报警按钮主动向小区监护中心发出报警告急信号;无线收发模块NRF24L01外形小巧,作为无线发射模块,可以减小监护仪的体积,加倍便于携带,它将监护仪采集到的数据发送授与ZigBee节点相连的无线接收模块,再通过ZigBee节点传送到ZigBee网络中,从而实现无线传输的目的。

基于ZigBee和LabVIEW的社区空巢老人监护系统设计

  (2)燃气检测仪和温湿度检测仪。在厨房安装的温湿度检测模块和燃气检测模块,作为系统的终端节点,具有监测室内平安的功能。随着生活程度的成长和电子信息技巧的进步,越来越多的家庭使用家庭监控系统对家居进行智能监控。而老年人随着年龄的增长,听觉和嗅觉等均发生退化,记忆力赓续下降,当室内呈现平安隐患时往往很难察觉,因此家庭的智能监控更应该遍及到空巢家庭中。本系统选用烟雾气敏传感器MQ-2和温湿度传感器DHT11监测厨房的燃气浓度和各房间的温湿度,各模块以支持ZigBee协议的CC2430作为焦点芯片。CC2430芯片具备MCS-51内核、EEPROM、非易失性存储器和多种IO接口,既可以完成普通单片机的所有工作,又能使用片内的无线收发组件完成所有有关ZigBee网络传输的工作,将传感器节点采集的数据进行处置惩罚并传输。

标签:ZigBee,LabVIEW,监护系统

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