1)根据上述工作原理(见图6-12),选择加速度传感器作为判定人体状态的依据,使用了MMA7260三轴加速度传感器从XYZ三个方向来同时获取老人身体运动,提高了监测仪的准确度,减少了监测仪的体积。
2)设计外围电路,选用OS128064P作为显示屏。绘制PCB,制作底板,加工外形,完成装置整体硬件设计。老人身体状态监测仪的内部模块连接关系为:CC2430微处理器分别与电源稳压模块、OLED显示模块、按键及速度传感器MMA7260QT相连接。为了便于老人携带和使用,监测仪使用两节七号干电池供电。在正常工作模式下,两节七号干电池可支持一个终端监测仪工作3~6个月,甚至更长。
图6-12 老人身体状态监测装置实现原理结构图
图6-13 协调器实物图
3)协调器的硬件部分使用的是成都无线龙公司的ZigBee开发套件,包括ZigBee无线模块和扩展底板;身体状态监测仪由无线模块和自行设计的功能底板组成。终端监测仪的尺寸为65mm×35mm×20mm,重量仅60g,协调器的尺寸为70mm×55mm×25mm,体积小巧,便于佩戴于人体上以及与计算机相连。另外还需要一根用于连接ZigBee协调器和计算机的串口线,以及为ZigBee协调器供电的220V-5V的DC电源。如图6-13和图6-14所示。
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图6-14 老人身体状态监测装置实物
4)编写软件程序包括对通过ZigBee网络传输来的身体状态监控报警端(简称“上位机”)的程序和身体状态监测装置程序。针对每种状态,逐一获取相对应的加速度传感器三轴的输出电压范围,在身体状态监测装置的程序将此范围作为状态判断的依据。
5)程序编写。上位机软件基于Microsoft Visual 2010实现。身体状态监测装置的软件部分使用IAR Embedded Workbench 7.30B。
老人身体状态监测装置的软件流程图如图6-15所示。监测仪初始化后,扫描信道,并加入到协调器基站建立的网络中,获得16位网络地址,监测仪的屏幕上会显示菜单,用户单击“连接网络”后,监测仪与协调器基站建立绑定关系,用户单击“发送数据”后,监测仪开始进行身体状态的监测,每隔0.5s读取加速度传感器MMA7260QT的三轴加速度数据,并进行A-D转换,通过分类器的判断得到老人的身体状态,并判断是否与前一次的状态相同,若相同则继续监测,若不相同则将数据打包后发送给协调器基站;老人单击菜单上的“紧急求救”后,监测仪向协调器基站发送紧急报警信息。
图6-15 老人身体状态监测仪软件流程
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