專利名稱：養(yǎng)老院智能報(bào)警定位系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種報(bào)警定位系統(tǒng)，具體涉及ー種基于ZigBee無線傳感技術(shù)的養(yǎng)老院智能報(bào)警定位系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著我國人ロ老齡化的加速，養(yǎng)老院、老年公寓等社會性的養(yǎng)老機(jī)構(gòu)的需求在不斷地増加。目前的養(yǎng)老機(jī)構(gòu)缺乏能夠時(shí)刻對老人健康監(jiān)護(hù)的系統(tǒng)和能夠讓老人在緊急時(shí)刻報(bào)警并定位的隨身裝置。中國專利號為200520108190. 5的專利公開了ー種老人監(jiān)護(hù)報(bào)警系統(tǒng)，它主要由老人隨身佩戴的ー個(gè)人體姿態(tài)傳感器及無線發(fā)射裝置、將室內(nèi)房間劃分為多個(gè)區(qū)域的人體 熱釋電紅外傳感器及無線發(fā)射裝置、和市話交換機(jī)連接并用無線接收裝置和前二者保持聯(lián)絡(luò)的室內(nèi)主機(jī)以及放置在救護(hù)中心的接收報(bào)警和管理系統(tǒng)四部分組成。該系統(tǒng)主要應(yīng)用于単身老人遇突發(fā)疾病或意外的求助報(bào)警。中國專利號為201020602032. 6的實(shí)用新型專利提出了一種便攜式脈搏體溫監(jiān)測裝置。用于對人體的體溫計(jì)脈搏進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)。該裝置包括體征測量模塊、無線收發(fā)模塊以及遠(yuǎn)程監(jiān)測終端。體征測量模塊將測量到的人體信息轉(zhuǎn)化為電信號，通過無線收發(fā)模塊傳輸給遠(yuǎn)程監(jiān)控終端，并通過無線收發(fā)模塊接收遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)終端發(fā)出的指令?？梢钥闯?，目前我國市場上的監(jiān)護(hù)裝置結(jié)構(gòu)單一，往往只含監(jiān)護(hù)模塊，最多加上一個(gè)報(bào)警器。這種裝置雖然能達(dá)到監(jiān)護(hù)人體并緊急時(shí)報(bào)警的功能，但不能實(shí)現(xiàn)對其定位的作用，不能最大化地縮短對報(bào)警人的救助時(shí)間。因此缺少將人體監(jiān)護(hù)、報(bào)警以及及時(shí)定位集為一體的裝置。ZigBee是ー種短距離、低復(fù)雜度、低數(shù)據(jù)速率、低成本的雙向無線通信技木。ZigBee協(xié)議規(guī)范使用了 IEEE802. 15. 4定義的物理層、媒體介質(zhì)訪問層，并在此基礎(chǔ)上定義了網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層框架。目前我國室內(nèi)無線定位技術(shù)主要采用的有紅外線室內(nèi)定位技術(shù)、超聲波定位技術(shù)和WiFi技木。雖然紅外線具有較高的室內(nèi)定位精度，但由于光線不能穿過障礙物，紅外射線僅能視距傳播，傳播距離短，傳輸效果差。超聲波定位是采用反射式測距法，通過三角定位等算法確定物體的位置，定位精度較高，結(jié)構(gòu)簡單，但超聲波受多徑效應(yīng)和非視距傳播影響很大，需要大量的硬件設(shè)施，成本較高。WiFi定位是ー種全新的信息獲取平臺，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的大范圍定位。但WiFi優(yōu)異的傳輸速度是以大的功耗為代價(jià)的，大多數(shù)便攜WiFi都需要常規(guī)電池，這使得WiFi較ZigBee而言不適用于低功耗的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。采用ZigBee技術(shù)不僅通信效率高，而且低功耗、低成本，更加適用于生活中去。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服以上現(xiàn)有技術(shù)和儀器的不足，本發(fā)明g在實(shí)現(xiàn)ー種以ZigBee技術(shù)為基礎(chǔ)的定位監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有低功耗、低成本的特點(diǎn)。同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了ー種養(yǎng)老院智能報(bào)警定位方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是ー種養(yǎng)老院智能報(bào)警定位系統(tǒng)，包括無線傳感定位網(wǎng)絡(luò)、外部報(bào)警電路、定位顯示模塊，其特征是，所述無線傳感定位網(wǎng)絡(luò)，包括一個(gè)協(xié)調(diào)器、多個(gè)參考節(jié)點(diǎn)和多個(gè)盲節(jié)點(diǎn)；-所述參考節(jié)點(diǎn)放置于養(yǎng)老院內(nèi)的不同位置，用來接收帶RSSI值的信息包并計(jì)算RSSI平均值，并將該平均值返回給盲節(jié)點(diǎn)；-所述盲節(jié)點(diǎn)，為老人佩戴的腕帶中的ZigBee無線節(jié)點(diǎn)定位模塊,所述盲節(jié)點(diǎn)在參考節(jié)點(diǎn)包圍的區(qū)域內(nèi)任意移動，可向周圍空間廣播RSSI簇，并接收一定范圍內(nèi)的參考節(jié) 點(diǎn)的RSSI平均值，并使用硬件定位引擎計(jì)算該盲節(jié)點(diǎn)本身的位置，然后將計(jì)算出的位置通過無線方式發(fā)送到協(xié)調(diào)器；-所述協(xié)調(diào)器通過串行ロ與定位顯示模塊的計(jì)算機(jī)相連，將接收到的各節(jié)點(diǎn)反饋的有效數(shù)據(jù)傳輸給定位顯示模塊進(jìn)行處理；所述外部報(bào)警電路，用于接收由所述腕帶內(nèi)的無線發(fā)射報(bào)警模塊發(fā)出的報(bào)警信息，并將該信息傳遞給定位顯示模塊的計(jì)算機(jī)，同時(shí)激發(fā)報(bào)警音；所述定位顯示模塊，用于對接收到的信息的進(jìn)行定位計(jì)算和顯示，包括用于計(jì)算并儲存數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)以及至少一臺顯示終端。所述的養(yǎng)老院智能報(bào)警定位系統(tǒng)，其特征是，所述腕帶由脈搏傳感器模塊、單片機(jī)控制模塊、無線發(fā)射報(bào)警模塊、ZigBee無線節(jié)點(diǎn)定位模塊和電池模塊組成；所述脈搏傳感器模塊用來采集老人的脈搏信號，并將該信號傳送至單片機(jī)控制模塊中進(jìn)行判斷，一旦脈搏信號異常，單片機(jī)控制模塊將驅(qū)動與之相連接的無線發(fā)射報(bào)警模塊，發(fā)射報(bào)警信號。所述的養(yǎng)老院智能報(bào)警定位系統(tǒng)，其特征是，所述脈搏傳感器模塊是由1451壓カ傳感器及其相關(guān)信號處理電路構(gòu)成；所述單片機(jī)控制模塊選用MSP430F1232單片機(jī)，脈搏傳感器模塊與單片機(jī)控制模塊用串行ロ相連，用以監(jiān)測采集老人的脈搏信號；所述無線發(fā)射模塊采用射頻芯片nRF24L01 ;當(dāng)所述單片機(jī)控制模塊采集到的脈搏信號異常時(shí)，所述單片機(jī)控制模塊立即控制射頻芯片nRF24L01將報(bào)警數(shù)據(jù)發(fā)送給報(bào)警電路；所述的ZigBee無線節(jié)點(diǎn)定位模塊由CC2431芯片及外圍電路構(gòu)成，與ZigBee無線參考節(jié)點(diǎn)和協(xié)調(diào)器一起構(gòu)成無線定位網(wǎng)絡(luò)，用來確定老人在養(yǎng)老院中所處的位置；所述電池模塊采用紐扣電池，為腕帶中電路提供能源。所述的養(yǎng)老院智能報(bào)警定位系統(tǒng)，其特征是，所述腕帶包括ー個(gè)報(bào)警開關(guān)，當(dāng)打開該開關(guān)時(shí)，腕帶發(fā)射無線報(bào)警信號，此舉意在當(dāng)處于緊急情況時(shí)，老人可以通過主動報(bào)警。所述的養(yǎng)老院智能報(bào)警定位系統(tǒng)，其特征是，所述的參考節(jié)點(diǎn)和協(xié)調(diào)器均使用CC2430芯片，盲節(jié)點(diǎn)采用帶有定位引擎的無線射頻芯片CC2431。所述的養(yǎng)老院智能報(bào)警定位系統(tǒng)，其特征是，所述脈搏傳感器選取1451壓カ傳感器，在脈搏傳感器信號調(diào)理電路設(shè)計(jì)中，引入TPS76333穩(wěn)壓器，為壓カ傳感器、儀表放大器AD620提供3V的工作電壓；TPS76333穩(wěn)壓器111既可以降壓也可以作為開關(guān)使用，能夠?qū)崿F(xiàn)脈搏傳感器間隔一定的時(shí)間后進(jìn)行檢測，更好地實(shí)現(xiàn)了節(jié)能。所述的養(yǎng)老院智能報(bào)警定位系統(tǒng)，其特征是，所述計(jì)算機(jī)上儲存有各個(gè)老人的健康信息，以便于在急救時(shí)作參考。
本發(fā)明同時(shí)提供ー種養(yǎng)老院智能報(bào)警定位方法，包括如下步驟第一歩搭建無線定位系統(tǒng)，步驟如下I. I)根據(jù)養(yǎng)老院內(nèi)的建筑環(huán)境分布的特點(diǎn)，將若干個(gè)參考節(jié)點(diǎn)放置于養(yǎng)老院內(nèi)，使得這些參考節(jié)點(diǎn)可以相對于養(yǎng)老院內(nèi)部地理位置進(jìn)行定位；I. 2)給老人佩戴腕帶,所述腕帶包括ZigBee無線節(jié)點(diǎn)定位模塊，即盲節(jié)點(diǎn)；I. 3)將協(xié)調(diào)器通過串ロ與計(jì)算機(jī)連接；I. 4)打開參考節(jié)點(diǎn)、腕帶和協(xié)調(diào)器的電源開關(guān)；I. 5)打開計(jì)算機(jī)上的定位模塊，將各個(gè)參考節(jié)點(diǎn)以及盲節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)，設(shè)定各個(gè)參考 節(jié)點(diǎn)模塊的坐標(biāo)值，此時(shí)，顯示終端上將實(shí)時(shí)顯示出各個(gè)佩戴腕帶的老人的位置；第二步報(bào)警，包括兩種情況2. I)主動報(bào)警腕帶上的報(bào)警按鈕被按下時(shí)，通過無線方式發(fā)送報(bào)警信息；2. 2)自動報(bào)警當(dāng)老人的脈搏頻率低于規(guī)定值時(shí)，此時(shí)意味著老人可能出現(xiàn)突發(fā)病情，腕帶自動通過無線發(fā)送報(bào)警信息；第三步定位顯示，無線定位系統(tǒng)接收到報(bào)警信息后，發(fā)出報(bào)警音，同時(shí)，在顯示終端上，代表報(bào)警老人位置的坐標(biāo)點(diǎn)將高亮顯示。所述的養(yǎng)老院智能報(bào)警定位方法，第三步中，在顯示報(bào)警老人的位置時(shí)，同時(shí)顯示該報(bào)警者的健康信息。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明采用ZigBee的定位技術(shù)，由于ZigBee的標(biāo)準(zhǔn)為免費(fèi)使用的無線通信標(biāo)準(zhǔn)，所以成本低；ZigBee無線模塊具有低耗電的特點(diǎn)，可以長時(shí)間使用而不更換電池；結(jié)構(gòu)簡單，可以實(shí)現(xiàn)其小型化，重量輕，便于包裝與攜帯；能夠定位，可以實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)。


圖I :總體組成框2 =ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)關(guān)系3:腕帶內(nèi)的連接圖
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理和工作原理進(jìn)ー步詳細(xì)說明。本發(fā)明所述的ZigBee技術(shù)為基礎(chǔ)的定位監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng)(如圖I)。包括無線傳感定位網(wǎng)絡(luò)、外部報(bào)警電路3、定位顯示模塊。無線傳感定位網(wǎng)絡(luò)包括一個(gè)協(xié)調(diào)器4、多個(gè)參考節(jié)點(diǎn)2和多個(gè)盲節(jié)點(diǎn)14。協(xié)調(diào)器4通過串ロ與用來顯示定位的計(jì)算機(jī)5相連，參考節(jié)點(diǎn)2均勻放置于養(yǎng)老院內(nèi)，盲節(jié)點(diǎn)14即為老人佩戴的腕帶I中的ZigBee無線節(jié)點(diǎn)定位模塊14。所述的參考節(jié)點(diǎn)2和協(xié)調(diào)器4均使用CC2430芯片，盲節(jié)點(diǎn)14采用帶有定位引擎的無線射頻芯片CC2431.老人佩戴的腕帶I由脈搏傳感器模塊11、無線發(fā)射報(bào)警模塊12、單片機(jī)控制模塊13、ZigBee無線節(jié)點(diǎn)定位模塊14和電池模塊15組成。脈搏傳感器模塊11用來采集老人的脈搏信號，并將該信號傳送至單片機(jī)控制模塊12中進(jìn)行判斷，一旦脈搏信號異常，單片機(jī)控制模塊12將驅(qū)動與之相連接的無線發(fā)射報(bào)警模塊13，發(fā)射報(bào)警信號。除此之外，老人可在緊急時(shí)刻打開無線報(bào)警開關(guān)，立即發(fā)送報(bào)警信號。
外部報(bào)警電路3由單片機(jī)32以及與之連接的無線接收模塊31、報(bào)警模塊33組成，其中單片機(jī)32再通過串ロ與計(jì)算機(jī)5相連，傳送數(shù)據(jù)。定位顯示模塊，包括計(jì)算機(jī)5和顯示終端6，用于將協(xié)調(diào)器4與單片機(jī)32傳送到計(jì)算機(jī)5的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理并在顯示終端6上顯示位置信息。如圖2所示，ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)硬件由參考節(jié)點(diǎn)、盲節(jié)點(diǎn)和協(xié)調(diào)器組成。參考節(jié)點(diǎn)是ー類靜態(tài)的點(diǎn)，由無線射頻芯片CC2430以及其外圍電路組成，放置在已知的地點(diǎn)，通過定位軟件中的參考節(jié)點(diǎn)設(shè)置功能可設(shè)置每一個(gè)參考節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)值(X值，Y值)，參考節(jié)點(diǎn)接收盲節(jié)點(diǎn)向周圍空間廣播的RSSI (Received Signal StrengthIndication，接收的信號強(qiáng)度指示)簇。參考節(jié)點(diǎn)使用無線射頻芯片CC2430。盲節(jié)點(diǎn)是由帶有定位引擎的無線射頻芯片CC2431以及外圍電路組成的模塊，一個(gè)盲節(jié)點(diǎn)與離它最近的參考節(jié)點(diǎn)通信，收集每個(gè)參考節(jié)點(diǎn)的X、Y坐標(biāo)，以及RSSI值，并使用本身內(nèi)置的硬件定位引擎計(jì)算它自己的位置。然后盲節(jié)點(diǎn)將自己的坐標(biāo)信息發(fā)送到協(xié)調(diào)器(節(jié)點(diǎn))。協(xié)調(diào)器通過串ロ與計(jì)算機(jī)通信，通過定位顯示模塊的處理，被定位的人的位置可通過顯示終端(可以是計(jì)算機(jī)顯示屏或其它電子顯示裝置)顯示出來。無線射頻芯片CC2431采用了基于接收信號強(qiáng)度指示的距離定位算法，該節(jié)點(diǎn)定位算法需要多個(gè)參考節(jié)點(diǎn)。根據(jù)該算法，可以根據(jù)已知節(jié)點(diǎn)測算出其余盲節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)。將該無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通過ZigBee協(xié)議組成網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)利用無線射頻芯片CC2431內(nèi)置的定位引擎，實(shí)現(xiàn)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的定位，最終構(gòu)成一個(gè)無線定位系統(tǒng)。在各個(gè)參考節(jié)點(diǎn)2通電工作，并且入網(wǎng)之后，打開腕帶I的電源，無線射頻芯片CC2431模塊即可入網(wǎng)開始定位。ZigBee無線節(jié)點(diǎn)定位模塊14、參考節(jié)點(diǎn)2和協(xié)調(diào)器4構(gòu)成了無線定位網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。參見圖I，腕帶內(nèi)部由脈搏傳感器模塊11、單片機(jī)控制模塊12、無線發(fā)射報(bào)警模塊13、ZigBee無線節(jié)點(diǎn)定位模塊14、電池模塊15組成。參見圖3，所述脈搏傳感器11選取1451壓カ傳感器112。在脈搏傳感器信號調(diào)理電路設(shè)計(jì)中，引入TPS76333穩(wěn)壓器111，為壓カ傳感器、儀表放大器AD620 (113)提供3V的工作電壓。TPS76333穩(wěn)壓器111既可以降壓也可以作為開關(guān)使用，能夠?qū)崿F(xiàn)脈搏傳感器間隔一定的時(shí)間后進(jìn)行檢測，更好地實(shí)現(xiàn)了節(jié)能。單片機(jī)控制模塊12通過控制TPS76333穩(wěn)壓器的開關(guān)狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)對脈搏傳感器采集的控制。在單片機(jī)控制模塊12中，單片機(jī)的Pl. 5串行ロ與ー個(gè)穩(wěn)壓ニ極管相連，通過控制Pl. 5輸出的高低電平來控制ニ極管是否導(dǎo)通。確切地說，到了需要采集脈搏信息的時(shí)間，單片機(jī)控制模塊12給穩(wěn)壓ニ極管送一個(gè)開的信號,TPS76333穩(wěn)壓器111開始為高精度儀表放大器AD620 (113)提供電源，使得儀表放大器AD620 (113)開始工作，實(shí)現(xiàn)脈搏信號的模擬放大，輸出信號給單片機(jī)控制模塊12進(jìn)行處理。如果在不需要脈搏采集的時(shí)間里，單片機(jī)控制模塊12給TPS76333穩(wěn)壓器111 一個(gè)關(guān)的信號，儀表放大器AD620 (113)因?yàn)槲唇油娫炊荒芄ぷ鳎瑢?shí)現(xiàn)了節(jié)能的目的。單片機(jī)MSP430F1232 (12)(單片機(jī)控制模塊)通過加電便開始了各個(gè)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置的初始化，初始化結(jié)束后便執(zhí)行檢測，脈搏傳感器經(jīng)過儀表放大器AD620( 113)的放大后，連接到MSP430F1232單片機(jī)12 (單片機(jī)控制模塊)引腳Pl. O，單片機(jī)控制模塊12將檢測到的脈搏信息參數(shù)存儲到MSP430F1232單片機(jī)12的一個(gè)數(shù)組中，MSP430F1232單片機(jī)12緊接著開始判斷脈搏頻率是否低于設(shè)定值。如果低于設(shè)定值，單片機(jī)控制模塊12立即通過無線發(fā)射報(bào)警模塊13將設(shè)定好的編碼通過無線發(fā)射出去。所述無線發(fā)射報(bào)警模塊13采用帶2. 4G射頻芯片nRF24L01的發(fā)射模塊。射頻芯片nRF24L01的工作電壓在I. 9V — 3. 6V，所以可以由TPS76333穩(wěn)壓器111為其提供3V的
工作電壓。腕帶I中的電池模塊15采用5V的紐扣電池，為單片機(jī)控制模塊12、無線發(fā)射模塊13和Zigbee無線節(jié)點(diǎn)定位模塊14直接供電，通過TPS76333穩(wěn)壓器的轉(zhuǎn)換后，為儀表放大器AD620提供工作電壓。 在單片機(jī)控制模塊的Pl. I引腳與電源之間設(shè)置一個(gè)按鈕開關(guān)，當(dāng)開關(guān)按下吋，兩者接通，單片機(jī)12接收到脈沖后，也可驅(qū)動無線發(fā)射報(bào)警模塊13發(fā)射報(bào)警信號。 無線接收模塊31采用超再生接收頭，該接收模塊的ー個(gè)弓I腳RXD接ロ與單片機(jī)32的串ロ相連，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，用單片機(jī)32對接收到的信號進(jìn)行解碼。不同的腕帶發(fā)射的編碼不同，以此來判斷何人報(bào)警。單片機(jī)32通過串ロ與計(jì)算機(jī)5相連，通過安裝在計(jì)算機(jī)上的定位軟件的分析，在顯示平臺上，對應(yīng)的老人的位置坐標(biāo)點(diǎn)將進(jìn)行高亮顯示(如閃爍、用不同顏色標(biāo)示等)。同吋，單片機(jī)32將驅(qū)動報(bào)警模塊33，報(bào)警模塊33由三極管、電阻和蜂鳴器組成。三極管的基極由單片機(jī)32的Pl. 5管腳和ー個(gè)與門來控制，當(dāng)單片機(jī)32的Pl. 5管腳輸出為低電平時(shí)，與非門輸出高電平，三極管導(dǎo)通，蜂鳴器的電流形成回路，發(fā)出聲音。在計(jì)算機(jī)中，通過數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，管理人員可以調(diào)出報(bào)警老人的健康表，以供急救的參考。以上所述為本發(fā)明的主要原理。由于ZigBee的模塊具有低耗能的特點(diǎn)，ー節(jié)5號電池就可以使用半年左右，所以該報(bào)警定位系統(tǒng)具有可長時(shí)間使用的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的養(yǎng)老院智能報(bào)警定位系統(tǒng)，可以大大節(jié)省養(yǎng)老院的人力資源，同時(shí)也提高了對老人身體狀況的監(jiān)護(hù)能力，以及對病發(fā)老人的搶救反應(yīng)能力，具有很高的社會應(yīng)用價(jià)值。本發(fā)明提供的養(yǎng)老院智能報(bào)警定位方法，包括如下步驟第一歩搭建無線定位系統(tǒng)，步驟如下I. I)根據(jù)養(yǎng)老院內(nèi)的建筑環(huán)境分布的特點(diǎn)，將若干個(gè)參考節(jié)點(diǎn)放置于養(yǎng)老院內(nèi)，使得這些參考節(jié)點(diǎn)可以相對于養(yǎng)老院內(nèi)部地理位置進(jìn)行定位；I. 2)給老人佩戴腕帶,所述腕帶包括ZigBee無線節(jié)點(diǎn)定位模塊，即盲節(jié)點(diǎn)；I. 3)將協(xié)調(diào)器通過串ロ與計(jì)算機(jī)連接；I. 4)打開參考節(jié)點(diǎn)、腕帶和協(xié)調(diào)器的電源開關(guān)；I. 5)打開計(jì)算機(jī)上的定位模塊，將各個(gè)參考節(jié)點(diǎn)以及盲節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)，設(shè)定各個(gè)參考節(jié)點(diǎn)模塊的坐標(biāo)值，此時(shí)，顯示終端上將實(shí)時(shí)顯示出各個(gè)佩戴腕帶的老人的位置；第二步報(bào)警，包括兩種情況2. I)主動報(bào)警腕帶上的報(bào)警按鈕被按下時(shí)，通過無線方式發(fā)送報(bào)警信息；2. 2)自動報(bào)警當(dāng)老人的脈搏頻率低于規(guī)定值時(shí)，此時(shí)意味著老人可能出現(xiàn)突發(fā)病情，腕帶自動通過無線發(fā)送報(bào)警信息；
第三步定位顯示，無線定位系統(tǒng)接收到報(bào)警信息后，發(fā)出報(bào)警音，同時(shí)，在顯示終端上，代表報(bào)警老人位置的坐標(biāo)點(diǎn)將高亮顯示，同時(shí)顯示該報(bào)警者的健康信息，如姓名、年齡、經(jīng)?；嫉募膊〉?。
權(quán)利要求
1.ー種養(yǎng)老院智能報(bào)警定位系統(tǒng)，包括無線傳感定位網(wǎng)絡(luò)、外部報(bào)警電路(3)、定位顯示模塊，其特征是， 所述無線傳感定位網(wǎng)絡(luò)，包括一個(gè)協(xié)調(diào)器(4)、多個(gè)參考節(jié)點(diǎn)(2)和多個(gè)盲節(jié)點(diǎn)(14); -所述參考節(jié)點(diǎn)(2)放置于養(yǎng)老院內(nèi)的不同位置，用來接收帶RSSI值的信息包并計(jì)算RSSI平均值，并將該平均值返回給盲節(jié)點(diǎn)(14); -所述盲節(jié)點(diǎn)(14),為老人佩戴的腕帶(I)中的ZigBee無線節(jié)點(diǎn)定位模塊(14),所述盲節(jié)點(diǎn)(14)在參考節(jié)點(diǎn)(2)包圍的區(qū)域內(nèi)任意移動，可向周圍空間廣播RSSI簇，并接收一定范圍內(nèi)的參考節(jié)點(diǎn)的RSSI平均值，并使用硬件定位引擎計(jì)算該盲節(jié)點(diǎn)本身的位置，然后將計(jì)算出的位置通過無線方式發(fā)送到協(xié)調(diào)器(4)； -所述協(xié)調(diào)器(4)通過串行ロ與定位顯示模塊的計(jì)算機(jī)(5)相連，將接收到的各節(jié)點(diǎn)反饋的有效數(shù)據(jù)傳輸給定位顯示模塊進(jìn)行處理； 所述外部報(bào)警電路(3)，用于接收由所述腕帶(I)內(nèi)的無線發(fā)射報(bào)警模塊(13)發(fā)出的報(bào)警信息，并將該信息傳遞給定位顯示模塊的計(jì)算機(jī)(5)，同時(shí)激發(fā)報(bào)警音； 所述定位顯示模塊，用于對接收到的信息的進(jìn)行定位計(jì)算和顯示，包括用于計(jì)算并儲存數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)(5)以及至少一臺顯示終端(6)。
2.如權(quán)利要求I所述的養(yǎng)老院智能報(bào)警定位系統(tǒng)，其特征是，所述腕帶(I)由脈搏傳感器模塊(11)、單片機(jī)控制模塊(12)、無線發(fā)射報(bào)警模塊(13)、ZigBee無線節(jié)點(diǎn)定位模塊(14)和電池模塊(15 )組成；所述脈搏傳感器模塊(11)用來采集老人的脈搏信號，并將該信號傳送至單片機(jī)控制模塊(12)中進(jìn)行判斷，一旦脈搏信號異常，單片機(jī)控制模塊(12)將驅(qū)動與之相連接的無線發(fā)射報(bào)警模塊(13)，發(fā)射報(bào)警信號。
3.如權(quán)利要求2所述的養(yǎng)老院智能報(bào)警定位系統(tǒng)，其特征是，所述脈搏傳感器模塊(II)是由1451壓カ傳感器及其相關(guān)信號處理電路構(gòu)成；所述單片機(jī)控制模塊(12)選用MSP430F1232單片機(jī)，脈搏傳感器模塊(11)與單片機(jī)控制模塊(12 )用串行ロ相連，用以監(jiān)測采集老人的脈搏信號；所述無線發(fā)射模塊(13)采用射頻芯片nRF24L01 ;當(dāng)所述單片機(jī)控制模塊(12)采集到的脈搏信號異常時(shí)，所述單片機(jī)控制模塊(12)立即控制射頻芯片nRF24L01將報(bào)警數(shù)據(jù)發(fā)送給報(bào)警電路(3 );所述的Zi gBee無線節(jié)點(diǎn)定位模塊(14 )由CC2431芯片及外圍電路構(gòu)成，與ZigBee無線參考節(jié)點(diǎn)(2)和協(xié)調(diào)器(4)一起構(gòu)成無線定位網(wǎng)絡(luò)，用來確定老人在養(yǎng)老院中所處的位置；所述電池模塊(15)采用紐扣電池，為腕帶(I)中電路提供能源。
4.如權(quán)利要求I所述的養(yǎng)老院智能報(bào)警定位系統(tǒng)，其特征是，所述腕帶(I)包括ー個(gè)報(bào)警開關(guān)，當(dāng)打開該開關(guān)時(shí)，腕帶(I)發(fā)射無線報(bào)警信號。
5.如權(quán)利要求I所述的養(yǎng)老院智能報(bào)警定位系統(tǒng)，其特征是，所述的參考節(jié)點(diǎn)(2)和協(xié)調(diào)器(4)均使用CC2430芯片，盲節(jié)點(diǎn)(14)采用帶有定位引擎的無線射頻芯片CC2431。
6.如權(quán)利要求2所述的養(yǎng)老院智能報(bào)警定位系統(tǒng)，其特征是，所述脈搏傳感器(11)選取1451壓カ傳感器(112)，在脈搏傳感器信號調(diào)理電路設(shè)計(jì)中，引入TPS76333穩(wěn)壓器(III)，為壓カ傳感器(112)、儀表放大器AD620(113)提供3V的工作電壓。
7.如權(quán)利要求I所述的養(yǎng)老院智能報(bào)警定位系統(tǒng)，其特征是，所述計(jì)算機(jī)(5)上儲存有各個(gè)老人的健康信息。
8.ー種養(yǎng)老院智能報(bào)警定位方法，包括如下步驟第一歩搭建無線定位系統(tǒng)，步驟如下 ·1.1)根據(jù)養(yǎng)老院內(nèi)的建筑環(huán)境分布的特點(diǎn)，將若干個(gè)參考節(jié)點(diǎn)放置于養(yǎng)老院內(nèi)，使得這些參考節(jié)點(diǎn)可以相對于養(yǎng)老院內(nèi)部地理位置進(jìn)行定位； ·I. 2)給老人佩戴腕帶,所述腕帶包括ZigBee無線節(jié)點(diǎn)定位模塊，即盲節(jié)點(diǎn)； ·I. 3)將協(xié)調(diào)器通過串ロ與計(jì)算機(jī)連接； ·I. 4)打開參考節(jié)點(diǎn)、腕帶和協(xié)調(diào)器的電源開關(guān)； ·1.5)打開計(jì)算機(jī)上的定位模塊，將各個(gè)參考節(jié)點(diǎn)以及盲節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)，設(shè)定各個(gè)參考節(jié)點(diǎn)模塊的坐標(biāo)值，此時(shí)，顯示終端上將實(shí)時(shí)顯示出各個(gè)佩戴腕帶的老人的位置； 第二歩報(bào)警，包括兩種情況 ·2.I)主動報(bào)警腕帶上的報(bào)警按鈕被按下時(shí)，通過無線方式發(fā)送報(bào)警信息； ·2.2)自動報(bào)警當(dāng)老人的脈搏頻率低于規(guī)定值時(shí)，腕帶自動通過無線發(fā)送報(bào)警信息；第三歩定位顯示，無線定位系統(tǒng)接收到報(bào)警信息后，發(fā)出報(bào)警音，同時(shí)，在顯示終端上，代表報(bào)警老人位置的坐標(biāo)點(diǎn)將高亮顯示。
9.如權(quán)利要求8所述的養(yǎng)老院智能報(bào)警定位方法，第三步中，在顯示報(bào)警老人的位置吋，同時(shí)顯示該報(bào)警者的健康信息。
全文摘要
一種養(yǎng)老院智能報(bào)警定位系統(tǒng)，包括無線傳感定位網(wǎng)絡(luò)、外部報(bào)警電路、定位顯示模塊，其中，無線傳感定位網(wǎng)絡(luò)包括一個(gè)協(xié)調(diào)器、多個(gè)參考節(jié)點(diǎn)和多個(gè)盲節(jié)點(diǎn)；外部報(bào)警電路，用于接收由所述腕帶內(nèi)的無線發(fā)射報(bào)警模塊發(fā)出的報(bào)警信息，并將該信息傳遞給定位顯示模塊的計(jì)算機(jī)，同時(shí)激發(fā)報(bào)警音；定位顯示模塊，用于對接收到的信息的進(jìn)行定位計(jì)算和顯示，包括用于計(jì)算并儲存數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)以及至少一臺顯示終端。本發(fā)明采用ZigBee的定位技術(shù)，由于ZigBee的標(biāo)準(zhǔn)為免費(fèi)使用的無線通信標(biāo)準(zhǔn)，所以成本低；ZigBee無線模塊具有低耗電的特點(diǎn)，可以長時(shí)間使用而不更換電池；結(jié)構(gòu)簡單，可以實(shí)現(xiàn)其小型化，重量輕，便于包裝與攜帶；能夠定位，可以實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)。
文檔編號H04W64/00GK102843646SQ201210313068
公開日2012年12月26日 申請日期2012年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月29日
發(fā)明者耿照新, 杜思臻, 韓璐 申請人:中央民族大學(xué)