吳永兵 張金博

摘 要 設(shè)計采用STM32單片機(jī)作為核心，溫濕度傳感器作為信息采集端口，將采集到的溫度、濕度模擬電壓信號通過導(dǎo)線傳輸給單片機(jī)，然后單片機(jī)由無線形式傳送信息交由終端顯示。該設(shè)計可以采用手動設(shè)置濕度的上、下限值，只要與設(shè)定的值不符合時，即濕度過高或過低，則會觸發(fā)報警并在終端顯示實時的需照顧人員情況，然后通過網(wǎng)絡(luò)將需要照顧人員的情況發(fā)送至護(hù)理人的APP或電腦終端。在特殊人群緊急需要幫助時可按下呼叫按鈕， 此時在終端上會顯示呼叫位置表示呼叫指示。同時在APP上會顯示呼叫，用來提醒護(hù)理人員及時解決，當(dāng)問題得到解決后需在計算機(jī)上取消呼叫， 來表示問題已經(jīng)得到解決。當(dāng)有多個呼叫時， 計算機(jī)部分會記錄每個信號來源，并提醒護(hù)理人員有報警通知， 當(dāng)護(hù)理人員收到并處理報警后，通過按鈕回復(fù)給特殊人群以實現(xiàn)雙向傳輸。當(dāng)所有的問題都得到解決后，護(hù)士人員可以按計算機(jī)或APP上的完成鍵，消除報警。每次處理后，計算機(jī)實時更新報警記錄。

關(guān)鍵詞 護(hù)理 溫濕度傳感器 雙向傳輸 APP

中圖分類號：TP368 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0引言

科技在不斷地進(jìn)步，無線技術(shù)以被越來越多的人認(rèn)可和應(yīng)用，無線控制技術(shù)也逐步面向成熟。當(dāng)代大多數(shù)醫(yī)院的病床呼叫應(yīng)答系統(tǒng)都是有線傳輸方式，這種有線的傳輸方式比較麻煩，不易大規(guī)模應(yīng)用。隨著近年來無線通信領(lǐng)域技術(shù)不斷發(fā)展，技術(shù)越來越成熟，普遍應(yīng)用到生活、娛樂、學(xué)習(xí)和軍工等領(lǐng)域，這為研究和開發(fā)無線傳輸方式的病床呼叫應(yīng)答系統(tǒng)提供了有力的技術(shù)支持。現(xiàn)在無線控制技術(shù)有飛快發(fā)展，目前，雖然已經(jīng)存在無線控制的呼叫系統(tǒng)，但是最終實現(xiàn)的結(jié)果都不盡人意，存在很多現(xiàn)實的問題。設(shè)計了一個簡單的RC充放電低成本電路，通過觀測在無尿濕情況和有尿濕情況下電容值的變化，依靠硬件抗干擾設(shè)計和軟件自適應(yīng)濾波算法，能夠準(zhǔn)確判斷是否有尿濕發(fā)生。理論分析和計算機(jī)仿真結(jié)果表明，該方法能有效監(jiān)測嬰幼兒、老年人的尿濕狀況，還可以濾除環(huán)境變化對微小電容容值的影響。

1系統(tǒng)硬件設(shè)計

本設(shè)計主要包括：單片機(jī)控制模塊、溫濕度檢測、溫濕度調(diào)節(jié)、溫濕度顯示模塊、主動呼叫模塊，無線傳輸模塊，音樂報警模塊。

2硬件設(shè)計

2.1單片機(jī)介紹

STM32單片機(jī)基本特點：內(nèi)核：ARM32位Cortex-M3 CPU，最高工作頻率72MHz，1.25DMIPS/MHz；單周期乘法和硬件除法。存儲器：片上集成32-512KB的Flash存儲器；6-64KB的SRAM存儲器。時鐘、復(fù)位和電源管理：2.0-3.6V的電源供電和I/O接口的驅(qū)動電壓；上電復(fù)位（POR）、掉電復(fù)位（PDR）和可編程的電壓探測器（PVD）；4-16MHz的晶振，內(nèi)嵌出廠前調(diào)校的8MHz RC振蕩電路；內(nèi)部40 kHz的RC振蕩電路，用于CPU時鐘的PLL，帶校準(zhǔn)用于RTC的32kHz的晶振。低功耗：3種低功耗模式：休眠，停止，待機(jī)模式，為RTC和備份寄存器供電的VBAT。調(diào)試模式：串行調(diào)試（SWD）和JTAG接口。DMA：12通道DMA控制器。支持的外設(shè)：定時器，ADC，DAC，SPI，IIC和UART。

2.2單片機(jī)的引腳配置

浮空輸入：浮空（floating）就是邏輯器件的輸入引腳即不接高電平，也不接低電平。由于邏輯器件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，當(dāng)它輸入引腳懸空時，相當(dāng)于該引腳接了高電平。一般實際運用時，引腳不建議懸空，易受干擾。帶弱電上拉輸入：上拉就是把電位拉高，比如拉到VCC。上拉就是將不確定的信號通過一個電阻位在高電平，電阻同時起限流作用，弱強(qiáng)只是上拉電阻的阻值不同，未嚴(yán)格區(qū)分。

2.3 LCD1602液晶顯示模塊電路

利用其物理特性，通過控制電壓來控制顯示區(qū)域，有電就可以正確顯示，可以顯示任何想要的設(shè)計。液晶具有體積小，適合于大規(guī)模集成電路直接驅(qū)動，易于實現(xiàn)全彩色顯示的特點，目前已廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域的生活，毫無疑問這也是信息時代不可或缺的一部分。

2.4報警模塊

本設(shè)計中四個床位使用一個蜂鳴器報警，接在P3.0引腳上，在中斷掃描中，當(dāng)有人呼叫時開啟蜂鳴器，而后利用定時器0中斷控制報警10s。

3軟件設(shè)計方案

系統(tǒng)選用C語言編寫程序，在keil uVision5軟件環(huán)境下編譯與調(diào)試，系統(tǒng)對各模塊程序進(jìn)行初始化，然后進(jìn)行對溫濕度數(shù)據(jù)采集并編寫數(shù)據(jù)采集子程序來完成數(shù)據(jù)采集。將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理后顯示在LCD屏上。

4測試

本系統(tǒng)設(shè)計采用軟硬件結(jié)合的方法，通過軟件控制硬件電路，實現(xiàn)預(yù)期效果。在實驗室測試時，先在編程軟件上編寫，調(diào)試相應(yīng)程序，然后下載到硬件系統(tǒng)中通過運行程序來檢查結(jié)果，經(jīng)過多次的修改，終于達(dá)到了設(shè)計結(jié)果。向溫濕度傳感器吹氣，此時LCD顯示屏的濕度由設(shè)定的固定值上升，達(dá)到一定值時，若超過設(shè)定的最大濕度值時，則蜂鳴器報警。

5總結(jié)

本設(shè)計基于單片機(jī)的尿濕檢測及報警系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過以STM32單片機(jī)工作處理器核心，外接溫濕度傳感器和LED顯示屏，能夠有效到針對尿濕進(jìn)行報警。通過查找資料，充分利用圖書館和網(wǎng)絡(luò)資源等方法，經(jīng)過努力，整個系統(tǒng)實現(xiàn)了預(yù)期的目標(biāo)。通過這次畢業(yè)設(shè)計，我對尿濕加熱報警器有了一定的認(rèn)識，相信人們的生活也處處都離不開它。由此可見進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性有很大的潛力，因此，開發(fā)和研制尿濕加熱報警器具有十分重要的實際意義。

作者簡介：吳永兵（1995年3月-）男，漢族，陜西省榆林市，本科，陜西國際商貿(mào)學(xué)院， 研究方向：電子科學(xué)與技術(shù)；張金博（1971年2月-）男，漢族，陜西省扶風(fēng)縣 ，本科，陜西國際商貿(mào)學(xué)院高級工程師， 研究方向：工業(yè)自動化，物聯(lián)網(wǎng)，電子科學(xué)與技術(shù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 梁桂明.創(chuàng)造學(xué)與新產(chǎn)品開發(fā)思路及實例[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.

[2] 劉仲林.中國創(chuàng)造學(xué)概論[M].天津：天津人民出版社，2001.