基于互联网+的居家养老系统设计

《物联网技术》杂志
2021-10-13 16:27
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引 言

居家养老的概念早已形成,但目前市场缺乏成套的智能居家养老产品。为填补国内这一空白,文中设计了一款智能养老系统。系统基于STM 8s 微控制器、GPRS 网络和PLC 通信协议,可实现对老人居住环境的监测,实时满足老人的饮食、医疗需求,遇到突发情况可自动报警与自动控制。该系统无需额外布线,具有可靠性高,灵活性好,安全性高,可扩展性强等特点。

1 系统总体设计

系统采用一主多从模式设计,门、窗、烟雾、SOS、开关从节点通过PLC网络接入主控节点。SOS按钮主要用于突发状况,可通过远程服务器提供紧急通知老人子女和实现呼救服务。系统可通过本地操作控制,也可以利用 App实现远程操控。系统功能如图 1所示。主从节点通过UART口经PLC 完成信息交互。主控制器采用 AT指令进行GSM模块的配置, TCP/IP连接成功后,转入通传模式,通过全双工模式串口收发。


2 软件设计和实现 

软件使用模块化设计思想,主要包含主控制器程序、从 模块程序和 App 程序。 

2.1 主控程序设计

编程采用 C 语言,主控制器程序流程如图 2 所示。主 程序裸机运行,通过计时器驱动多线程。程序初始完后,进入空跑,等待中断触发。单片机采用 STM8S007,拥有 2 个 UART 口。UART1 连 接 PLC 模 块, 转 发 PLC 网 络 数 据 ; UART2 连接 GSM 模块,接收上位机指令和发送报警数据。 受 GPRS 网络信号质量影响,GSM 模块工作不正常时,触发 中断给单片机,程序必须重新使 GSM 模块恢复正常工作。

2.2 App 程序设计 

App 采用 Java 语言设计,目前已开发出 Android 版本。 主控模块和 App 同时连接在 Server上,为保证通信的可靠性, 故使用长连接,端口号为 7001。每个主控模块通过二维码同 App 绑定,确保程序的安全。设计开发的 App 如图 3 所示。



3 结 语

该系统在测试过程中取得良好效果,且设计具有可扩展 性、可裁剪性。在满足需求的情况下,性能稳定,造价低,对 智能养老领域具有重要的指导意义。


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