智能医疗报警系统.docx
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智能医疗报警系统
智能医疗报警系统
摘要
随着传感器技术和移动通信技术的不断发展与完善,智能家居,智能物流,智能医疗等领域不断开拓,本系统利用GS憾动通信的短消息服务,设计了一个智能医疗报警系统。
本系统利用GSMS信技术的短信传输功能实现了远程的无线的医疗报警。
当报警信息从传感器信息处理单元发出的时候,主控MCI采用GSM70.05旨定的AT指令集,驱动SIM900A模块发送报警短信。
短信控制器通过对信息的处理。
将信息发送到指定终端。
从而实现了医疗报警。
关键词:
SIM900A,AT指令集,移动通信
ABSTRACT
Withthecontinuousdevelopmentofsensortechnologyandmobilecommunicationstechnologyandperfect,smarthome,smartlogistics,smartmedicalandotherfieldscontinuetodevelop,thissystemusestheshortmessageserviceofGSMmobilecommunications,designanintelligentmedicalalarmsystem.
ThesystemusesGSMcommunicationtechnologytoachieveshortmessagetransmissionfunctionwirelessremotemedicalalarm.Whenthealarminformationsentfromthesensorinformationprocessingunit,themasterMCUusingGSM70.05specifiedATcommandset,driveSIM900Amodulesendsanalarmmessage.Messagetotheinformationprocessingcontroller.Sendstheinformationtothespecifiedterminal.Inordertoachieveamedicalalarm.
KEYWORDS:
SIM900A,Tcommandset,MobileCommunications
0.智能医疗报警系统的背景及其意义
随着社会的发展,节奏越来越快的生活带来许许多多的安全问题,高楼层,大商场等场所的火灾隐患。
已经高速交通下的不断发生的交通事故。
智能医疗报警系统实现了及时,主动的报警。
为治疗,抢险提供了及时的信息,便于医疗安保人员可以及时地对突发状况的反应。
为救人抢险提供了最及时的信息。
1.设计原理
1.1传感器组
为使系统应用灵活,本传感器组采用模块化硬件设计。
根据系统的功能本设计的传感器组由两个模块组成:
防摔倒模块、防火灾模块。
每个模块根据不同的功能的使用不同的传感器。
1.1.1摔倒报警模块
一般情况下,人体摔倒过程的主要特征是身体经历一个较大的冲击后处于接近水平方向的位置,例如人体失去平衡后与地板碰撞冲击之后躺于地面。
由此,利三轴加速度传感器和两轴角速度传感器(陀螺仪)传感器组成信息采集装置,通过人体摔倒过程中的加速度或角速度变化结合阀值法来判断是否摔倒。
为使模块集成度应用灵活,本模块又分为加速度采集模块、角速度采集模块、信息处理模块,前两者可以和信息处理模块任意组合,完成需要的功能。
其中,为了使设备轻巧便携,加速度采集模块和角速度采集模块采用三轴加速度传感器与角速度传感器一体的MPU6050莫块。
结构图如图1,模块MPU605电路图如图2.
图1摔倒报警模块框图
图2MPU6050模块原理图
1.1.2防火灾模块
根据《火灾自动报警设计规范》的规定:
火灾发生的状态不同应选择相应的火灾探测器。
在火灾发生的初期,如果主要是阴燃火,那么会产生大量的浓烟,并是只有散发少量的热量,对于只有少量火焰辐射的区域,应选择烟雾型探测器;如果火灾发展迅速,并伴随有强烈的火焰辐射,但是只产生少量的烟、热的区域,应选择火焰型探测器。
房间的高度不同,所选择的传感器也不相同,对于普通住宅来说,房屋高度小于4m因此选择烟雾型探测器和火焰型探测器比较合适。
基于以上方面的考虑,本模块选用MQ-2烟雾传感器、DS18B02数字温度传感器和火焰传感器来探测火灾信号。
本某块的电路主要分为:
传感器电路、AD电路、430模块、蜂鸣器和电源,如图10所示。
传感器收到火灾信号后通过AD电路将模拟量转化成数字量,传输到430模块,然后通过无线通信传送信息。
结构图如图3,MQ-2烟雾传感器模块原理图如图4,火焰传感器模块原理图如图5,DS18B02温度传感器模块原理图如图6。
Lr
430信息
■7
MC主模
AD电路
k
处理模块
块
L丄
JJ
h.-d
A
1路1
厂
蜂鸣器
图3
t
图5
1.2主控信息处理模块
移动设备控制单元主要外接GSM模块,GPS模块,外接I/O口,MSP430F14主控MCC组成。
当外接I/O口得到传感器信息处理模块的报警信息,就将该时刻的位置信息,时间信息,出现的危险类型。
编辑成短信发送到“短信收发中控站”(名字待定)。
再由短信收发中控站发送短信通知预先设置好的用户。
1.2.1主控信息处理模块框图
图7
1.2.2功能实现
1.GPS定位功能实现
GPSI卩GlobalPositioningSystem,是美国1994年全面建成的全球定位系统,GPSfc要由地面控制站、卫星、接收机三部分组成。
27颗卫星距离地面20200km有24颗运行,3颗备用,这24颗卫星每4颗一组沿6条轨道绕地球运行,一般不会有超过12个卫星在地球的同一边,大多数GPS接收器可以追踪8〜12颗卫星。
GPSS收机收到3颗卫星的信号可以输出2维数据,只有经纬度,没有海拔高度,如果收到4颗以上的卫星,就输出3三维数据,可以提供海拔高度,收到6〜8颗卫星时才能做到精确定位。
由于捕捉卫星信号的灵敏度高,GPS手持机单点定位的速度非常快,一般在15秒左右即可捕获4颗以上卫星,从而快速地实现3维导航和定位。
GPS的信号有C/A码和P码两种。
一般的接收机只能接收到C/A码,水平位置定位精度在2.93m〜29.3m左右。
P码的误差为2.93-0.293m,只有美国军方使用。
由于GPS卫星分布位置的原因,GPS测量高程的误差一般较大,为水平误差
的2-3倍。
GPS以全天候、高精度、成本低、操作简单、高效益等显著特点,广泛地应用于野外地质工作中,尤其是给地质定点提供了极大的方便,大大地提高工作效率,尤其是在地物标志不明显的地形平缓地区。
GPS莫块由天线接收卫星信号,得到的卫星信号通过GPS上的信号输出引脚将得到的卫星信号以ASCII码的形式发送到MSP430F14单片机,单片机对这些信号进行提取,得到位置信息。
GPS莫块电路图:
2.GSM模块功能实现
GSM(GlobalSystemforMobile)是全球最主要的2G标准,能够在低服务、低终端成本条件下提供较高的通信质量。
就其服务而言,GSM是一个能
够提供多种业务的移动综合业务数字网络(IntegratedServicesDigital
Network,ISDN)。
本系统采用的SMS(ShortMessageService)短消息服务是GSMS统提供的一种GSh终端之间,通过服务中心进行文本信息收发的应用服务,其服务中心完成信息的存储和转发功能。
目前GSMK片和GSM攵发模块的技术已经比较成熟,市场上也已经有现成的模块可以选用。
这些芯片和模块一般都具备GSMC线通信的全部功能,提供
标准UART串行接口或是RS-232接口,支持GSM07.05所定义的AT指令集,很容易实现系统的集成。
加入SIM卡后,SIM900A识别了用户信息,从而可以连接公网。
本系统采用单片机MSP430F14作为控制器,与模块SIM900A的串口直接相连,单片机通过串口将AT指令传送到GSM莫块中,GSM莫块通过天线将信号发到短信中心,由短信中心转发给短信控制器,从而实现了报警。
SIM900A原理图:
5VL5AINPUT
W1
图9
3.I/O接口部分
引脚P2.5,P2.7分别与传感器信息处理单元的火灾报警信号端和摔倒信号
端相连,当出现火灾或者摔倒情况时候,P2.5或P2.7出现高电平,MSP430F149
得到信号输入,从而采集GPS言号,并处理信号端,接着向短信控制器发送警报短信。
1.3系统软件设计
1.3.1短信控制器界面软件及功能设计
上位机界面软件采用VisualStudio2010集成开发环境设计,编程语言采
用的是面向对象的C#,数据库用的是SQLServerManagementstudio,并创建Medical数据库,以及log」n,message和ID三个数据表,使用sqladaptment功能来链接数据库。
通过c#的监听器和定时器来监控是否收到警报信息。
上位机界面主要实现的功能是显示终端节点采集的各种信息,分别从用户的登陆创建,
短信的手动发送以及自动接收发送来实现;提供在PC上对各种各种开关的控制;
并设计串口调试窗口以便于调试PC和协调器节点的串口通信。
1.3.3通信链路
:
j3用户
图10
软件主要实现功能:
短信控制器
管理员
用户
登陆并可使用短信
注册并验证正
版性
添加新的设备号J
开启短信自
动接收
图11
主要界面:
图12
1.3.2短信猫上位机软件
1.短信猫的软件功能和流程
(1)短信猫时,将短信接收者和内容提交到短信发送队列;当短信相关应用
需要读取短信时,从短信接收队列中读取收到的短信和短信的来源号码。
开发独立的短信后台服务,实现发送短信的过程是从短信发的软件功能是提供短信猫应用用户的友好界面,实现短信猫与短信相关应用的所有功能。
根据短信猫应用开发的开发构架主要流程为:
(1)首先建立PC机与短信猫的连接,通过串口通信来实现接下来的功能
(2)当短信相关应用需要发送短信送队列中读取短信,调用短信猫开发包发送短信;实现接收短信的过程是通过调用短信猫开发包读取设备已收到的短信,放入短信接收队列。
(3)短信猫开发包的内部实现过程是通过串口通信与短信猫连接,利用串口发送AT指令驱动短信猫收发短信。
2.打开串口和初始化串口
RTVCTS
在程序初始化时,先对串口初始化,同时由于串口短信猫是使用
握手信号的硬件设备,只有该设备的RTS信号置为高才能接收数据,所以需将
mscomm3通信控件DTREnable属性设为true。
3.使用到的具体串口函数如下:
(1)读串口
publicstaticexternuintSms_Connection();
当短信相关应用接收短信时,通过串口把读短消息AT指令(AT+CMGR发送给短信猫,短信猫接到指令后调用内部短信接收模块接收短信,同时把短信内容回传到串口缓冲区,短信相关应用从串口缓冲区读取短信信息,其读串口过程如下。
(2)写串口
publicstaticexternuintSms_Send();
当短信相关应用发送短信时,把发送短消息AT指令(AT+CMGS和发送消息
通过串口发送给短信猫。
其他的串口函数:
1.手动获取信息:
publicstaticexternuintSms_Receive();
2.删除信息:
publicstaticexternuintSms_Delete();
3.短信内容显示:
publicstaticexternuintSms_NewFlag();
(3)关闭串口
publicstaticexternuintSms_Disconnection();
当短信相关应用完成所有的任务时,把串口关闭,释放串口资源。
串口操作流程图:
- 配套讲稿:
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- 关 键 词:
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