基于互聯(lián)網(wǎng)+的居家養(yǎng)老系統(tǒng)設(shè)計(jì)

引 言

居家養(yǎng)老的概念早已形成，但目前市場(chǎng)缺乏成套的智能居家養(yǎng)老產(chǎn)品。為填補(bǔ)國(guó)內(nèi)這一空白，文中設(shè)計(jì)了一款智能養(yǎng)老系統(tǒng)。系統(tǒng)基于STM 8s 微控制器、GPRS 網(wǎng)絡(luò)和PLC 通信協(xié)議，可實(shí)現(xiàn)對(duì)老人居住環(huán)境的監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)滿足老人的飲食、醫(yī)療需求，遇到突發(fā)情況可自動(dòng)報(bào)警與自動(dòng)控制。該系統(tǒng)無(wú)需額外布線，具有可靠性高，靈活性好，安全性高，可擴(kuò)展性強(qiáng)等特點(diǎn)。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用一主多從模式設(shè)計(jì)，門、窗、煙霧、SOS、開(kāi)關(guān)從節(jié)點(diǎn)通過(guò)PLC網(wǎng)絡(luò)接入主控節(jié)點(diǎn)。SOS按鈕主要用于突發(fā)狀況，可通過(guò)遠(yuǎn)程服務(wù)器提供緊急通知老人子女和實(shí)現(xiàn)呼救服務(wù)。系統(tǒng)可通過(guò)本地操作控制，也可以利用 App實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控。系統(tǒng)功能如圖 1所示。主從節(jié)點(diǎn)通過(guò)UART口經(jīng)PLC 完成信息交互。主控制器采用 AT指令進(jìn)行GSM模塊的配置， TCP/IP連接成功后，轉(zhuǎn)入通傳模式，通過(guò)全雙工模式串口收發(fā)。

2 軟件設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn) 

軟件使用模塊化設(shè)計(jì)思想，主要包含主控制器程序、從 模塊程序和 App 程序。 

2.1 主控程序設(shè)計(jì)

編程采用 C 語(yǔ)言，主控制器程序流程如圖 2 所示。主 程序裸機(jī)運(yùn)行，通過(guò)計(jì)時(shí)器驅(qū)動(dòng)多線程。程序初始完后，進(jìn)入空跑，等待中斷觸發(fā)。單片機(jī)采用 STM8S007，擁有 2 個(gè) UART 口。UART1 連 接 PLC 模 塊， 轉(zhuǎn) 發(fā) PLC 網(wǎng) 絡(luò) 數(shù) 據(jù) ； UART2 連接 GSM 模塊，接收上位機(jī)指令和發(fā)送報(bào)警數(shù)據(jù)。 受 GPRS 網(wǎng)絡(luò)信號(hào)質(zhì)量影響，GSM 模塊工作不正常時(shí)，觸發(fā) 中斷給單片機(jī)，程序必須重新使 GSM 模塊恢復(fù)正常工作。

2.2 App 程序設(shè)計(jì) 

App 采用 Java 語(yǔ)言設(shè)計(jì)，目前已開(kāi)發(fā)出 Android 版本。 主控模塊和 App 同時(shí)連接在 Server上，為保證通信的可靠性， 故使用長(zhǎng)連接，端口號(hào)為 7001。每個(gè)主控模塊通過(guò)二維碼同 App 綁定，確保程序的安全。設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的 App 如圖 3 所示。

3 結(jié) 語(yǔ)

該系統(tǒng)在測(cè)試過(guò)程中取得良好效果，且設(shè)計(jì)具有可擴(kuò)展 性、可裁剪性。在滿足需求的情況下，性能穩(wěn)定，造價(jià)低，對(duì) 智能養(yǎng)老領(lǐng)域具有重要的指導(dǎo)意義。