[發明專利]一種基于STM32F103ZET6的智能護理床的中控系統

在審

• 申請號: 201710944699.0
• 申請日: 2017-10-12
• 公開（公告）號: CN107728519A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 蔣皆恢;鮑珀;汪鋒杰;吉彩云;方賢超
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;G05D3/20
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙)31205
• 代理人: 何文欣

技術領域

本發明設計醫療器械領域，尤其涉及無線智能控制和智能護理床的通用控制方法。本發明公開了一種基于STM32F103ZET6的智能護理床的中控系統，提供包括遠程智能控制、機械控制、遠程查看等多種功能。

技術背景

隨著社會的發展，中國的人口老齡化趨勢不斷加重，除此之外，空巢老人和失能老人數量增加，慢性疾病增加，這給社會和家庭帶來了巨大的壓力。中國人口老齡化逐步呈現比例高基數大的特點，給中國社會醫療體制帶來了巨大的挑戰，而與老年人息息相關的護理床行業在國內發展較為緩慢，技術含量較低。基于這一現狀，智能護理床的系統研發具有極大的現實意義。

與傳統的護理床的機械系統相比，本專利介紹的智能護理床的中央控制系統選取Cortex-M3內核的STM32F103ZET6作為控制核心，融入物聯網和安卓技術，使護理床成為一個智能嵌入式設備。具有操作簡單、性能穩定、可讀性強的特點

發明內容

本發明的目的在于自主設計電機驅動電路實現單片機最小系統對電機的精準控制以及通過智能終端APP對智能護理床的不同體位準確控制，并且對病人的離床在床的實時檢測；通過手機可以隨時隨地的掌握智能護理床的體位信息。

為達到上述目的，本發明的構思是：

本發明包括五個模塊和三種控制模式。其特征在于五個模塊分別是護理床模塊、中央控制模塊、體重秤模塊、電源模塊和上位機模塊。三種控制模式分別是鍵盤控制模式、單獨調整模式和一鍵調整模式。

所述五個模塊中，中央控制模塊為核心模塊，中央控制模塊包括單片機最小系統、電機驅動電路、距離傳感器、藍牙模塊、wifi模塊和遙控器。其中，中央控制模塊通過電機驅動電路驅動護理床模塊，實現床體的機械功能；通過串口與體重秤模塊建立通信連接，體重秤模塊傳輸床體體重信息給中央控制模塊處理；通過藍牙模塊和wifi 模塊與上位機模塊通信,實現上位機模塊控制和查看床體的體重信息和位置信息。

所述的三種控制模式中，每個控制模式之間互不干擾，并且能夠實時查詢當前床體姿態，對體重信息進行查詢和清零。查詢的床體位狀態包括一鍵停止、一鍵復位、整體前傾、整體后傾、恢復疲勞、深度睡眠、觀看模式等體態。

根據上述發明構思，本發明采用下述技術方案：

一種基于STM32F103ZET6的智能護理床的中控系統，包括護理床模塊、中央控制模塊、體重秤模塊、電源模塊和上位機模塊。其特征在于：所述中央控制模塊連接護理床模塊、體重秤模塊和電源模塊，并無線通信連接上位機模塊；體重秤模塊連接護理床模塊；所述中央控制模塊將護理床模塊輸出的體位信號和體重秤模塊檢測到的體重信號，經處理后傳輸給上位機模塊；上位機模塊按用戶的要求，輸出調控指令信號，經中央控制模塊的控制，實現護理床模塊中的體位調整。

所述護理床模塊包括帶有活動背板和腿板的床體和24V直流電動推桿。其中，24V直流電動推桿驅動實現床體機械功能，24V直流電動推桿可用于床體的背板、腿板和床體的上升和下降。根據用戶需求滿足不同的體位調整。

所述中央控制模塊包括單片機最小系統、電機驅動電路、距離傳感器、遙控器、藍牙模塊和wifi模塊。其中，單片機最小系統通過藍牙模塊接收上位機模塊發送的床體體位的數據包，然后解析數據包，驅動不同的IO口，IO口的驅動電平經過電機驅動電路驅動24V 直流電動推桿,貼附在24V直流電動推桿上的距離傳感器通過AD轉換發送24V直流電動推桿的位置信息給單片機最小系統處理。

所述體重秤模塊包括壓力傳感器、信號放大電路、Ardunio單片機。其中，壓力傳感器采集到的床體的電壓變化信號，經過信號放大電路之后由Arduino單片機進行4路采集。Arduino單片機采集4 路放大后的壓力信號，進行量化、相加和調零之后得到準確的體重值，并且通過串口發送給中央控制模塊進行信息處理。

所述電源模塊包括24V穩壓電源和開關電源。其中，24V穩壓電源提供電機驅動電路的工作電源。開關電源將24V穩壓電源轉換 5V工作電源給單片機系統提供工作電壓。

所述上位機模塊包括平板電腦終端和手機終端。其中，電腦平板終端用于用戶一鍵操作床體的各種體態；手機終端用于用戶查詢床體信息。

用戶操作智能護理床中控系統有三種控制模式：鍵盤控制模式、單獨調整模式、一鍵調整模式。三種模式能夠隨意切換、互不影響。