基于物联网的养老管理系统设计与实现

发布时间：2017-03-30 22:02

  本文关键词：基于物联网的养老管理系统设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：21世纪全球逐步步入老龄化时代,我国作为人口大国,老龄化问题日趋严重。由此衍生出的社会负担越来越重,社会问题也越来越多。如何妥善的照料空巢老人,是亟待解决的问题。本文的研究背景为养老服务机构,本文中的设计旨在利用物联网技术构建一个以老人为信息节点的信息管理平台。本文设计从硬件和软件两方面展开。在硬件方面,本文以ZigBee物联网通信模块为研究对象,设计ZigBee最小系统作为养老管理系统的单位节点;采用加速度传感器实现了对老人跌倒动作的捕捉;配备GSM报警模块,采用短信或语音的方式与前期绑定用户进行通讯。在软件方面,创建了ZigBee网状网络,通过RSSI定位法,对管理系统中的老人节点进行定位;加速度传感器检测老人跌倒信号,将其传给ZigBee;通过LabVIEW上位机的编程,完成对各模块信号的搜集与管理,实现对老人节点动态信息的实时监测。在完成上述的软硬件设计制作后,对组网通信稳定性、信号衰减特性、定位系统、加速度传感器信号采集以及GSM报警系统的进行测试实验。本平台上配备有老人位置信息检测和、跌倒检测、上位机监控与突发情况呼叫等功能,在减轻养老机构看护压力的情况下,给与老人们一个自由宽松的生活环境。本平台已在安吉万康托养院有所应用,有一定的实用性。
【关键词】：物联网 ZigBee组网 养老管理 LabVIEW
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP391.44;TN929.5
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 研究背景与意义9-10
• 1.2 养老管理系统国内外研究现状10-12
• 1.3 本文的主要研究内容12
• 1.4 论文组织结构12-13
• 1.5 本章小结13-14
• 第2章 养老管理系统总体方案设计14-17
• 2.1 养老管理系统的需求分析14-15
• 2.2 养老管理系统的总体框架15-16
• 2.3 本章小结16-17
• 第3章 基于物联网的养老管理系统技术研究17-33
• 3.1 ZigBee无线传感网络17-24
• 3.1.1 ZigBee无线网络协议17-21
• 3.1.2 ZigBee无线网络设备21-22
• 3.1.3 ZigBee无线网络开发环境22-24
• 3.2 ZigBee信号衰减特性研究24-25
• 3.3 ZigBee定位算法研究25-27
• 3.4 跌倒检测研究27-31
• 3.5 LabVIEW管理系统31-32
• 3.6 本章小结32-33
• 第4章 养老管理系统硬件设计33-49
• 4.1 ZigBee节点设计33-38
• 4.1.1 电源电路35
• 4.1.2 晶振电路35-36
• 4.1.3 串口电路36-37
• 4.1.4 天线电路37-38
• 4.2 跌倒检测模块设计38-41
• 4.2.1 加速度传感器选型39-40
• 4.2.2 加速度采集控制器设计40-41
• 4.3 GSM报警模块41-48
• 4.3.1 电源设计42-44
• 4.3.2 主控芯片及外围电路44
• 4.3.3 GSM芯片接.电路44-45
• 4.3.4 SIM卡槽电路45-46
• 4.3.5 天线匹配电路46-48
• 4.4 本章小结48-49
• 第5章 养老管理系统软件设计49-66
• 5.1 ZigBee网状网络的组建49-51
• 5.1.1 协调器初始化49-50
• 5.1.2 节点加入协调器组成网络50-51
• 5.2 信号采集与传输机制51-55
• 5.2.1 信号采集程序设计51-54
• 5.2.2 数据传输机制设计54-55
• 5.3 LabVIEW上位机设计55-61
• 5.3.1 登录管理系统56-57
• 5.3.2 位置显示系统57-60
• 5.3.3 传感器信息采集60-61
• 5.4 GSM报警模块程序61-65
• 5.4.1 发送短信程序设计62
• 5.4.2 拨打电话程序设计62-63
• 5.4.3 数据传送程序设计63-65
• 5.5 本章小结65-66
• 第6章 测试与实验66-77
• 6.1 登录系统测试66
• 6.2 组网通信验证66-68
• 6.3 信号衰减特性实验68-71
• 6.3.1 信号衰减规律实验68-69
• 6.3.2 不同算法下的曲线拟合与误差分析69-71
• 6.4 定位系统验证71-72
• 6.5 跌倒检测模块验证72-73
• 6.6 报警系统验证73-74
• 6.6.1 短信报警73-74
• 6.6.2 电话报警74
• 6.7 养老管理系统验证74-76
• 6.8 本章小结76-77
• 第七章 结论与展望77-78
• 参考文献78-81
• 致谢81

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本文编号：278157