多功能护理床智能监测与控制系统
发布时间：2017-10-21 12:30
本文关键词：多功能护理床智能监测与控制系统
【摘要】：人口老龄化趋势的日益明显和“空巢家庭”数量的急剧增加,使得越来越多的老年人不能得到良好的照顾。因此,用何种方式来完成因身体孱弱长久卧床和因身体疾患生活无法自理的老人的护理任务,已经成为亟待解决的社会问题。而正是这一问题引发了医疗护理床领域的研究热潮,涌现出了一批优秀的研究成果,但多数为电动或手动护理床,操作步骤繁琐,功能单一,不能够对用户的使用信息进行存取和分析,也不能自动完成用户所需体位,缺乏智能。针对当前现状,本文设计了多功能护理床智能监测与控制系统来解决以上问题。本系统在传统电动护理床的基础上加入了角度闭环控制系统、实时图形界面、远程用户数据存取分析和床体智能控制,既实现了对床体的精确控制,又可以通过图形界面实现与护理床和远程数据库的实时交互,存储用户使用习惯,一键自动变换床体到用户定制体位,满足医院和家庭日常护理中的多样化体位要求和便捷化数据采集要求。在硬件方面,系统采用SAMSUNG公司生产的ARM9内核的S3C2440芯片作为主控芯片,通过其内部集成的10位CMOS模／数转换和单轴倾角传感器SCA60C,实现床体角度信息的实时采集并通过主控芯片实现数据的计算与床体的控制；采用中兴公司的MF210 3G模块解决数据远程收发问题,完成与数据库服务器的交互；通过由继电器和MOS管组成的电机控制模块控制床体逐渐加减速。在软件方面,利用REDHAT9.0开发环境和C语言进行底层硬件驱动编写,完成了电机驱动、传感器驱动与3G驱动；使用Qt编写控制端的界面,实现了床体位置的实时绘制显示、用户注册登录、智能床体选择模式、分析用户使用习惯和一键调整床体体位等功能。最后,依据实验方案搭建检测系统对系统进行床体控制功能实验、数据库交互功能实验和系统联合调试,由实验结果,床体控制功能正常,与数据库交互通畅,本系统有效解决了护理床存在的控制系统简陋、实时性不强、控制不精确、无联网不方便统一管理等缺点,能够为医院和家庭在照顾长期卧床老人和患病者方面提供便捷。
【关键词】：护理床 3G 嵌入式 Linux Qt
【学位授予单位】：天津工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH789;TP274
【目录】：
- 学位论文主要创新点3-4
- 摘要4-5
- Abstract5-9
- 第一章 绪论9-15
- 1.1 本文背景及研究意义9-10
- 1.2 课题研究国内外发展状况10-12
- 1.2.1 国外研究现状10-11
- 1.2.2 国内研究现状11-12
- 1.3 本论文的研究目的12
- 1.4 本文研究主要内容和任务12-13
- 1.5 论文组织结构13-15
- 第二章 多功能护理床智能监测与控制系统总体方案设计15-25
- 2.1 总体需求分析15-19
- 2.1.1 护理床需求分析15-16
- 2.1.2 控制终端需求分析16-18
- 2.1.3 数据库服务器需求分析18-19
- 2.2 实现关键技术19-20
- 2.2.1 角度调节闭环控制系统19-20
- 2.2.2 3G无线数据传输技术20
- 2.3 整体设计方案20-23
- 2.3.1 护理床21-22
- 2.3.2 控制终端22-23
- 2.3.3 数据库23
- 2.4 本章小结23-25
- 第三章 控制终端硬件设计25-35
- 3.1 主控芯片最小系统设计25-29
- 3.1.1 电源电路设计26-27
- 3.1.2 时钟电路设计27-28
- 3.1.3 复位电路设计28
- 3.1.4 下载电路设计28-29
- 3.2 床体控制功能电路设计29-33
- 3.2.1 电机控制电路29-32
- 3.2.2 角度测量电路32-33
- 3.3 本章小结33-35
- 第四章 控制终端操作系统裁剪与移植35-45
- 4.1 嵌入式Linux操作系统的组成35
- 4.2 嵌入式操作系统的设计35-43
- 4.2.1 安装交叉编译工具链35-36
- 4.2.2 引导程序的移植36-38
- 4.2.3 内核的启动过程分析38-39
- 4.2.4 内核的裁剪与移植39
- 4.2.5 用户程序的启动过程分析39-40
- 4.2.6 根文件系统的构建40-43
- 4.3 本章小结43-45
- 第五章 控制终端软件设计45-65
- 5.1 软件的需求分析45-46
- 5.1.1 软件界面程序的需求分析45
- 5.1.2 床体位置绘制程序的需求分析45-46
- 5.1.3 床体位置控制程序的需求分析46
- 5.1.4 数据库交互程序的需求分析46
- 5.2 软件总体结构设计46-51
- 5.2.1 软件模块划分46-47
- 5.2.2 模块调度机制47
- 5.2.3 功能模块的调度47-49
- 5.2.4 模块运行流程图49-51
- 5.3 软件界面程序的设计51-57
- 5.3.1 软件界面的编写51-55
- 5.3.2 软件界面的美化55-57
- 5.4 床体位置绘制程序的设计57
- 5.5 床体位置控制程序的设计57-63
- 5.5.1 电机驱动程序的设计57-59
- 5.5.2 角度测量驱动程序的设计59-61
- 5.5.3 3G模块驱动程序的设计61-62
- 5.5.4 驱动程序接口类的创建62-63
- 5.6 数据库交互程序的设计63-64
- 5.6.1 数据库交互接口类的创建63
- 5.6.2 Qt的数据库引擎63-64
- 5.7 本章小结64-65
- 第六章 数据库的配置65-69
- 6.1 数据库的选择65
- 6.2 数据库的安装65-66
- 6.3 数据库的设置66-68
- 6.3.1 数据库表的说明66-67
- 6.3.2 数据库表的建立67-68
- 6.4 本章小结68-69
- 第七章 多功能护理床智能监测与控制系统实验研究69-81
- 7.1 实验方案69-71
- 7.1.1 实验目的69
- 7.1.2 实验方案69-70
- 7.1.3 实验设备70
- 7.1.4 检测系统70-71
- 7.2 床体控制功能实验71-73
- 7.2.1 角度测量测试71-72
- 7.2.2 电机控制测试72-73
- 7.3 数据库交互功能实验73-75
- 7.4 系统联合调试75-80
- 7.4.1 手动控制床体测试75-76
- 7.4.2 智能控制床体测试76-80
- 7.5 本章小结80-81
- 第八章 总结与展望81-83
- 8.1 论文完成的主要工作81
- 8.2 进一步工作展望81-83
- 参考文献83-87
- 硕士期间发表论文和参加科研情况87-89
- 附录一 系统原理图89-95
- 附录二 系统PCB布线图及实物95-103
- 附录三 部分程序代码103-111
- 致谢111
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本文编号：1073384
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