老人生理状态与生活环境检测及应用研究

发布时间：2017-09-14 13:46

  本文关键词：老人生理状态与生活环境检测及应用研究

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【摘要】：随着社会不断发展,人们的生命得到延长,相同的老年人口也在逐年增加,我国现已正式步入老龄化社会。当前独居老人越来越多,而老人的健康状况和记忆力普遍较差,所以日常的身体健康状况及安全问题成为了社会普遍关注的热点。目前,无线传感网络技术日趋成熟,为研究老人生理状况及生活环境的检测提供了很好的技术支持。无线传感网络发展迅猛,尤其是ZigBee技术具有着高可靠性、低成本、低功耗等一系列优点,在工业、医学、家居等许多行业得到了很广泛的应用。而且近年来各国学术界在无线传感网络研究和实践中所积累的理论和经验,为搭建老人的生理状况与生活环境检测系统提供了重要的技术支撑,利用无线传感网络技术和传感器等技术彼此配合实现系统功能。本系统基于物联网技术,首先以CC2530芯片作为核心处理器设计收发电路,对ZigBee网络中通常采用的路由算法提出改进,减小转发跳数,以期提高路由的工作效率。其次利用相应的传感器检测老人的心率、体温生理参数信息和所处生活环境中的燃气浓度信息,并且设计与之匹配的硬件电路,快速准确的获得检测者的生理指标信息判断出其健康状况,监测环境中是否存在隐患。如果检测出指标异常则立即通知其家属,联系相关人员前往处理救治,并在紧急条件下发出声光警报。最后利用IAR开发环境对各个节点模块进行程序设计以及对系统软件加以设计,本研究有利于老年人及时知晓自己的健康状况,同时又能避免因为遗忘而导致的突发事故,对老人及其家人都有着积极的作用。
【关键词】：无线传感网络 ZigBee 监护系统 CC2530 环境检测
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP274
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 1 绪论14-18
• 1.1 研究背景及意义14-16
• 1.1.1 人口老龄化存在的问题及应对方法14-15
• 1.1.2 智能监护的研究进展15-16
• 1.2 本文结构及内容安排16-18
• 1.2.1 本文研究目的16-17
• 1.2.2 本文主要内容及安排17-18
• 2 老人监护系统总体方案设计18-24
• 2.1 系统总体设计需求18
• 2.2 数据采集需求分析18-19
• 2.3 系统组网技术分析19-21
• 2.4 系统总体设计方案21-22
• 2.5 本章小结22-24
• 3 系统信息传输方式分析24-38
• 3.1 系统网络传输方式简介24
• 3.2 系统网络协议架构24-29
• 3.2.1 物理层25-26
• 3.2.2 媒介访问控制层26-27
• 3.2.3 网络层27-28
• 3.2.4 应用层28-29
• 3.3 系统网络拓扑结构29-32
• 3.4 网络路由算法分析32-37
• 3.4.1 网络地址分配机制32-33
• 3.4.2 ZigBee网络的路由算法及改进33-37
• 3.5 本章小节37-38
• 4 老人监护系统硬件设计38-50
• 4.1 系统硬件总体架构设计38-39
• 4.2 无线模块的主要外围电路设计39-40
• 4.3 信息采集节点模块的硬件设计40-47
• 4.3.1 心率采集节点40-43
• 4.3.2 体温采集节点43-45
• 4.3.3 燃气浓度采集节点45-47
• 4.4 辅助模块的硬件设计47-49
• 4.4.1 声光警报模块47-48
• 4.4.2 串口转换模块48-49
• 4.5 本章小结49-50
• 5 系统软件设计及系统实现50-64
• 5.1 系统网络节点的软件开发环境50-53
• 5.1.1 IAR EW开发环境50
• 5.1.2 Z-Stack介绍50-51
• 5.1.3 Z-Stack的运行流程51-53
• 5.2 ZigBee节点功能的实现53-55
• 5.2.1 协调器节点的程序设计53-54
• 5.2.2 路由器节点的程序设计54-55
• 5.3 信息检测终端节点程序设计55-59
• 5.3.1 心率检测节点设计55-56
• 5.3.2 体温采集节点设计56-57
• 5.3.3 燃气检测节点设计57-58
• 5.3.4 检测节点的数据结构58-59
• 5.4 上位机系统的设计59-63
• 5.4.1 上位机软件的功能分析59
• 5.4.2 数据库设计59-61
• 5.4.3 软件主要实现功能61-63
• 5.5 本章小结63-64
• 6 总结与展望64-66
• 6.1 本文总结64
• 6.2 展望64-66
• 参考文献66-70
• 致谢70-72
• 作者简介及读研期间主要科研成果72

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本文编号：850371