基于物联网技术的智能化老年公寓监测系统研究

摘要

我国目前正处于人口老龄化的快速发展阶段，随着物联网技术的不断发展，传统的养老模式已经逐渐进入到智慧养老模式，综合运用各种网络技术以及信息化平台，为老年人提供更加智能化的养老服务是急待解决的问题。老人的健康及安全监护是当前物联网应用的热点领域，针对我国社会老龄化状况以及空巢老人缺乏必要照顾的情况，本课题基于物联网技术，对智能化老年公寓监测系统进行了研究，旨在实时监测老人的生理参数及家居安全情况。
　　本课题通过前期调研及查阅文献，发现物联网技术在智能化老年监测系统中具有重要作用。通过了解及分析物联网技术，并基于物联网体系架构，提出了老年公寓智能监测系统的整体结构并进行分析，该智能监测系统包括老人生理参数监测和老年公寓智能安防两个子系统，对其中的近距离无线通信技术进行了选择，采用短距离、低功耗、低成本的蓝牙技术对老人生理参数监测系统进行无线组网，同时选择低功耗、网络标准化的ZigBee作为智能安防系统的内部无线组网方式。
　　在智能监测系统整体结构的基础上分别对其两个子系统进行了方案设计，通过分析ZigBee网络拓扑结构对安防网络进行选择，从而设计了智能安防网络整体架构并进行分析，还分析了智能安防系统的功能模块，为以后的具体实现奠定基础;设计了老人生理参数监测系统框架，包括传感器采集节点、智能移动终端及监护中心，并分析了各部分功能，对智能移动终端操作系统及移动通信网络进行了选择。
　　最后，本课题对老人生理参数监测系统的体温及脉搏监测功能进行了研究实验。系统采用Arduino作为主控板，选用DS18B20温度传感器和Pulsesensor脉搏传感器采集体温及脉搏数据，并在液晶显示屏中显示所采集的生理数据，再通过蓝牙串口模块将生理数据上传到Android智能手机，通过软件设计实现蓝牙无线通信并在手机界面进行数据显示，从而完成了老人生理参数监测系统中的体温及脉搏监测的部分功能实现。该系统具有可扩展性，可以监测其他的生理参数以及增加其他功能，此外还具有一定的实用价值。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1 课题的研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．3 物联网概述

1．4 本课题的主要研究内容

2 基于物联网技术的智能监测系统

2．1 基于物联网的智慧养老

2．2 老年公寓智能监测系统架构分析

2．3 近距离无线通信技术分析

2．3．1 近距离无线通信技术

2．3．2 无线通信协议选择

2．4 本章小结

3 老年公寓智能安防系统方案设计

3．1 智能安防系统体系结构

3．2 无线传感器网络分析

3．2．1 ZigBee网络拓扑

3．2．2 系统网络拓扑选择

3．3 智能安防系统方案设计

3．3．1 系统方案设计

3．3．2 系统功能模块组成

3．4 系统设计要求

3．5 本章小结

4 生理参数监测系统方案设计

4．1 生理参数测量

4．2 生理参数监测系统分析

4．2．1 系统框架

4．2．2 系统各部分功能

4．3 智能移动终端

4．3．1 Android操作系统

4．3．2 Android系统架构

4．3．3 Android集成开发环境

4．4 远距离网络通信方式

4．5 本章小结

5 体温与脉搏监测系统实现

5．1 体温与脉搏监测系统硬件平台

5．1．1 Arduino UNO主控板

5．1．2 蓝牙串口模块

5．1．3 温度传感器的选择

5．1．4 脉搏传感器的选择

5．1．5 液晶显示模块

5．2 Arduino集成开发环境

5．3 Arduino控制程序设计

5．4 Android手机端软件设计

5．4．1 Android应用程序构成

5．4．2 Android蓝牙接口

5．4．3 Android手机端软件流程

5．4．4 Android界面设计

5．5 本章小结

6 体温和脉搏数据显示结果

7 总结与展望

参考文献

致谢