一种基于物联网技术的智能化养老护理服务系统

技术领域

本发明涉及智能护理技术领域，尤其是涉及一种基于物联网技术的智能化养老护理服务系统。

背景技术

传统的电动医疗床和护理床，通过线性驱动执行器实现床靠背、腿部的调节功能，并且基于线性驱动执行器的数量多少，可以实现翻身，床体整体升降等功能。虽然电动医疗床和护理床相对于更早的手摇产品，已经取得了很大的进步，比较注重医护的便利性、舒适性和适老性需求，但是对于病人和老人的更深入需求，例如入床离床、摔倒、体征、睡眠质量等等，没办法提供支持，换句话说，现有的电动医疗床和护理床产品基板以功能为主，无法满足深层次的智能看护需求，特别是养老市场的潜在需求，譬如如何解决居家、社区、机构养老等各自的不同需求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于物联网技术的智能化养老护理服务系统，具有智能化程度高、操作简单的特点。

为实现上述目的，本发明采用以下内容：

一种基于物联网技术的智能化养老护理服务系统，所述智能化养老护理服务系统包括护理床体、主控制器模块、智能网关和移动端，所述护理床体上搭载有用于调节护理床体角度的驱动执行模块、用于采集用户体征信息的传感器模块以及用于提醒用户的语音交互模块，所述主控制器模块用于接收传感器模块采集到的信号、用于控制驱动执行模块工作以及用于触发语音交互模块进行相应的语音提示，所述主控制器模块通过智能网关将数据信息实时传输至移动端；

所述主控制器模块包括电源模块、输入/输出模块、通讯模块、参数和数据存储模块、状态和故障显示模块以及键盘操作模块。

优选的是，所述传感器模块包括设于护理床体的体温传感器、呼吸传感器、脉搏传感器、心率传感器、湿度传感器和拾音传感器，分别用来检测护理床体上用户的体温、呼吸频率、动脉搏动、心率、体表湿度以及拾取用户的声音。

优选的是，所述智能网关通过数据传输装置将从主控制器模块处接收到的数据信息传输至云端，再由云端发送信息至移动端，所述数据传输装置与智能网关或者主控制器模块集成。

优选的是，所述智能网关上还接入有公共区域摄像头、烟雾感应器、燃气泄露感应器中的一种或多种。

优选的是，所述电源模块采用隔离电源设计，外部采用直流开关电源，内部采用“直流-直流”隔离电源模块。

优选的是，所述输入/输出模块采用光耦隔离电路，输入/输出模块的输入部分用于接收传感器模块的信号，输入/输出模块的输出部分用于控制驱动执行模块以及触发语音交互模块。

优选的是，所述通讯模块为GSM通讯模块或WiFi模块或蓝牙模块或2.4GHz RF模块或ZigBee模块。

优选的是，所述参数和数据参数模块采用大容量EEPROM芯片，其与主控制器模块建立通讯连接。

优选的是，所述状态和故障显示模块使用多位7段数码管或者液晶显示模块，用于显示状态代号和故障代码，并且状态和故障显示模块相控制连接有显示器。

优选的是，所述键盘操作模块具有操作按键，分别是“Menu”、“+”、“Enter”，用以配合状态和故障显示模块。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明智能化程度高、操作简单，通过在医疗护理床体上植入各种特定功能的传感器模块，基于多传感器信息融合的感知技术，利用多种免触式传感器来监测用户的呼吸频率、心率和动脉搏动等，每秒可对用户身体进行上百次的数据追踪，并通过智能网关组网，将数据信息传输至云端，经过云端中数据处理系统的评估后生成睡眠数据和调控护理床体的建议，并发送至移动端上以提醒用户；采用智能化控制能够帮助监护者对老人进行更好的护理管理，节约养老社区的人力和时间，且也提升了服务的质量。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1是本发明一种基于物联网技术的智能化养老护理服务系统在一种应用场景下的系统框图；

图2是本发明一种基于物联网技术的智能化养老护理服务系统在另一种应用场景下的系统框图；

图3是本发明主控制器模块的结构示意图；

图中，各附图标记为：

1-护理床体，2-主控制器模块，3-智能网关，4-移动端，5-云端，11-驱动执行模块，12-语音交互模块，13-体温传感器，14-呼吸传感器，15-脉搏传感器，16-心率传感器，17-湿度传感器，18-拾音传感器，21-电源模块，22-输入/输出模块，23-通讯模块，24-参数和数据存储模块，25-状态和故障显示模块，26-键盘操作模块。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

本发明在原有的电动床调节功能的基础上，着重于养老护理需求的智能化实现。针对养老应用场景的不同，使用一套技术系统，实现差异化覆盖，重点解决老人用户睡眠监控，体动体征打鼾尿湿数据采集，利用人工智能算法，及时识别老人的紧急状态，可以通过系统自带的语音AI直接于老人进行语音交互，情况严重时直接预警到管理中心或者监护人，正常状态下，可以记录老人睡眠质量，生产数据报告，针对老人存在一定的基础疾病的情况下，可以设定特定的预警设置，进行差异化管理。为老龄化社会，不同的应用场景，提供不同的解决方案，为养老机构和养老社区节约管理人力，并提升服务的质量，同时为居家养老监护人看护人解放精力，提升效率。

本发明实施例提出的一种基于物联网技术的智能化养老护理服务系统，用于满足深层次的智能养老看护需求，如图1和图3所示，当该该智能化养老护理服务系统应用于居家或社区场景时，该智能化养老护理服务系统包括护理床体1、主控制器模块2、智能网关3和移动端4，于护理床体1上搭载有用于调节护理床体角度的驱动执行模块11、用于采集用户体征信息的传感器模块以及用于提醒用户语音交互模块12，主控制器模块2用于接收传感器模块采集到的信号、用于控制驱动执行模块11工作以及用于触发语音交互模块12进行相应的语音提示，主控制器模块2通过智能网关3将数据信息实时传输至移动端4，其中：

传感器模块包括但不限于设于护理床体1的体温传感器13、呼吸传感器14、脉搏传感器15、心率传感器16、湿度传感器17和拾音传感器18，分别用来检测护理床体上用户的体温、呼吸频率、动脉搏动、心率、体表湿度以及拾取用户的声音；

主控制器模块2包括电源模块21、输入/输出模块22、通讯模块23、参数和数据存储模块24、状态和故障显示模块25以及键盘操作模块26。

对于居家养老的应用场景而言，管理系统相对简化，无需走云端，主控制器模块通过智能网关将数据信息直接传输至移动端上，通过监护人手机与老人建立通话，于紧急情况发生时便于监护人及时进行主动的干预。

在本发明的一种实施方式中，如图2所示，当该智能化养老护理服务系统应用于医疗机构场景时，智能网关3通过数据传输装置将从主控制器模块2处接收到的数据信息传输至云端5，再由云端5发送信息至移动端4，其中数据传输装置与智能网关或者主控制器模块集成。数据信息传输到云端，由云端中的数据处理系统进行睡眠数据的评估并制定出调整护理床体舒适度的建议，最后通过发送给移动端以提醒用户。

在本发明的一种实施方式中，智能网关3上还接入有公共区域摄像头31、烟雾感应器32、燃气泄露感应器33中的一种或多种。

需要说明的是，主控制器模块2采用ARM Cortex-M3架构，32位微处理器STM32F103C8T6，主频可达72MHz，程序FLASH容量达64KB，RAM容量为20KB，多达32个GPIOs，2个12bit A/D模数转换器，3路UART口，1个CAN口，其工作电压2V～3.6V、工作温度-40℃～85℃。

进一步的，电源模块21采用隔离电源设计，外部采用直流开关电源，内部采用“直流-直流”隔离电源模块，这保证了内部电压的稳定可靠，还增强了系统的EMC稳定性。

进一步的，输入/输出模块22采用光耦隔离电路，保障控制电路部分不受外部其他设备的干扰，输入/输出模块的输入部分用于接收传感器模块的信号，输入/输出模块的输出部分主要有继电器输出，并且还用于控制驱动执行模块以及触发语音交互模块。

进一步的，通讯模块23用于与DTU模块的交互，从而将设备接入物联网，或者用于各硬件设备之间组成局域网，通讯模块有两路RS485接口，遵循标准Modbus RTU协议，波特率为9600bps，数据格式为8N1，其可与物联网DTU连接，或外扩GSM通讯模块、WiFi模块、蓝牙模块、2.4G模块或ZigBee模块等。

进一步的，参数和数据参数模块24采用大容量EEPROM芯片，其与主控制器模块建立通讯连接，具有掉电不丢失、读写速度快、稳定可靠、可记忆保存上千个参数和数据的特点，有效保障了系统其他模块的数据可靠性。

进一步的，状态和故障显示模块25使用多位7段数码管或者液晶显示模块，用于显示状态代号和故障代码，并且状态和故障显示模块相控制连接有显示器，用于显示状态图标、故障代码和详细信息。

进一步的，键盘操作模块26具有操作按键，分别是“Menu”、“+”、“Enter”，实现多级菜单管理，用以配合状态和故障显示模块，在显示器上可查询参数、设置参数、查看传感器数据、历史故障信息等等。

本发明智能化程度高、操作简单，通过在医疗护理床体上植入各种特定功能的传感器模块，基于多传感器信息融合的感知技术，利用多种免触式传感器来监测用户的呼吸频率、心率和动脉搏动等，每秒可对用户身体进行上百次的数据追踪，并通过智能网关组网，将数据信息传输至云端，经过云端中数据处理系统的评估后生成睡眠数据和调控护理床体的建议，并发送至移动端上以提醒用户；采用智能化控制能够帮助监护者对老人进行更好的护理管理，节约养老社区的人力和时间，且也提升了服务的质量。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。