[发明专利]一种基于STM32F103ZET6的智能护理床的中控系统

说明书

技术领域

本发明设计医疗器械领域，尤其涉及无线智能控制和智能护理床的通用控制方法。本发明公开了一种基于STM32F103ZET6的智能护理床的中控系统，提供包括远程智能控制、机械控制、远程查看等多种功能。

技术背景

随着社会的发展，中国的人口老龄化趋势不断加重，除此之外，空巢老人和失能老人数量增加，慢性疾病增加，这给社会和家庭带来了巨大的压力。中国人口老龄化逐步呈现比例高基数大的特点，给中国社会医疗体制带来了巨大的挑战，而与老年人息息相关的护理床行业在国内发展较为缓慢，技术含量较低。基于这一现状，智能护理床的系统研发具有极大的现实意义。

与传统的护理床的机械系统相比，本专利介绍的智能护理床的中央控制系统选取Cortex-M3内核的STM32F103ZET6作为控制核心，融入物联网和安卓技术，使护理床成为一个智能嵌入式设备。具有操作简单、性能稳定、可读性强的特点

发明内容

本发明的目的在于自主设计电机驱动电路实现单片机最小系统对电机的精准控制以及通过智能终端APP对智能护理床的不同体位准确控制，并且对病人的离床在床的实时检测；通过手机可以随时随地的掌握智能护理床的体位信息。

为达到上述目的，本发明的构思是：

本发明包括五个模块和三种控制模式。其特征在于五个模块分别是护理床模块、中央控制模块、体重秤模块、电源模块和上位机模块。三种控制模式分别是键盘控制模式、单独调整模式和一键调整模式。

所述五个模块中，中央控制模块为核心模块，中央控制模块包括单片机最小系统、电机驱动电路、距离传感器、蓝牙模块、wifi模块和遥控器。其中，中央控制模块通过电机驱动电路驱动护理床模块，实现床体的机械功能；通过串口与体重秤模块建立通信连接，体重秤模块传输床体体重信息给中央控制模块处理；通过蓝牙模块和wifi 模块与上位机模块通信,实现上位机模块控制和查看床体的体重信息和位置信息。

所述的三种控制模式中，每个控制模式之间互不干扰，并且能够实时查询当前床体姿态，对体重信息进行查询和清零。查询的床体位状态包括一键停止、一键复位、整体前倾、整体后倾、恢复疲劳、深度睡眠、观看模式等体态。

根据上述发明构思，本发明采用下述技术方案：

一种基于STM32F103ZET6的智能护理床的中控系统，包括护理床模块、中央控制模块、体重秤模块、电源模块和上位机模块。其特征在于：所述中央控制模块连接护理床模块、体重秤模块和电源模块，并无线通信连接上位机模块；体重秤模块连接护理床模块；所述中央控制模块将护理床模块输出的体位信号和体重秤模块检测到的体重信号，经处理后传输给上位机模块；上位机模块按用户的要求，输出调控指令信号，经中央控制模块的控制，实现护理床模块中的体位调整。

所述护理床模块包括带有活动背板和腿板的床体和24V直流电动推杆。其中，24V直流电动推杆驱动实现床体机械功能，24V直流电动推杆可用于床体的背板、腿板和床体的上升和下降。根据用户需求满足不同的体位调整。

所述中央控制模块包括单片机最小系统、电机驱动电路、距离传感器、遥控器、蓝牙模块和wifi模块。其中，单片机最小系统通过蓝牙模块接收上位机模块发送的床体体位的数据包，然后解析数据包，驱动不同的IO口，IO口的驱动电平经过电机驱动电路驱动24V 直流电动推杆,贴附在24V直流电动推杆上的距离传感器通过AD转换发送24V直流电动推杆的位置信息给单片机最小系统处理。

所述体重秤模块包括压力传感器、信号放大电路、Ardunio单片机。其中，压力传感器采集到的床体的电压变化信号，经过信号放大电路之后由Arduino单片机进行4路采集。Arduino单片机采集4 路放大后的压力信号，进行量化、相加和调零之后得到准确的体重值，并且通过串口发送给中央控制模块进行信息处理。

所述电源模块包括24V稳压电源和开关电源。其中，24V稳压电源提供电机驱动电路的工作电源。开关电源将24V稳压电源转换 5V工作电源给单片机系统提供工作电压。

所述上位机模块包括平板电脑终端和手机终端。其中，电脑平板终端用于用户一键操作床体的各种体态；手机终端用于用户查询床体信息。

用户操作智能护理床中控系统有三种控制模式：键盘控制模式、单独调整模式、一键调整模式。三种模式能够随意切换、互不影响。