护理机图像采集监控装置的设计与实现

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随着世界人口老龄化的迅速发展和现代医疗水平的不断提高,全球老龄化和高龄化人口越来越多,需要照看的老人也越来越多。可是,随着全球经济的快速发展,以及人们生活水平的提高,人们的生活压力和工作压力日益增大,在这两重压力下,使得人们随时照看老人变得有心无力。基于以上的背景,本文提出了一种装置——护理机图像采集监控装置,此装置是在智能护理机基础上,利用物联网技术、计算机技术、GPRS/ZigBee通信技术和PIC单片机控制技术研究开发出来的,具有实时监控的功能,可以随时可查看被监护人的状态,使监护人可以安心外出,在解放社会劳动力、节约社会资源方面有很大的贡献。本文主要是从硬件设计、软件设计以及无线通信网络的搭建等方面对装置进行研究开发:(1)护理机图像采集监控装置是以8位性能比较高的单片机PIC18F87K22作为微控制器,以CMOS摄像头作为监控设备,以手机作为监控终端,配合GPRS模块M20和ZigBee模块HAC-LBee组成的无线网络以及相应的外部电路组成:监护人发送短信信息给装置,装置接收信息后,在微控制器中对信息进行处理、分析,然后根据分析的结果,确定下一步的动作:是对装置的参数进行修改,还是控制摄像头进行拍照。(2)GPRS是是在GSM基础上创新的一种新型业务,具有接收范围广、连接时间短、传输速率快、成本低、可靠性强、安全性高、按数据传输流量计费等优点。M20模块是一款四频的GSM/GPRS无线通信模块,内部嵌入了强大的网络协议,可以很方便的嵌入到客户应用中去,而且具有很高的可靠性和鲁棒性。它的AT指令很强大,并且操作简单。本装置通过AT指令来实现PIC单片机与M20模块之间的数据通信,并且使M20模块接入到GPRS网络中,建立起远距离的无线通信网络。(3)ZigBee技术是一种短距离传输技术,具有自组网功能、功耗低、成本低、简单快速、可靠安全、功能强大等优点。HAC-LBee模块是一个低功率的无线数据传输模块,它采用了ZigBee协议栈的协议,具有16个通信信道,在空中的传输速度很快,提供TTL电平和UART接口,外接方便,抗干扰能力强,能够自动组网。本装置通过HAC-LBee模块来实现PIC单片机与摄像头之间的通信,使用HAC-LBee模块的透明模式,在模块与模块之间建立起短距离通信的无线网络。(4)本装置中的摄像头使用的是CMOS类型而不是CCD类型,主要是因为CMOS类型的省电,并且图像数据扫描快,节约时间。串口摄像头SXH-V1具有视频数据采集、图像自动压缩功能,而且能够通过串口与微控制器进行数据通信。它采用标准的JPEG图像压缩算法,输出照片格式是JPEG。它的接口可以定制为标准的RS-485接口、RS-232接口或者TTL电平串口,本装置中选用的是TTL电平串口,可以很方便的与ZigBee模块相连接。
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