【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及轮椅监测，特别是一种用于智能轮椅的户外安全实时监测系统。
技术介绍
1、对于老人来说，当他们独自乘坐轮椅出行时，因其安全性不能保证等诸多限制，导致老年人的活动空间及出行意愿受到极大限制，因此有必要对他们乘坐轮椅时的安全状况进行监测。池鸣凤等采用多传感器融合的方法设计实现了轮椅机器人的室内定位与导航。李鑫等采用人体肌电信号配合蓝牙通信,实现对轮椅的各方向运动。张震等利用多种传感器配合蓝牙通信，实现了对使用者乘坐轮椅时的安全状况的一些监测。
2、现在大部分关于智能轮椅的研究都只为自动避障和自主导航而设计，没有考虑到轮椅和乘坐人员的安全。已有的一些关于轮椅安全监测的技术都采用esp8266进行蓝牙通信，但是蓝牙通信距离一般仅为10米，并没有实现远距离的安全监测。并且安全监测仅针对乘坐人员自身安全状态，如心率、温度等，并没有对轮椅的安全状态进行监测。为此，本专利技术旨在通过使用传感器和4g通信模块对轮椅使用者的乘坐信息、轮椅状态等进行远距离的实时监测，从而实现对使用者的户外安全实时监测。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决上述问题，设计了一种用于智能轮椅的户外安全实时监测系统。
2、实现上述目的本专利技术的技术方案为，一种用于智能轮椅的户外安全实时监测系统，包括安全监测模块、语音播报模块、蜂鸣器模块、电源模块、无线通信模块，所述安全监测模块包括主控微处理器模块、薄膜压力传感器模块、姿态传感器模块、gnss定位模块。
3、作为本技术
4、作为本技术方案的进一步描述，姿态传感器模块用于检测轮椅是否倾翻，薄膜压力传感器模块用于检测使用者是否乘坐轮椅，gnss定位模块用于提供乘坐者的位置信息。
5、作为本技术方案的进一步描述，所述语音播报模块用于检测使用者是否久坐,蜂鸣器模块用于轮椅倾翻时的鸣笛,电源模块用于供电。
6、作为本技术方案的进一步描述，无线通信模块采用4g模块进行通信把数据上传至onenet云平台，然后下发至家人的手机，从而实现户外安全实时监测的目的。
7、作为本技术方案的进一步描述，户外安全实时监测系统的程序执行流程包括以下步骤：
8、步骤一：初始化各个模块；
9、步骤二：对无线通信模块进行连网以及连接云平台；
10、步骤三：主控微处理器模块对姿态传感器模块、薄膜压力传感器模块、经纬度信息进行数据采集，并判断采集的数据是否超过设定的阈值，如果超过设定阈值，将进行报警语音提示等处理；
11、步骤四：无线通信模块将把主控微处理器模块采集到的数据发送至onenet云平台，通过onenet云平台将下发至家人的手机端。
12、作为本技术方案的进一步描述，无线通信模块采用mqtt协议去连接onenet云平台以进行数据上传，无线通信模块的连接包括以下步骤：
13、步骤1：主控芯片向其发送“at”判断其是否正常工作，若通信模块回复“ok”，则代表其正常工作；
14、步骤2：主控芯片向其发送“at+cereg？”判断其是否注网成功，若无线通信模块回复“+cereg:0,1”，则代表其注网成功，若未注网成功，则重新发送“at+cereg？”，直至注网成功；
15、步骤3：主控芯片依次向其发送“at+qgps＝1”、“at+qgpsloc＝2”以打开gnss和获取定位信息；
16、步骤4：无线通信模块向onenet云平台依次发送“at+qmtcfg＝"version0,4”、“at+qmtopen＝0,183.230.40.96,1883”、“at+qmtconn＝0,"设备名称","产品id","token"”去进行mqtt版本设置、打开mqtt通道和连接mqtt；
17、步骤5：连接成功后，无线通信模块向onenet云平台发送“at+qmtpubex＝0,0,0,0,"$sys/产品id/设备名称
18、/thing/property/post"”,117(117为数据长度，根据实际情况填写)，当模块收到返回的“<”后，就可以向onenet云平台发送数据了。
19、作为本技术方案的进一步描述，主控微处理器模块获取薄膜压力传感器模块的具体方法为：采用电压转换模块把有压力时传感器的电阻变化转换为范围0-3.3v的电压变化，因为电压信号可以更容易被主控微处理器的adc读取处理，主控微处理器的adc读取电压值后，把读取10次的平均电压值根据压力传感器的量程线性转化为压力值；当压力值大于设定的阈值(此阈值根据多此试验设定)，则认为使用者在乘坐轮椅，同时，一旦有压力，就在主控微处理器里计时，当乘坐超过一小时时便会进行久坐播报提醒，同时计数清零，重复上述操作。
20、作为本技术方案的进一步描述，主控微处理器模块获取姿态传感器模块数据的具体方法为：首先要初始化i2c总线，设置好通信速率和地址参数，接着初始化mpu6050模块，并配置好要读取的角度信息，读取角度通过读取姿态传感器模块的陀螺仪和加速度计数据得到，读取数据时，使用主控微处理器的i2c接口进行通信，使用相应的i2c读取函数，发送请求读取角度数据的命令，然后主控微处理器接收角度数据，当读取的横滚角和俯仰角两者中任意一个或两者都超过30度时，则判定为轮椅倾翻，否则为安全状态，此时，蜂鸣器模块鸣笛，并且通过4g模块向使用者的家人拨打报警电话，同时将轮椅倾翻状态通过上传至云平台，然后下发到家人的手机端。
21、其有益效果在于，本技术方案通过4g通信模块可以实现远距离实时监测，可对轮椅状况、使用者是否正在乘坐轮椅进行监测并发送至监护人手机app，当乘坐者处于危险状态，即轮椅倾翻时，蜂鸣器模块会鸣笛去吸引路人以增加得到帮忙救助的可能，同时通过4g通信模块及时拨打家人电话，并把轮椅是否倾翻发送至家人手机，此外，本技术方案还具有久坐提醒功能，避免了因为久坐容易导致致腰酸背痛、肌肉萎缩等疾病，本技术方案通过实时获取乘坐者的位置信息，并把位置信息发送至监护人手机，可以使监护人更加放心，使老人处于危险时家人及时获取老人的位置。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种用于智能轮椅的户外安全实时监测系统，其特征在于，包括安全监测模块、语音播报模块、蜂鸣器模块、电源模块、无线通信模块，所述安全监测模块包括主控微处理器模块、薄膜压力传感器模块、姿态传感器模块、GNSS定位模块。
2.根据权利要求1所述的一种用于智能轮椅的户外安全实时监测系统，其特征在于，所述主控微处理器模块采用STM32F103C8T6为主控微处理器，姿态传感器模块采用MPU6050姿态传感器，薄膜压力传感器模块采用电阻式薄膜压力传感器。
3.根据权利要求1所述的一种用于智能轮椅的户外安全实时监测系统，其特征在于，姿态传感器模块用于检测轮椅是否倾翻，薄膜压力传感器模块用于检测使用者是否乘坐轮椅，GNSS定位模块用于提供乘坐者的位置信息。
4.根据权利要求1所述的一种用于智能轮椅的户外安全实时监测系统，其特征在于，所述语音播报模块用于检测使用者是否久坐,蜂鸣器模块用于轮椅倾翻时的鸣笛,电源模块用于供电。
5.根据权利要求1所述的一种用于智能轮椅的户外安全实时监测系统，其特征在于，无线通信模块采用4G模块进行通信把数据上传至One
6.根据权利要求1所述的一种用于智能轮椅的户外安全实时监测系统，其特征在于，户外安全实时监测系统的程序执行流程包括以下步骤：
7.根据权利要求1所述的一种用于智能轮椅的户外安全实时监测系统，其特征在于，无线通信模块采用MQTT协议去连接Onenet云平台以进行数据上传，无线通信模块的连接包括以下步骤：
8.根据权利要求1所述的一种用于智能轮椅的户外安全实时监测系统，其特征在于，主控微处理器模块获取薄膜压力传感器模块的具体方法为：采用电压转换模块把有压力时传感器的电阻变化转换为范围0-3.3V的电压变化，因为电压信号可以更容易被主控微处理器的ADC读取处理，主控微处理器的ADC读取电压值后，把读取10次的平均电压值根据压力传感器的量程线性转化为压力值；当压力值大于设定的阈值(此阈值根据多此试验设定)，则认为使用者在乘坐轮椅，同时，一旦有压力，就在主控微处理器里计时，当乘坐超过一小时时便会进行久坐播报提醒，同时计数清零，重复上述操作。
9.根据权利要求1所述的一种用于智能轮椅的户外安全实时监测系统，其特征在于，主控微处理器模块获取姿态传感器模块数据的具体方法为：首先要初始化I2C总线，设置好通信速率和地址参数，接着初始化mpu6050模块，并配置好要读取的角度信息，读取角度通过读取姿态传感器模块的陀螺仪和加速度计数据得到，读取数据时，使用主控微处理器的I2C接口进行通信，使用相应的I2C读取函数，发送请求读取角度数据的命令，然后主控微处理器接收角度数据，当读取的横滚角和俯仰角两者中任意一个或两者都超过30度时，则判定为轮椅倾翻，否则为安全状态，此时，蜂鸣器模块鸣笛，并且通过4G模块向使用者的家人拨打报警电话，同时将轮椅倾翻状态通过上传至云平台，然后下发到家人的手机端。
...【技术特征摘要】
1.一种用于智能轮椅的户外安全实时监测系统，其特征在于，包括安全监测模块、语音播报模块、蜂鸣器模块、电源模块、无线通信模块，所述安全监测模块包括主控微处理器模块、薄膜压力传感器模块、姿态传感器模块、gnss定位模块。
2.根据权利要求1所述的一种用于智能轮椅的户外安全实时监测系统，其特征在于，所述主控微处理器模块采用stm32f103c8t6为主控微处理器，姿态传感器模块采用mpu6050姿态传感器，薄膜压力传感器模块采用电阻式薄膜压力传感器。
3.根据权利要求1所述的一种用于智能轮椅的户外安全实时监测系统，其特征在于，姿态传感器模块用于检测轮椅是否倾翻，薄膜压力传感器模块用于检测使用者是否乘坐轮椅，gnss定位模块用于提供乘坐者的位置信息。
4.根据权利要求1所述的一种用于智能轮椅的户外安全实时监测系统，其特征在于，所述语音播报模块用于检测使用者是否久坐,蜂鸣器模块用于轮椅倾翻时的鸣笛,电源模块用于供电。
5.根据权利要求1所述的一种用于智能轮椅的户外安全实时监测系统，其特征在于，无线通信模块采用4g模块进行通信把数据上传至onenet云平台，然后下发至家人的手机，从而实现户外安全实时监测的目的。
6.根据权利要求1所述的一种用于智能轮椅的户外安全实时监测系统，其特征在于，户外安全实时监测系统的程序执行流程包括以下步骤：
7.根据权利要求1所述的一种用于智能轮椅的户外安全实时监测系统，其特征在于，无线通信模...
【专利技术属性】
技术研发人员：张治国，张雪晴，
申请(专利权)人：苏州海熙智能医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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