导言
跟着我国老龄化进程的加重，当今社会中存在着一种因失掉日子自理能力而“长时间卧床的弱势群体”，特别是那些简直无意识的弱势群体，他们需求被人长时间照料，特别是他们的大小便的清洁处理。但是因为该弱势群体数量大、护理人员紧缺和护理费用高级问题，导致这些弱势群体的家庭护理对立日益凸显。现在商场上的长时间卧床患者大小便清洁护理机在“智能护理”方面己比较完善，现已具有大小便主动识别与收回、温水清洗与主动烘干等功用，到达了“人性化”护理的要求，但在运用进程中依然需求专门的“陪护人员”，关于绝大多数现代家庭而言，不管从人力仍是财力，这都将是一个沉重的担负，一起也约束了大小便清洁护理机在家庭中的推行运用，因而，社会迫切需求一种在现有护理功用的基础上能够完结“无人护理”功用的新式大小便清洁护理机。本文以PIC18F87K22单片机为护理机主操控器，运用西门子GSM模块TC35i，将护理机报警信息以“手机短信”的方法实时发送到设定的卧床患者监护人的手机中，一起，监护人也可用“手机短信”的方法发送指令长途操控家中护理机的运转，立异性地完结了家庭长时间卧床患者大小便清洁护理机的“无人护理”功用，将在很大程度上处理我国长时间卧床患者家庭的陪护人员紧缺和护理费用昂扬这些亟待处理社会难题。
1 体系组成与作业原理
体系首要由PIC单片机主控板、键盘和显现模块、传感／变送器模块、执行机构模块、GSM通讯模块（TC35i）和用户手机等几部分组成（图1）。体系作业时，PIC单片机每隔500ms将护理机的水温、风温、流量、清水桶液位下限报警、搜集桶脏物上限报警、漏电检测报警等参数巡检一遍。当某项检测参数产生报警时，护理机除了宣布相应的声光报警提示信息外，一起还将报警信息经过GSM模块以“手机短信”的方法发送到程序设置的监护人的手机中，提示监护人及时回家处理。
2 体系硬件规划
体系硬件包含电源模块规划、PIC单片机主控板电路规划、按键规划、LCD显现规划、传感器／变送器电路规划、语音电路规划、GSM通讯模块电路规划和外围驱动执行机构电路规划等。
2．1 单片机芯片挑选
因为单片机与GSM通讯模块（TC35i）之间经过串口通讯，考虑到往后还需求与ZigBee模块进行串口通讯，所以需求具有至少两个串口的MCU；体系需求搜集风温、水温等一共10路检测参数；在大小便完毕后进行的温水冲刷和暖风烘干进程中，还需求用到多个定时器；需求经过PWM方法操控电机转速。归纳考虑上述要求，本体系选用Microehip（微星）公司的PIC18F877K22单片机，其内部集成4KB SRAM，128KB EPROM，69位I／O，2个增强型EUSART，24路12位A／D转换器，5个16位定时器，7个CCP模块和3个ECCP模块，其资源彻底满意体系需求。
2．2传感器／变送器接口规划
护理机用到的传感器包含风温、水温、水流量、大小便检测、搜集桶方位、搜集桶脏物上限方位、清水桶液位下限方位等参数的检测。其间大便选用红外光传输原理，结合大便成分对红外光吸收及间隔机理来判别是否有大便排出；小便则经过剖析小便对搜集座部位电容量的改动判别是否有小便排出，这些传感器是旭日清洁器械有限公司专门开发的非触摸式大小便检测传感器。风温、水温传感器选用新式热敏电阻PT3M-K51F-BLT1传感器，既合适于丈量风温，又合适丈量水温。搜集桶内脏物方位检测传感器有两个，一个是“高方位”检测传感器，另一个是“极限方位”检测传感器，当脏物方位到达“极限方位”报警时，体系主动中止对大小便的处理，避免脏物溢出。首要的传感器接口电路如图2所示。
2．3 语音接口电路规划
当呈现报警时需求有相应的语音提示，语音部分选用了专门的语音处理芯片WT588D-20SS，该芯片功用强大、便利易用。此外，还设置了专门的存储器TS25L-16AP，它具有16M NOR Flash，经过与语音芯片合作，能够很好地完结语音提示功用。
2．4 液晶和键盘接口电路规划
为满意护理机手动操控需求，规划了专用的键盘，此键盘与CPU接口选用8位I／O线并口输入输出方法。LCD显现选用RT12864图形点阵型液晶显现模块，可便利完结检测参数和操控参数的实时显现。
2．5 GSM通讯模块电路接口规划
2．5．1 TC35i模块介绍
TC35i模块是一个支撑短音讯服务（SMS）、数据通讯和语音通讯功用的工业级GSM模块，由供电部分、GSM基带处理器、FLASH闪存、射频部分、天线和ZIF（零插拔力）衔接器等组成（图4）。基带处理器是TC35i的中心，首要处理GSM终端内的语音和数据信号，并涵盖了蜂窝射频设备中的一切模仿和数字功用。TC35i模块有40个引脚，经过一个ZIF衔接器引出。这40个引脚按功用划分为5类，即电源、数据输入／输出、SIM卡、音频接口和操控。
2．5．2 TC35i模块接口电路规划
TC35i与PIC单片机和SIM卡的接口都是经过ZIF衔接器完结，如图5所示。本体系中ZIF衔接器用到的首要引脚如下：第1～5引脚是TC35i的作业电压输入端VBATT+，引荐电压为4．2VDC，第6～10引脚是电源地（GND）。第15引脚是发动脚IGT（IgniTIon），低电平有用，本体系外接三极管Q1与PIC18F87K22的I／O RC5脚衔接，当RC5产生大于100ms的高电平时，发动脚IGT与GND导通而变成低电平，发动GSM模块。第16～23为数据输入／输出，别离为DSR0、RING0、RXDO、TXD0、CTS0、RTS0、DTR0和DCD0。TC35i的数据输入／输出接口实际上是一个串行异步收发器，契合ITU-T RS232接口规范。它有固定的参数：8位数据位和1位中止位，无校验位，比特率在300bps～115kbps之间可选，默许9600，支撑规范的AT指令集。本体系中仅用RXD0、TXD0别离与PIC单片机的RXD、TXD引脚衔接即可，即单片机与TC35i的通讯便是经过这两条串口线完结的。TC35i运用外接式SIM卡，第24～29为SIM卡引CCDET2引脚与ZIF的CCIN引脚相连，用来检测SIM卡夹持器中的SIM卡是否插好，假如现已插好，则CCIN引脚上为高电平，否则为低电平，因而经过单片机编程读取ZIF的CCIN引脚电平即可判别SIM卡是否安排妥当。CCIO是串行数据线，完结TC35i和SIM卡的数据输入和输出。第32脚为操控脚SYNC，本体系中的功用是指示TC35i的作业情况。
3 体系软件规划
3．1 体系主程序规划
体系主程序流程图如图6所示，软件编程选用MPLAB V8．63完结，编译器选用HI-TECHCCompiler。
上电后，首要对单片机和GSM模块别离进行初始化，然后进行按键扫描与处理，进入护理机默许的全主动运转方式，主动进行数据搜集与处理。当有报警产生时，除了作相应的处理外，还经过GSM模块将报警信息以“手机短信”的方法主动发送到患者监护人的手机中，监护人也可用“手机短信”的方法发送指令长途操控家中护理机的运转，然后完结护理机的“无人护理”功用。
3．2 GSM短信息处理程序规划
GSM短信息传递本质上便是单片机经过AT指令向监护人手机发短信的进程。TC35i短音讯模块有两种作业方式，用“AT+CMGF=n”指令来设置，n=0为PDU方式；n=1为文本方式。因为本体系发送和接纳的数据都是根据英文的报警情况和指令字，所以n=1。AT+CMGS为挑选音讯服务。下面以“脏物搜集桶满（Dirty Full Alarm）”报警为例，经进程序阐明其完结进程。
4 完毕语
本规划立异性地完结了家庭长时间卧床患者大小便清洁护理机的“无人护理”功用，将在很大程度上处理我国长时间卧床患者家庭陪护人员紧缺和护理费用昂扬这些亟待处理的难题，是谋福弱势群体和改进社会民生的好产品，具有宽广的商场使用远景。
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