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智能护理床控制系统的研究

荀锦锦  
【摘要】:随着人口老龄化进程的加快,我国老年人口的数量越来越多。老年人肌体的活性较低,身体容易出现许多障碍和病变,导致很多老年人需要长期卧床、生活上不能完全自理、必须依靠他人的看护和照料。基于这一现状,本文设计了一种智能护理床控制系统,该系统可以通过操控按键、操作杆或手机控制床体、轮椅、坐便器,完成床体形态变换、轮椅自由移动、大小便自动处理、语音提示、风温调节、水温调节等功能。智能护理床控制系统以STM32F103ZET6微控制器为核心,辅以操控模块、传感器输入模块、电机控制模块、水温控制模块、风温控制模块、污物冲洗与臀部清洗模块、蓝牙通信模块等外围电路。操控模块包括按键操控、操作杆操控和手机操控,使用者通过选择操控方式,即可对智能护理床进行不同方式的操控;传感器输入模块包括温度传感器、红外对射传感器、桶位置传感器、超声波传感器等,可以检测温度信息、大小便信息、桶位置信息、障碍物位置信息等;电机控制模块主要包括对电机推杆、直流有刷电机进行控制以实现床体的抬降、轮椅部分的自由移动;系统通过控制水加热器、风加热片和水泵即可完成水温、风温和水的控制,用来实现坐便器的污物的冲洗、温水洗臀和暖风烘干功能;蓝牙通信模块主要是用来实现STM32F103ZET6与手机之间对的通信,这样通过手机客户端即可对系统进行操控。本文对该系统进行了硬件和软件的设计,给出了具体硬件电路和软件设计思想。采用基于多传感器融合的模糊控制算法来解决轮椅部分的自动避障问题,仿真和实验结果表明避障效果良好。最后,本文进行了水加热测试、风加热测试、蓝牙通信测试、按键测试、语音报警测试、轮椅部分自动避障测试等实验,测试结果表明,系统性能稳定,实用性强。


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