一种基于433M无线通信的智能坐垫监控系统的制作方法

本发明涉及智能会场领域，尤其是一种用于大型会场、会议、体育馆等统计人员是否坐下，无线传输状态的智能坐垫监控系统，特别涉及一种超远距离、多用户同时监控的坐垫系统。

背景技术：

目前在会议、会场、体育馆等上面，进行人数统计大部分采用的视频监控和红外传感。但视频监控会出现盲区，而且进行智能识别难度较大，准确率不能达到100％。红外传感对进去区域可以起到统计人数的效果，但无法检测出人员是否坐下以及坐下时间。

实用新型专利CN105640154A，公开了一种智能坐垫系统，包括智能坐垫，所述智能坐垫包括坐垫本体、压力传感器、微处理器模块和坐姿调整模块；改变了其他智能坐垫只能检测坐姿，不能调整坐姿以及错误坐姿强制矫正的弊端。但专利主要利用压力传感器进行状态监测，目的在于解决坐姿问题。

目前公布的智能坐垫专利，主要研究利用压电传感器进行状态监测，设计结果进行坐姿检测和调整，利用定时器或者震动进行提醒，目的在于解决久坐引起的健康问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于统计会场、会议等座位的人员入座状态，采用轻触式开关进行状态监测，并设计圆形双层结构，分布式打孔完成受力。数据发送采用433M无线通信，通过协议完成多模块分时复用的传输；实时发送过主机监控，并存储后台服务器数据库。

为达到上面效果，本发明通过以下的技术方案来实现：

一种统计入座状态的智能坐垫，包括：智能坐垫本体、接收主机模块、主机监控系统及后台服务器。

进一步，智能坐垫本体包括：感知设备及其结构、单片机、433M无线模块、指示灯、电源模块、充电模块和锂电池。所述单片机为STM32F03系列型号，性价比较高，通过SPI控制433无线模块，通过I/O口完成指示灯控制。所述433M无线模块采用SI4432芯片，通信作为从机，和主机采用应答式分时处理，当通信坐垫数量大时采用结合分频的处理。所述指示灯主要负责状态显示、电量不足显示、充电充满显示。当有人坐下时，彩色LED灯亮起，当人站起或者没人坐下，LED灯熄灭。当电量不足时，红色LED灯亮起。当充电充满时，绿色LED灯亮起。所述电源模块采用LM1117稳压芯片，通过将锂电池稳压到3V左右。所述充电模块采用DW01和8205A，防止过冲、过放、过流和短路。采用TP4056进行USB 线性充电控制，保证充电效率。所述锂电池采用4.2V标准方形电池，容量在1200maH。

进一步，所述智能坐垫本体的感知设备及其结构包括：亚克力板、PCB板、12个轻触

按键开关、12个螺孔及螺丝和螺帽，所述亚克力板位于智能坐垫的上层，设计为圆形，直径为12cm，所述PCB板位于智能坐垫的下层，设计为圆形，直径为12cm，所述螺丝12个轻触按键开关，每个开关均匀，角度相差30度，所述12个螺孔及螺丝和螺帽均匀分布在所述亚克力板和所述PCB外围，每个角度相差30度。

进一步，接收主机模块包括：单片机、433M无线模块、串口转USB模块。所述单片机为STM32F03系列型号，433M无线模块采用SI4432芯片，通信时作为主机，发起广播应答信号。串口转USB模块采用CH340芯片，串口波特率配置为115200，USB采用2.0标准。

进一步，主机监控系统及后台服务器包括：PC监控客户端、手机客户端和对外提供可查询座位入座状态的API。所述PC监控客户端采用QT5框架进行设计，可以在电脑端查询入座状态，统计入座总人数，并将数据发送到后台服务器。所述手机客户端设计ANDROID、IOS两种客户端，可以在手机端查询入座状态，统计入座总人数。所述后台服务器完成对数据的存储以及对外提供可以查询的入座状态API，供第三方进行查询和调用。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明的智能坐垫结构图；

图2是本发明的433M无线通信模块电路原理图；

图3是本发明的电源模块电路原理图；

图4是本发明的防止过冲、过放电路原理图；

图5是本发明的USB线性充电电路原理图；

图6是本发明的按键轻触开关电路原理图；

图7是本发明的智能坐垫结构方框图；

图8是本发明的系统结构图；

具体实施方式

以下基于表示本发明的实施方式的附图，对本发明进行具体说明。

图1为本发明的智能坐垫结构图，包括单片机、无线通信模块、按键轻触开关、充电模块、锂电池、电源模块、状态灯。所述单片机为STM32F03系列型号，性价比较高，通过SPI控制433无线模块，通过I/O口完成指示灯控制。所述433M无线模块采用SI4432芯片，通信作为从机，和主机采用应答式分时处理，当通信坐垫数量大时采用结合分频的处理。所述指示灯主要负责状态显示、电量不足显示、充电充满显示。当有人坐下时，彩色LED灯亮起，当人站起或者没人坐下，LED灯熄灭。当电量不足时，红色LED灯亮起。当充电充满时，绿色LED灯亮起。所述电源模块采用LM1117稳压芯片，通过将锂电池稳压到3V左右。所述充电模块采用DW01和8205A，防止过冲、过放、过流和短路。采用TP4056进行线性充电控制，保证充电效率。所述锂电池采用4.2V标准方形电池，容量在1200maH。

图2为本发明的433M无线通信模块电路原理图，采用SI4432芯片作为通信芯片，坐垫和接收端主机都采用此芯片，一个作为主机，一个作为从机。单片机PB1和SI4432的SDI口连接、PA10和SI4432的SDO连接、PA7和SI4432的SCLK连接、PA6和SI4432的NSEL连接、PA5和SI4432的NIRQ连接。SDI作为SPI接口输入口，SDO口作为SPI输出口，SCLK为时钟口，NSEL为片选信号口，NIRQ为中断信号口。

图3为本发明的电源模块电路原理图，采用LM1117降压芯片进行降压处理，将锂电池4.2V电压降到3V左右。LM1117的输入IN脚接锂电池正极，输出OUT管脚接滤波电容C1，大小100uF。C1一端和R1相连，另外一端和GND相连。R1一端接C1，另外一端接电源指示灯。

图4为本发明的防过冲、过放模块电路原理图，采用DW01芯片和8205A，电池接电阻R8的一端，电阻R8另一端接DW01的5管脚和电容C11的一端，电容C11另一端接电池GND管脚和DW01的6管脚。DW01的3管脚和8205A的4管脚连接，DW01的1管脚和8205A的5管脚连接，8205A的8管脚和1管脚连接，DW01的1管脚和电阻R9的一端连接，电阻R9的另一端和系统输出8205A的2、3管脚连接，2、3管脚和P-连接。

图5是本发明的USB线性充电电路原理图，采用TP4056芯片，USB接口VCC-5V连接电阻R10的一端，R10的另外一端连接TP4056的VCC管脚和8管脚，TP4056的VCC管脚通过两个指示灯连接R8和R9的一端，R8的另一端连接7管脚，R9的另一端连接6管脚。USB的GND管脚连接R7的一端，R7另一端连接2管脚。TP4056的1管脚和3管脚连接，连接C10的一端，C10的另一端连接C11，C11的另一端连接5管脚。

图6是本发明的按键轻触开关电路原理图，轻触开关3、4相连接地，1、2相连接STM32F03单片机的PA1管脚，当按键按下时输入电平为低，默认没有按键时设置为上拉输入模式，电平值为高电平。STM32F03单片机的PA0管脚连接状态指示灯的一端，指示灯的另一端接地，输出电平为高时灯亮。

图7是本发明的智能坐垫结构方框图，智能坐垫由1和2两层构成，1为上面靠近人的一层，材料为亚克力板，设计为圆形，大小为12*12cm。2为PCB板，设计为和1大小相同的圆形。1和2上面对应开出12个穿孔3，穿孔直径为3mm，每个穿孔均匀分布于四周，每个孔相差30度。穿孔3在1上用螺母和电容胶固定，在2上用螺丝头穿入同时加螺母固定。按键分布于PCB中心和穿孔对齐，当有人坐下时，会通过亚克力板将力传到均匀分布的按键上面，从而将状态信号传递给单片机。通过穿孔上面的螺丝来保护按键的受力。

上面结合附图对发明进行示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的非实际性的改进，或者未经改进将本发明的方法构思和技术方案直接应用到其他场合的，均在本发明的保护范围之内。