号的转接与发送枢纽；服务器与控制主板通过串口进行通信；服务器既可本地直接控制护理床，也可以接收远程客户端控制指令；服务器处于长期运行状态，用来响应客户端的访问；服务器初始化过程中，将打开摄像头以及串口的初始化，然后监听端口，等待客户端的访问；具体运行流程如图2;服务器端在视频采集中，应用了 Java媒体框架；采集摄像头数据时，首先连接视频设备，然后才能获取视频设备的数据；视频设备的启动与数据捕获流程如图3;
在接收到了客户端的访问之后，就会单独创建一个跟客户端通信的线程；该线程负责将本地的视频信息传输至客户端显示，同时将客户端发送而来的消息进行判定，如果是帧信息则进行显示，如果是控制消息则开启串口发送线程，如果是停止消息，则关闭Socket通信接口 ；在床体的远程控制功能中，是服务器与控制主板通过串口通讯实现的；控制主板在接收到控制指令后，会响应对应的继电器；从而将控制信号通过控制总线传送给电机驱动器，执行电机的升降；
(3)所述客户端软件包括下列内容:
客户端软件是监控护理的终端；它通过连接W1-Fi或者3G/4G网络，访问服务器端；客户端是基于Android操作系统的；客户端软件运行流程图如图4;
软件分为四个页卡，包括登录界面、视频监控界面、遥控界面和自动护理界面；登录界面需要填写登录的相关信息，包括服务器域名和端口号；该系统采用客户端/服务器模式，连接成功后，将建立输入输出流管道，并自动跳转至视频监控界面；打开视频监控按钮就会进行视频交互。视频传输的帧图像采用JPEG压缩方式，减少了网络开销；客户端在视频采集中，采用SurfaceView对摄像头进行预览并设置预览格式，然后实现对视频的捕捉；在预览过程中实现回调接口，将摄像头默认的NV21编码格式转换成YUV格式，然后进一步将YUV图像压缩成JPEG编码格式，实现传输数据的最小化；客户端视频采集流程如图5;在客户端与服务器端数据交互过程中，封装的数据有多种包括帧图像、控制消息、以及启动和停止信息；为了保证数据能够准确的传输，采用了 Java序列化机制来实现数据的打包与解析；客户端在遥控界面中，设置了床体动作的各个按钮；当点击按钮后，界面会自动跳转回监控界面，并发送控制消息；控制消息的对象与帧图像消息的对象类似，但是设置了不同的属性；当服务器收到消息对象时，会调用消息的方法，识别消息的类型。如果是控制消息，则向下位机即控制主板发送控制指令；这样就可实现客户端的远程控制了 ；为了进一步方便监护者对患者的监护，该系统还设置了自动护理功能；该功能可在设定的时间点自动发送控制消息；启用了该功能之后，客户端应用程序会在后台开启Service服务，并按时发送控制消息和提醒；
(4)所述内网代理软件包括下列内容:
本发明所述远程监护系统是基于C/S模式的，为了实现客户端能随时随地进行监护，服务器端使用了内网代理服务器进行地址转换；为此，采用了花生壳一一动态域名解析软件作为内网代理服务器；在服务器端安装了花生壳软件，并注册域名；然后将本机的端口添加映射至域名的端口 ；在任何网络条件下，在访问服务器端时，只需访问域名和端口即可访问内网主机；该方案无需设置专用服务器，成本开销小，适合家庭采用。
【主权项】
1.一种多功能护理床手机远程监护系统，其特征在于:所述远程监护系统硬件包括服务器，主控制板，多功能护理床，网络、智能手机；所述多功能护理床为市售通用多功能护理床；所述远程监护系统软件包括服务器软件和客户端软件；其中服务器选用笔记本或者配摄像头的台式机；控制主板包含有串口设备、微控制器、继电器模组、控制总线；首先，搭建本地服务控制系统，将主控制板与电机驱动器通过控制总线相连，与服务器通过串口相连，服务器需安装Java运行环境与Java媒体框架，才能支持服务器软件的运行，打开服务器软件，确保摄像头开启；然后通过选择串口列表，使串口识别成功，即表明服务器已正常初始化，检查内网代理软件花生壳是否连接代理服务器，如果连接正常，则接受客户端访问； (1)所述控制主板包括下列内容: 为了实现远程控制护理床，设计了具有串口通讯功能的控制主板来接收数字控制信号；控制主板采用单片机为微控制器，同时外围由串口、电源接口、继电器模组、控制总线接口组成；微控制器可将串口接收的控制信息进行判定，识别动作指令，然后操作相应的继电器，将控制信号通过控制总线发送给电机驱动器；该主控器的控制原理是模拟手柄控制，发出控制信号；手柄控制电机驱动器的两根信号线接通，而主控器中的继电器模组，它的每一个继电器就相当于按钮，当微控制器发出控制指令时，驱动继电器线圈，继电器就会从常开状态变成常闭状态，实现按键功能；该控制主板能够适用于大部分电动护理床的控制；对于采用不同接口电机驱动器的护理床而言，只需要稍加改变控制总线的接线方式，就可以正常使用；控制主板采用STC89C52单片机作为微控制器，工作电压为+5V，直流电源供电，通过RS-232接口接收上位机服务器端的指令；通过Java的串口通信包可以实现对端口的检测、端口类型识别、串口打开和参数设置的功能； (2)所述服务器软件包括下列内容: 服务器软件也是多功能护理床的上位机；它与控制主板连接，是控制信号的转接与发送枢纽；服务器与控制主板通过串口进行通信；服务器既可本地直接控制护理床，也可以接收远程客户端控制指令；服务器处于长期运行状态，用来响应客户端的访问；服务器初始化过程中，将打开摄像头以及串口的初始化，然后监听端口，等待客户端的访问；服务器端在视频采集中，应用了 Java媒体框架；采集摄像头数据时，首先连接视频设备，然后才能获取视频设备的数据； 在接收到了客户端的访问之后，就会单独创建一个跟客户端通信的线程；该线程负责将本地的视频信息传输至客户端显示，同时将客户端发送而来的消息进行判定，如果是帧信息则进行显示，如果是控制消息则开启串口发送线程，如果是停止消息，则关闭Socket通信接口 ；在床体的远程控制功能中，是服务器与控制主板通过串口通讯实现的；控制主板在接收到控制指令后，会响应对应的继电器；从而将控制信号通过控制总线传送给电机驱动器，执行电机的升降； (3)所述客户端软件包括下列内容: 客户端软件是监控护理的终端；它通过连接W1-Fi或者3G/4G网络，访问服务器端；客户端是基于Android操作系统的； 软件分为四个页卡，包括登录界面、视频监控界面、遥控界面和自动护理界面；登录界面需要填写登录的相关信息，包括服务器域名和端口号；该系统采用客户端/服务器模式，连接成功后，将建立输入输出流管道，并自动跳转至视频监控界面；打开视频监控按钮就会进行视频交互；视频传输的帧图像采用JPEG压缩方式，减少了网络开销；客户端在视频采集中，采用SurfaceView对摄像头进行预览并设置预览格式，然后实现对视频的捕捉；在预览过程中实现回调接口，将摄像头默认的NV21编码格式转换成YUV格式，然后进一步将YUV图像压缩成JPEG编码格式，实现传输数据的最小化；客户端视频采集流程如图5;在客户端与服务器端数据交互过程中，封装的数据有多种包括帧图像、控制消息、以及启动和停止信息；为了保证数据能够准确的传输，采用了 Java序列化机制来实现数据的打包与解析；客户端在遥控界面中，设置了床体动作的各个按钮；当点击按钮后，界面会自动跳转回监控界面，并发送控制消息；控制消息的对象与帧图像消息的对象类似，但是设置了不同的属性；当服务器收到消息对象时，会调用消息的方法，识别消息的类型；如果是控制消息，则向下位机即控制主板发送控制指令；这样就可实现客户端的远程控制了 ；为了进一步方便监护者对患者的监护，该系统还设置了自动护理功能；该功能可在设定的时间点自动发送控制消息；启用了该功能之后，客户端应用程序会在后台开启Service服务，并按时发送控制消息和提醒； (4)所述内网代理软件包括下列内容: 本发明所述远程监护系统是基于C/S模式的，为了实现客户端能随时随地进行监护，服务器端使用了内网代理服务器进行地址转换；为此，采用了花生壳一一动态域名解析软件作为内网代理服务器；在服务器端安装了花生壳软件，并注册域名；然后将本机的端口添加映射至域名的端口 ；在任何网络条件下，在访问服务器端时，只需访问域名和端口即可访问内网主机；该方案无需设置专用服务器，成本开销小，适合家庭采用。
【专利摘要】一种多功能护理床手机远程监护系统，以多功能护理床及其机电控制系统为控制对象，通过本地服务器与远程客户端组成的通信网络进行监控。多功能护理床与控制主板相连，控制主板通过串口与本地服务器进行通信。护理床既可通过本地服务器的控制界面进行操作，也可以通过远程客户端进行遥控。本地服务器必须能够连入Internet网络，并接入代理服务器。客户端在无线网络下访问服务器，实现视频监控、床体遥控和自动护理功能。本发明通过远程视频交互，保证了远程操作的可靠性，可方便家人或监护者对病患的远程护理，减少了劳动强度。也可使患者得到更加及时周到的服务，减轻瘫痪引起的病症，操作简易，适合在医院和家庭等诸多场合推广。
【IPC分类】G05B19/042
【公开号】CN105137872
【申请号】CN201510510375
【发明人】张华 , 刘继忠, 孙振邦, 华晶
【申请人】南昌大学
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年8月20日