本实用新型涉及智能护理床技术领域，特别涉及一种护理床智能物联网控制系统。
背景技术：
目前，市场上出现了电动护理床，也出现了一些电动护理床的智能控制技术，电动护理床能够通过电机调整护理床的起背、翻身、抬腿等动作，不需要人力去操作，只需按动按钮即可实现操作。
在这类护理床的智能控制系统中可以开发出能够通过物联网进行通讯和控制的产品，可以将护理床的状况通过物联网发送至手机APP，并将紧急情况进行远程预警。
另外，在现有的护理床的智能控制设计中，对起背、翻身、抬腿等动作的协调性控制还需要进一步改进，需要一种能够自动判断起背、翻身、抬腿等动作状态，并根据各状态的位置信息，自动进行动作执行的判定，避免各动作互相之间的机械位置进行碰撞。
技术实现要素：
为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种护理床智能物联网控制系统，采用智能芯片技术、GPRS及WIFI技术，并在护理床上设置了九个位置传感器，能自动判断护理床的起背、翻身、抬腿等动作状态位置，自动进行动作执行的判定；还可以通过WIFI网络和SIM卡GPRS/4G/3G设置，可通过网络对护理床进行远程监控，实现护理床的物联网通讯功能。
为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：
一种护理床智能物联网控制系统，包括核心控制板、输出隔离驱动电路、电机、位置传感器和触摸屏，核心控制板通过输出接口端子与输出隔离驱动电路相连接、通过输入接口端子与位置传感器相连接、通过RS232通讯口与触摸屏相连接，核心控制板通过输出隔离驱动电路连接电机。
所述的核心控制板包括单片机控制电路、GPRS通讯电路、WIFI通讯电路、SIM卡电路、输入接口端子和输出接口端子，单片机控制电路与GPRS通讯电路、WIFI通讯电路、输入接口端子和输出接口端子相连接，并通过GPRS通讯电路连接SIM卡电路。
所述的位置传感器包括九个位置传感器(1)-(9)，分别为起背位检测传感器(1)、抬脚位检测传感器(2)和(3)、右翻身水平位检测传感器(4)、右翻身低角度位检测传感器(5)、右翻身高角度位检测传感器(6)、左翻身水平位检测传感器(7)、左翻身低角度位检测传感器(8)、左翻身高角度位检测传感器(9)，核心控制板通过检测位置传感器的状态判断护理床的动作位置，自动处理护理床的起背、翻身电和抬腿动作，使动作不发生碰撞。
所述的输出隔离驱动电路包括三极管隔离输出部分、中间继电器隔离部分和负载继电器部分，核心控制板通过输出接口端子连接三极管隔离输出部分的输入端，由三极管隔离输出部分的输出端连接中间继电器的输入线圈，由中间继电器的输出触点连接负载继电器的输入线圈，负载继电器的输出触点连接电机，控制电机的正反转。
所述的电机包括起背电机、翻身电机和抬腿电机，每台电机的机械执行机构上均安装有双头行程开关，对起背、翻身和抬腿动作的极限位置进行限位保护。
所述的位置传感器为九个霍尔传感器，信号为开关量信号。
所述的GPRS通讯电路还连接有ANT天线，通过ANT天线连接服务器，并通过服务器与物联网进行交互通讯并将护理床信息发送至手机APP进行状态预警。
所述的WIFI通讯电路连接外部的WIFI网络，所述的护理床控制系统还可以通过WIFI与物联网进行交互通讯并将护理床信息发送至手机APP进行状态预警。
所述的核心控制板还可以通过通讯接口连接音频和视频设备，进行远程视频和音频通讯连接。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型提供一种护理床智能物联网控制系统，采用智能芯片技术，在护理床上设置了九个位置传感器，能自动判断护理床的起背、翻身、抬腿等动作状态位置，自动进行动作执行的判定。
2、本实用新型控制系统的电机驱动部分，采用小电流驱动大电路的多层隔离方式设计，通过大功率继电器驱动电机，通过小功率继电器驱动大功率继电器，核心板通过三极管驱动小功率继电器达到核心控制的目的。
3、本实用新型提供一种护理床智能物联网控制系统，采用智能芯片技术、GPRS及WIFI技术能够实现护理床的物联网通讯功能，分为WIFI网络和SIM卡GPRS/4G/3G设置，可通过网络对护理床进行远程监控，语音视频通话，第一时间掌握护理床的当前情况，实现真正的物联网化。
4、本实用新型提供一种护理床智能物联网控制系统，每台电机的机械执行机构上均安装有双头行程开关，对起背、翻身电和抬腿动作的极限位置进行限位保护。
附图说明
图1是本实用新型的控制系统的结构示意图；
图2是本实用新型的控制系统的位置传感器安装位置示意图；
图3是本实用新型的控制系统的输出隔离驱动电路原理图；
图4是本实用新型的控制系统的单片机控制电路原理图；
图5是本实用新型的控制系统的GPRS通讯电路原理图；
图6是本实用新型的控制系统的WIFI通讯电路原理图；
图7是本实用新型的控制系统的上电自检程序流程图；
图8是本实用新型的控制系统的单片机主芯片程序流程图；
图9是本实用新型的控制系统的GPRS芯片和WIFI芯片通讯程序流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型提供的具体实施方式进行详细说明。
如图1所示，一种护理床智能物联网控制系统，包括核心控制板、输出隔离驱动电路、电机、位置传感器和触摸屏，核心控制板通过输出接口端子与输出隔离驱动电路相连接、通过输入接口端子与位置传感器相连接、通过RS232通讯口与触摸屏相连接，核心控制板通过输出隔离驱动电路连接电机。
所述的核心控制板包括单片机控制电路、GPRS通讯电路、WIFI通讯电路、SIM卡电路、输入接口端子和输出接口端子，单片机控制电路与GPRS通讯电路、WIFI通讯电路、输入接口端子和输出接口端子相连接，并通过GPRS通讯电路连接SIM卡电路。
如图2所示，所述的位置传感器包括九个位置传感器(1)-(9)，分别为起背位检测传感器(1)、抬脚位检测传感器(2)和(3)、右翻身水平位检测传感器(4)、右翻身低角度位检测传感器(5)、右翻身高角度位检测传感器(6)、左翻身水平位检测传感器(7)、左翻身低角度位检测传感器(8)、左翻身高角度位检测传感器(9)，核心控制板通过检测位置传感器的状态判断护理床的动作位置，自动处理护理床的起背、翻身电和抬腿动作，使动作不发生碰撞。
本实用新型的控制系统通过九个霍尔传感器对护理床的状态进行检测判断，通过霍尔传感器的状态判断命令是否允许执行，当前护理床的情况，以及将当前的情况通过屏控输出或者通过网络发送到手机客户端；当护理床的机械动作改变传感器状态后，核心处理模块获取传感器状态做出相应的逻辑判断；程序控制根据传感器的状态信息做出逻辑分析和代码跳转；屏控的系统维护页面可实时显示传感器的当前状态。
所述的位置传感器分布说明：
位置传感器(1)：起背检测，用于检测起背状态的检测，1-平躺，0-起背，当电平信号为1时，处于平躺状态，左右翻身允许运动；当电平信号为0时，处于起背状态，左右翻身不允许运动；
位置传感器(2)、(3)与或判断，当电平状态同时处于1时候，处于水平位置；当传感器(2)电平状态处于1并传感器(3)电平状态处于0，代表护理床处于抬脚状态；当传感器(2)电平状态处于0并传感器(3)电平状态处于1，代表护理床处于落脚状态；
位置传感器(4)：判断右翻身是否处于水平状态，当电平状态为1时，右翻身处于水平状态，否则右翻身处于上起状态；
位置传感器(5)：右翻身低角度定位传感器，用于判断设置自动模式中低角度的位置确定；
位置传感器(6)：右翻身高角度定位传感器，用于判断设置自动模式中高角度的位置确定；
位置传感器(7)：判断左翻身是否处于水平状态，当电平状态为1时，左翻身处于水平状态，否则左翻身处于上起状态；
位置传感器(8)：左翻身低角度定位传感器，用于判断设置自动模式中低角度的位置确定；
位置传感器(9)：左翻身高角度定位传感器，用于判断设置自动模式中高角度的位置确定；
逻辑错误检测说明：
当位置传感器(1)电平状态处于1时，起背动动作处于平躺状态，可以进行左右翻身运动或自动模式启动，否则起背动作处于上起状态，不响应左右翻身运动或自动模式的启动，以蜂鸣器报警以及屏控错误提示，如连接到网络通过网络发送到客户端提示操作错误信息。
当位置传感器(4)、7电平状态同时处于1时，床板处于水平状态，可以对起背动作进行操作，否者表示床板不处于水平位置，起背动作会对护理床机械结构造成损害，不响应起背动作，并以蜂鸣器报警以及屏控错误提示，如连接到网络通过网络发送到客户端提示操作错误信息。
如图3所示，所述的输出隔离驱动电路包括三极管隔离输出部分、中间继电器隔离部分和负载继电器部分，核心控制板通过输出接口端子连接三极管隔离输出部分的输入端，由三极管隔离输出部分的输出端连接中间继电器(11)-(18)的输入线圈，由中间继电器(11)-(18)的输出触点连接负载继电器(1)-(6)的输入线圈，负载继电器的输出触点连接电机，控制电机的正反转。
如图3所示，所述的电机包括起背电机(1)、翻身电机(2)和抬腿电机(3)，每台电机的机械执行机构上均安装有双头行程开关，对起背、翻身和抬腿动作的极限位置进行限位保护。
本实用新型控制系统的电机驱动部分，采用小电流驱动大电路的多层隔离方式设计，通过大功率继电器驱动电机，通过小功率继电器驱动大功率继电器，核心板通过三极管驱动小功率继电器达到核心控制的目的。
所述的位置传感器为九个霍尔传感器，信号为开关量信号。
所述的GPRS通讯电路还连接有ANT天线，通过ANT天线连接服务器，并通过服务器与物联网进行交互通讯并将护理床信息发送至手机APP进行状态预警。
所述的WIFI通讯电路连接外部的WIFI网络，所述的护理床控制系统还可以通过WIFI与物联网进行交互通讯并将护理床信息发送至手机APP进行状态预警。
所述的核心控制板还可以通过通讯接口连接音频和视频设备，进行远程视频和音频通讯连接。
如图4所示，所述的核心控制板的单片机控制电路，单片机选择STM32系列的单片机，其管脚中的PB5-PB9、PC10-PC12、PD12连接输入接口端子，并且通过输入接口端子连接九个位置传感器；其管脚中的PA8、PB14、PC7-PC9连接输出接口端子，并且通过输出接口端子和输出隔离驱动电路连接起背电机(1)、翻身电机(2)和抬腿电机(3)。
单片机管脚中的PA2和PA3为串口通讯管脚，连接GPRS通讯电路和WIFI通讯电路。
如图5所示，为GPRS通讯电路，芯片型号为：SIM800C，其22和23号管脚连接单片机，15-18号管脚连接SIM卡电路，19-21号管脚连接ANT天线。
如图6所示，WIFI通讯电路芯片型号为：ESP8266，其7-8号管脚连接单片机。
如图7所示，为本实用新型控制系统的上电自检程序流程图。
如图8所示，为本实用新型控制系统的单片机主芯片程序流程图。
如图9所示，为本实用新型控制系统的GPRS芯片和WIFI芯片通讯程序流程图。
GPRS和WIFI通讯子模块通过GPRS和WIFI网络连接到互联网，通过配套APP与其连接，进行对护理床信息的获取，信息交互，控制设置，并可进行语音及视频通讯等，实现物联网信息化的功能，可第一时间掌握护理床的运转情况和使用者的情况，并根据紧急情况通过网络发送信息到APP预警；通过解析AT命令集，转换成特定格式携带数据，以USART接口发送给核心处理模块来处理，同时通过USART接口接收核心处理模块的数据并做出相应处理及相应，例如配置本地网络信息，查询GPRS和WIFI模块信息，主动发送数据到远程客户端等操作。
本实用新型控制系统功能包括：
1、手动模式：通过触摸屏的虚拟按钮对护理床进行手动操作。
2、自动模式：通过设置高度、速度、间隔时间可设置成自动运动模式，自动运动模式主要是根据个人设定的情况进行周期性反复运动，例如：防褥疮，缓解肌肉等。
3、时间设置，可对护理床进行本地系统时间设定。
4、网络设置：分为WIFI网络和SIM卡GPRS/4G/3G设置，可通过网络对护理床进行远程监控，语音视频通话，第一时间掌握护理床的当前情况，实现真正的物联网化。
5、传感器检测：具备多达九个位置传感器，保证机械部件的安全运动和位置确定，并具备传感器状态回馈信号的输出，通过屏控可实时查看传感器的状态情况，便于维护和分析。
以上实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于上述的实施例。上述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。