基于无线通信的起居信息管理系统及应用其的家居设备的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于无线通信的起居信息管理系统，用于监控人员的起居状态，基于无线通信的起居信息管理系统包括设置于起居家具上的压力传感器、接收压力传感器发出的信号并基于其判断人员的起居状态的单片机系统、与单片机系统无线通信并显示判断结果的计算机。一种应用上述基于无线通信的起居信息管理系统的家居设备，包括基于无线通信的起居信息管理系统以及供人员起居使用的本体，基于无线通信的起居信息管理系统中的压力传感器和单片机系统设置于本体上。本实用新型的基于无线通信的起居信息管理系统和应用其的智能家居设备能够实时地监控并反应人员的起居状态，具有广阔的市场前景。
【专利说明】
基于无线通信的起居信息管理系统及应用其的家居设备
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种用于对起居状态进行监控的系统以及采用其的智能家居设备。
【背景技术】
[0002]智能家居是互联网迅猛发展下的产物，具有设备自动化、网络通信、信息交换等传统家居无法具有的优势，并且可以有效利用资源，从而达到节约成本的效果。目前在国内，智能家居处于起步阶段，因此具有较好的发展前景。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是提供一种能够对起居状态进行监控的智能系统以及采用了该系统的智能家居设备。
[0004]为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是:
[0005]—种基于无线通信的起居信息管理系统，用于监控人员的起居状态，所述基于无线通信的起居信息管理系统包括设置于起居家具上的压力传感器、接收所述压力传感器发出的信号并基于其判断人员的起居状态的单片机系统、与所述单片机系统无线通信并显示判断结果的计算机。
[0006]所述压力传感器采用单晶硅材料制成的压阻式压力传感器。
[0007]所述压力传感器包括感应压力并输出模拟信号的压力感应器、与所述压力感应器相连接并将所述模拟信号转换为数字信号的A/D转换器。
[0008]所述单片机系统与所述计算机通过蓝牙通信系统相无线通信。
[0009]所述蓝牙通信系统包括与所述单片机系统相连接的第一蓝牙模块、与所述计算机相连接并与所述第一蓝牙模块无线通信的第二蓝牙模块。
[0010]所述第二蓝牙模块通过USB接口而与所述计算机相连接。
[0011]所述单片机系统采用单片机最小系统。
[0012]所述基于无线通信的起居信息管理系统还包括为所述单片机系统供电的电源模块。
[0013]—种应用上述基于无线通信的起居信息管理系统的家居设备，包括所述基于无线通信的起居信息管理系统以及供人员起居使用的本体，所述基于无线通信的起居信息管理系统中的压力传感器和单片机系统设置于所述本体上。
[0014]由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点:本实用新型的基于无线通信的起居信息管理系统和应用其的智能家居设备能够实时地监控并反应人员的起居状态，具有广阔的市场前景。
【附图说明】
[0015]附图1为本实用新型的基于无线通信的起居信息管理系统的系统框图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图所示的实施例对本实用新型作进一步描述。
[0017]实施例一:参见附图1所示。一种用于监控人员的起居状态的基于无线通信的起居信息管理系统，包括压力传感器、单片机系统、计算机和电源模块。
[0018]压力传感器采用单晶硅材料制成的压阻式压力传感器，它是利用单晶硅材料的压阻效应和集成电路技术制成的传感器，常用于压力、拉力、压力差和可以转变为力的变化的其他物理量(如液位、加速度、重量、应变、流量、真空度)的测量和控制。当力作用于硅晶体时，晶体的晶格产生变形，使载流子从一个能谷向另一个能谷散射，引起载流子的迀移率发生变化，扰动了载流子纵向和横向的平均量，从而使硅的电阻率发生变化。这种变化随晶体的取向不同而异，因此硅的压阻效应与晶体的取向有关。硅的压阻效应不同于金属应变计，前者电阻随压力的变化主要取决于电阻率的变化，后者电阻的变化则主要取决于几何尺寸的变化(应变)，而且前者的灵敏度比后者大50?100倍。压力传感器设置于起居家具的与人员接触的位置上，它包括感应压力并输出模拟信号的压力感应器、与所述压力感应器相连接并将所述模拟信号转换为数字信号的A/D转换器。本实施例中，压力传感器采用带有hx711A/D转换芯片的YZC-1B压力感应器，YZC-1B压力感应器收集到压力数据，数据经过HX711芯片A/D转换由原来的模拟信号变为数字信号后输出。HX711芯片的优点在于:
[0019]1.HX711 A/D转换芯片集成了片内时钟振荡器已经稳压电源等外围电路，具有集成度高，抗干扰能力强，反应迅速等优点。
[0020]2.HX711 A/D转换芯片的编程已经后端单片机芯片的接口都十分简单，所控制的信号都由管脚进行驱动，无需再对芯片内的寄存器进行编程。
[0021]3.HX711 A/D转换芯片内稳压电路可以直接向芯片内A/D转换器已经外表传感器提供电源。
[0022]4.片内低噪声可编程放大器，可选增益为32，64和128。
[0023]单片机系统与压力传感器相连接，并通过I/O口接收所述压力传感器发出的信号并基于其判断人员的起居状态。所述单片机系统采用msp430单片机最小系统，经HX711芯片输出的信号通过I/O 口传输给msp430单片机进行处理。
[0024]本系统采用msp430单片机作为核心控制部件，主要负责接收与处理压力传感器传来的数据，并且通过无线方式发送给计算机，这不仅要求了单片机要求单片机具有强大的数据处理功能，而且对单片机的功耗也提出了要求。因此，具有强大数据处理功能以及超低功耗的MSP430系列单片机成为不二的选择。
[0025]Msp430单片机的主要特点有:
[0026]1.超低功耗
[0027]Msp430单片机采用1.8-3.6V的低压电源，1端口的输入漏电量最大因为50na，RAM数据保持方式下工作耗电量仅为0.1UA3SP430单片机具有独特的时钟系统，它包括两个不同的时钟系统:锁频环(FLL和FLL+)时钟系统已经基本时钟系统[6]。时钟系统负责产生CPU以及各功能所需要的时钟，并且这些时钟的打开或关闭可以有指令来控制，从而实现控制芯片的总体功耗。不仅如此，在系统中共LPMO至LMP4五种低功耗模式。可以满足不同系统设计的电源功耗要求。
[0028]总体而言，msp430单片机可以说是当今世界上功耗最低的单片机，这为本系统的电源大大减轻了负担。在今后产品的应用中，耗电量低是这一系统的一个巨大优势，符合当今社会绿色低碳的主流。
[0029]2.强大的处理功能
[°03°]首先，msp430单片机是一种16位单片机，采用了当前主流的精简指令集(RISC)结构。相比较于MCS51单片机需要12个时钟周期次才能执行一条指令，mps430单片机只需要一个时钟周期就能执行完一条指令，可见其处理功能的强大。
[0031]3.丰富的片上外围模块以及高性能模拟技术
[0032]Msp430单片机结合了 TI的高性能模拟技术，继承了相当丰富的外围设备。Msp430单片机具有以下功能模块:定时器A(Timer A)、定时器B(Timer B)、模拟比较器A、看门狗(WDT)、串口O KUSART0 1)、端口 I ?端口6(P1~P6)、基本定时器(Basic Timer)、液晶驱动器、硬件乘法器等。
[0033]Msp430系列单片机拥有丰富的外围设备，这是目前所有其他单片机所无法比拟的，这就为系统单片解决提供了很大的优势。这也是本系统选用msp430单片机的主要原因。
[0034]4.系统工作稳定
[0035]Msp430单片机上电复位后，先由DC0_CLK启动CPU用来确保程序能从正确的位置开始执行，确保晶振有足够时间启动与稳定。如果晶振在用作CPU时钟MCLK是发生了故障，这时DOC会自动启动以确保系统的正常运作。这项运行机制是msp430系列单片机所独有的。此夕卜，mps430系列单片机为工业级器件，工作环境温度范围非常广泛，为-40?+85〃C。具有可靠性高，运行稳定的特点，适用于设计各行各业的产品。
[0036]单片机系统与计算机无线通信，从而在计算机所显示单片机系统的判断结果。本实施例中，所述单片机系统与所述计算机通过蓝牙通信系统相无线通信。所述蓝牙通信系统包括与所述单片机系统相连接的第一蓝牙模块、与所述计算机相连接并与所述第一蓝牙模块无线通信的第二蓝牙模块，所述第二蓝牙模块通过USB接口而与所述计算机相连接。第一蓝牙模块和第二蓝牙模块进行配对之后，第一蓝牙模块通过USTARl串口接收到来自msp430单片机的数据，第二蓝牙模块通过RS232串口与上位机(即计算机)连接，这样经过配对的两个蓝牙模块就可以进行数据的传输，上位机就接收到了来自单片机系统的数据，即单片机通过串口把信号发给第一蓝牙模块，之后计算机就可以通过第二蓝牙模块而接收到信号。
[0037]本实施例中，第一蓝牙模块和第二蓝牙模块均采用德飞莱HC-05主从一体蓝牙串口模块。它的参数为:
[0038]1、采用CSR主流蓝牙芯片，蓝牙V2.0协议标准
[0039]2、串口模块工作电压3.3V。
[0040]3、波特率为 1200，2400，4800，9600，19200，38400，57600，115200用户可设置，默认为9600
[0041 ] 4、核心模块尺寸大小为:28mm xl5 mm x2.35mm。主模块尺寸42mm x1 8mm
[0042]5、工作电流:配对中30?40MA
[0043]6、休眠电流:无休眠电流
[0044]7、用于GPS导航系统，水电煤气抄表系统，工业现场采控系统。
[0045]8、可以与蓝牙笔记本电脑、电脑加蓝牙适配器、PDA等设备进行连接。
[0046]HC-05蓝牙模块基本特点:
[0047]配对后只需要档次固定波特率的串口一样使用即可，因此只要是以“固定波特率8位数据位，无奇偶校验”通信格式的串口设备都可以直接取代原来的有线串口而不需要修改程序，如数据集、智能车、串□打印机、户外点阵条屏控制等。
[0048]电源模块与所述单片机系统相连接并为它提供3.3V直流电源。
[0049]实施例二:一种智能家居设备，包括所述基于无线通信的起居信息管理系统以及供人员起居使用的本体，所述基于无线通信的起居信息管理系统中的压力传感器和单片机系统设置于所述本体上。该智能家居设备可以是床等供人员起居的家具。
[0050]上述智能家居设备或基于无线通信的起居信息管理系统可以应用于老年人的“智能养老”系统中来实现对老年人起居状态的远程监护。
[0051]上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于无线通信的起居信息管理系统，用于监控人员的起居状态，其特征在于:所述基于无线通信的起居信息管理系统包括设置于起居家具上的压力传感器、接收所述压力传感器发出的信号并基于其判断人员的起居状态的单片机系统、与所述单片机系统无线通信并显示判断结果的计算机。2.根据权利要求1所述的基于无线通信的起居信息管理系统，其特征在于:所述压力传感器采用单晶硅材料制成的压阻式压力传感器。3.根据权利要求1所述的基于无线通信的起居信息管理系统，其特征在于:所述压力传感器包括感应压力并输出模拟信号的压力感应器、与所述压力感应器相连接并将所述模拟信号转换为数字信号的A/D转换器。4.根据权利要求1所述的基于无线通信的起居信息管理系统，其特征在于:所述单片机系统与所述计算机通过蓝牙通信系统相无线通信。5.根据权利要求4所述的基于无线通信的起居信息管理系统，其特征在于:所述蓝牙通信系统包括与所述单片机系统相连接的第一蓝牙模块、与所述计算机相连接并与所述第一蓝牙模块无线通信的第二蓝牙模块。6.根据权利要求5所述的基于无线通信的起居信息管理系统，其特征在于:所述第二蓝牙模块通过USB接口而与所述计算机相连接。7.根据权利要求1所述的基于无线通信的起居信息管理系统，其特征在于:所述单片机系统采用单片机最小系统。8.根据权利要求1所述的基于无线通信的起居信息管理系统，其特征在于:其还包括为所述单片机系统供电的电源模块。9.一种应用如权利要求1至8中任一项所述的基于无线通信的起居信息管理系统的家居设备，其特征在于:其包括所述基于无线通信的起居信息管理系统以及供人员起居使用的本体，所述基于无线通信的起居信息管理系统中的压力传感器和单片机系统设置于所述本体上。
【文档编号】G05B19/042GK205485433SQ201620006195
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年1月4日
【发明人】吴澄, 宋文磊
【申请人】苏州讯智信息技术有限公司