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1、 “挑战杯”曲阜师范大学第十一届课外学术科技作品竞赛 1“挑战杯”曲阜师范大学第十一届课外学术科技作品竞赛摘 要 随着社会老龄化程度的加深和意外事故的频发，失去生活自理能力而长期瘫痪在床的人数不断增加。目前，我国存在着护理费用高昂、护理技术落后、专业护理人员短缺等一系列的问题，仅靠社会保障和福利机制不能完全满足这一弱势群体的需求。基于此，我们从对市场现有护理机进行创新的角度出发，把“医院护理”和“家庭护理”作为两大方向，创新性的将“GSM技术”和 “ZigBee无线自组网络技术”分别应用于市场现有护理机，开发设计了基于GSM和ZigBee的卧床病人护理机的远程监控系统。“家庭护理机”以PIC单
2、片机为主控制器，利用GSM模块 TC35i，使护理机与监护人之间以“手机短信”的形式进行信息传输。“医院护理机”以PIC单片机为主控制器，利用ZigBee无线自组网技术实现多台护理机无线自组网功能，并利用C+build6编写了上位机远程监控系统软件，建立病房与护士站之间的远程联系，实现了对病人的实时监控与无人护理。 基于GSM和ZigBee的卧床病人护理机的远程监控系统，提高了护理过程的智能化、人性化，创新性的实现了“无人护理”功能，达到了帮助家庭、医院降低护理成本的目的，在一定程度上缓解了老龄化所带来的社会压力并且给予卧床病人更加人性化的关怀。该作品市场前景非常广阔，一旦产品化，将产生巨大的
3、经济效益和社会效益。 关键词：PIC 单片机；GSM；ZigBee；远程监控；C+build6Abstract Along with the deepening of the aging process in human society and high frequency of accidents, the number of people who have been confined to bed for long after loss of self-care ability is increasing steadily. 目前，我国存在着护理费用高昂、护理技术落后、专业护理人员短缺等一
4、系列的问题，仅靠社会保障和福利机制不能完全满足这一弱势群体的需求。At present, our country is faced with a series of problems in nursing care, such as high costs, backward nursing technology and professional nursing staff shortages. Its not enough to rely only on social security and welfare mechanism to completely meet the needs of
5、these disadvantaged people. 基于此，我们从对市场现有护理机进行创新的角度出发，把“医院护理”和“家庭护理”作为两大方向，创新性的将“Zigbee无线自组网络技术”和“GSM技术”分别应用于市场现有护理机，开发设计了基于Zigbee和GSM的卧床病人护理机的远程监控系统。In this view, from the point of innovating existing nursing machines in the market, we innovatively used GSM technology and ZigBee wireless ad hoc netw
6、ork technology respectively in the nursing machines existing in the market, with hospital care and home care as two major directions, and developed and designed a remote monitoring system for bedridden patients care machines based on GSM and ZigBee. “家庭护理机”以PIC单片机为主控制器，利用GSM模块 TC35i，使护理机与监护人之间以“手机短信
7、”的形式进行信息传输。With a PIC MCU as its main controller, a home care machine uses he35i of GSM module to realize information transmission between the nursing machine and the guardian via mobile phone short messages. “医院护理机”以PIC单片机为主控制器，利用Zigbee无线自组网技术实现多台护理机无线自组网功能，并利用C+build6编写了上位机远程监控系统软件，建立病房与护士站之间的远程联系
8、，实现了对病人的实时监控与无人护理。A hospital care machine uses a PIC MCU as its main controller to implement the function of wireless ad hoc network for numbers of care machines by using ZigBee wireless ad hoc network technology. Softwares are also written for the upper computer remote monitoring system, by using C
9、+build6, to establish remote connection between wards and the nursing station and realize real-time monitoring and unmanned nursing care for patients. 基于Zigbee和GSM的卧床病人护理机的远程监控系统，提高了护理过程的智能化、人性化，创新性的实现了“无人护理”功能，达到了帮助医院、家庭降低护理成本的目的，在一定程度上缓解了老龄化所带来的社会压力并且给予卧床病人更加人性化的关怀。The remote monitoring system for
10、 bedridden patient care machines based on GSM and ZigBee improves the intelligent and human nursing process, implements innovatively the function of “unmanned care”, achieving the purpose of helping bring down family and hospital nursing cost, and, to some extent, alleviates the social pressure brou
11、ght about by an aging population while giving bedridden patients more humane care. 该作品市场前景非常广阔，一旦产品化，将产生巨大的经济效益和社会效益。This work has very broad market prospects.; once made into products, it will bring enormous economic and social benefits.关键词：PIC 单片机；GSM；Zigbee；远程监控；C+build6Key words: PIC; GSM; ZigBe
12、e; remote monitoring; C+build60目 录摘 要1目 录31.引言42.调研52.1调研思路52.2 调研进程62.3调研总结及市场分析62.3.1卧床病人数量多与护理人员数量少的矛盾72.3.2现有护理设备仍需改进82.4 市场需求及前景93.项目技术路线103.1基于“GSM技术”实现“家庭式无人护理”功能113.2 基于“ZigBee技术”实现对多台护理机远程监控功能123.3 管理软件总体功能与设计思路154. 利用“GSM技术”实现家用式护理机的远程监控164.1系统硬件设计174.1.1单片机芯片选择174.1.2传感器变送器接口设计174.1.3语音接口
13、电路设计184.1.4液晶和键盘接口电路设计194.2.5 GSM通信模块电路接口设计194.2 GSM短信息处理程序设计8215.利用“ZigBee无线组网”功能实现护理机的远程监控235.1 ZigBee 自组织网络原理9，10235.2 护理机网络通信协议245.3 无线组网通信流程265.3.1上位监控PC机与下位护理机的无线组网通信流程265.3.2 ZigBee终端与护理机的通信流程265.3.3协调器与管理中心计算机的通信流程275.4 上位机监控软件设计295.4.1注册护理机的“树状目录显示”315.4.2 护理机监测参数的显示325.4.3当前登录用户代号、日期、时间显示3
14、35.4.4设备连接状态显示335.4.5护理机“注册”、“注销”模块14,15345.4.6用户管理模块355.4.7数据报表查询打印功能366.关键技术与创新点376.1技术关键376.1.1科学性376.1.2先进性386.1.3安全可靠性396.2创新点397.项目研究成果407.1需求分析407.1.1 当今现状407.1.2 解决目标及方案407.1.3 系统综合要求417.2 研究开发的软件系统418.新产品经济、社会效益428.1经济效益428.2社会效益458.3 推广价值469.新展望479.1 开发自动侧翻身功能489.2增加娱乐功能489.3开发按摩功能499.4增加日
15、常医疗检测功能499.4.1体温智能检测499.4.2脉搏自动测量499.4.3 动态血压测量5010.总结5011.参考文献(References)5312.附 录5512.1GSM模块TC35i接线原理5512.2注册护理机的树状显示实现流程图5612.3护理机信息显示实现流程图5712.4初始化及设置串口的API函数5812.5调查问卷591.引言当今社会中存在着大量失去生活自理能力而长期卧床的弱势人员，一方面该群体数量庞大，分布极为分散，专业护理人员却十分紧缺;另一方面，国内专业护理机构数量较少，护理机质量良莠不齐，费用相对高昂，这些原因都在一定程度上限制了护理机在家庭以及医院、疗养院和养老院等场所的推广使用。目前，卫生清洁装置大多集中于美国，英国，日本等国外发达国家，而且大多数停留在试验阶段，仅有极少数装置实现了协助病人起床，监护病人状况等低级智能护理的
