居家老人物联网关怀系统

居家老人物联网关怀系统

高龄化社会的来临,对居家老人的关怀与关心是一个不容可缓的课题,因此如何运用自动化科技建立一套可关心居家或独居老人的系统,让身为子女们不管是在家中或外出时,都可得知或了解长辈独自在家的饮食与起居作息等状况,以做出相对应的处理与关怀,为本作品设计的主要理念。本作品“居家老人物联网关怀系统”具有语音功能、温度感测、手机提示与警示、定时提醒喝水、压力感测、自动开/关灯与光源感测等功能,除了可让居家长辈的生活过得更舒适外,还可提高其身体抵抗疾病的能力,减少某些疾病的发生,从而有效地延缓衰老进程。

前言

目前市面上的居家老人关怀系统,大多是透过无线传输、穿戴式传感器的服务,对于不同居家照护环境中的整合,常常是照护系统设计所面临到的难题。本文利用盛群微控制器与电子相关领域的知识,以及所参考的相关文献设计一套系统--当长辈早上醒来时,压力传感器一接收到讯号,将会点亮室内电灯,再来启动音乐播放装置,开始播放 用户喜欢的音乐,同时家人们的手机收到一封长辈醒来的讯息,当光敏传感器侦测到阳光,窗帘将自动关闭,避免过多的阳光热气进入室内,反之,没有阳光时便拉开窗帘,保持室内通风。

若室内温度高于30度,电风扇开始转动,帮助室内散热,让空气对流,若低于15度,电暖器开始动作,维持舒适的温度,重量传感器会侦测水杯重量,当喝水量未达每日标准时,会提醒用户喝水,并记录用户每日的喝水量。本作品的功能性、创新性与实用性如下所示:

功能性

**具点亮室内电灯功能

当长辈起床且双脚踩着压力传感器时,系统会点亮室内电灯,以避免老人摸黑进入盥洗室,造成不可预期的伤害。

**具音乐播放功能

当长辈起床后踩下床边的压力传感器时,系统会自动启动音乐播放装置,拨出长辈喜欢的音乐,让长辈的心情顺畅。

**具手机提示功能

当长辈起床后,子女们的手机会收到长辈起床的讯息,供其做出相对应的处理,例如,孩子们可对爸爸、妈妈、奶奶或爷爷说早安等。

**具语音提示功能

当长辈喝水量未达标准值,装置会发出相 对应的语音提醒长辈。

**具时间显示功能

老人起床,睡觉与喝水等时间会显示于液晶显示器上。

**具室内温度感测功能

室内温度高于 30 度,启动风扇;室内温度低于 15 度,启动电暖器。

**具侦测窗外强光功能

当系统侦测到强光时,窗帘将完全关起, 反之则窗帘将完全拉开。

**具侦测有无喝水功能

当长辈拿起水杯喝水后放置杯垫上就可知道究竟喝了多少水。

创新性

除了上述的创新性外,本作品居家老人关怀系统同时兼具功能性,增加一些传感器,有温度传感器及光敏传感器,而温度传感器用来侦测室内的温度,若室内温度高于30度,系统将会自动启动风扇,来降低室内的温度,当温度低于15度时,则自动开启电暖器,让室内温度达到平衡。光敏传感器用来侦测阳光强度,若阳光强则系统会自动关起窗帘来降低室内的亮度,当阳光减弱则系统会自动开启窗帘,让长辈的眼睛不受阳光影响。

实用性

本作品的实用性,不只在使用者早上起床会动作,还有夜间卧床前的时间。当使用者想睡觉时,踩下压力传感器,与之相对应的装置将开始动作,首先启动音乐播放器,聆听喜欢的音乐,帮助用户睡眠,且会自动关闭,接着透过蓝牙,发送一封讯息,让家人们从手机确认长辈在休息了,若使用者半夜醒来上厕所,下床踩下压力传感器时,室内的灯泡会点亮,提供使用者在房间内有清楚的视线,而用户回床上时,灯泡将自动熄灭。本系统 控制这些装置可以省下用户手动去开起或关闭任何装置的时间。相信只要使用本系统,一定可让长辈在家受到细心照顾,且在舒适的环境下过着快乐的日子。

工作原理

居家老人关怀系统完整电路

图1所示为本作品“居家老人物联网关怀系统”的完整电路图 , 整个系统以盛群的微控制器HT66F70A为主要控制核心,来控制其它周边组件,例如语音模块、温度感测模块、蓝牙、重力传感器、压力感测模块、光源感测模块、蜂鸣器、微动开关、步进马达、风扇等,以便让本系统的整体运作更加的流畅与完善,以下所示为相关组件之控制电路与工作原理。

居家老人关怀系统完整电路图

图1 : 居家老人关怀系统完整电路图

温度传感器之控制电路与工作原理

图2为本系统温度传感器之控制电路图,HT66F70A 与 DS1820 之间仅需一条线即可, 当温度传感器侦测到内部的温度时透过 PF.6 接脚 将讯号传 HT66F70A 去处理,由于没有 CLOCK 线 可以控制数据读取传输时间,温度传感器却是十分 注重传送数据跟读取数据的时间,用户程序上延迟时间写的十分准确不可有太大误差,才能读取正确之值。

温度传感器之控制电路图

图2 : 温度传感器之控制电路图

电灯之控制电路与工作原理

本系统电灯之控制电路。当HT66F70A控制线PE.4送出高电位时,晶体管截止继电器不导通 OFF,反之当控制线PE.4送出低电位时,晶体管导通→继电器导通→电灯点亮。

风扇之控制电路与工作原理

本系统风扇之控制电路。风扇是适用+5V 的风扇,用户一般能透过温度传感器,测量室内温度来自动开关控制风扇转动。当室内温度升高时,风扇会启动,让室内散热,反之,室内温度较低时,风扇将会关闭。HT66F70A 透过 PB.4 送出低电位至晶体管的基极以启动风扇,反之则关闭。

光敏感测模块之控制电路与工作原理

光敏感测电阻的两端电阻大小值是随着入射光的强度成反比。当光强度超过某一临界值时,其接脚会导通。当光敏感测模块没有接收到光源时,会透过 PC.2 脚位回传一高电位给 HT66F70A,反之收到光源时,透过 PC.2 脚位回传低电位。本系统中的光敏感测模块主要是用来感测是否有无光源,以控制窗帘的开/关之用。

光敏感测模块之控制电路图

图3 : 光敏感测模块之控制电路图

语音模块控制电路之控制与工作原理

图4为本系统语音模块之控制电路图 , 用 于 发 出 提 示 语 音 之 用 。 图 中 语音模块(MP380)控制方法有很多种,本作品采用普通直放接口。其中语音模块的 P7与微控制器PD.4接脚连接,当给予其低电位时,SD卡内储存的档案, 将透过喇叭播放。

语音模块之控制电路图

图4 : 语音模块之控制电路图

音频放大器模块之控制电路与工作原理

图5为音频放大器模块之控制电路图,语音模块之音频讯号输出采用 TDA7266 音频功率放大模块来进行声音放大功能,将喇叭的正极与负极与音频功率放大器模块的 OUT1+及 OUT1-接在一起,以便将语音模块的声音放大后,然后经由喇叭播出。

音频放大器模块之控制电路图

图5 : 音频放大器模块之控制电路图

声明:凡注明为其它来源的信息均转自其它平台,目的在于传递更多信息,并不代表本站观点及立场和对其真实性负责。若有侵权或异议请联系我们删除。
发表评论
加载中...

相关文章

切换注册

登录

忘记密码 ?

切换登录

注册