CN105137872A - 一种多功能护理床手机远程监护系统 - Google Patents

Abstract

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。

Description

一种多功能护理床手机远程监护系统

技术领域

本发明涉及一种依靠智能终端结合多功能护理床对患者进行远程监控和远程护理的监护系统，属于远程医疗领域。

背景技术

随着医疗水平的提高，护理行业也正面临着改革。传统的护理手段，人工成本高和劳动强度大，其推广和应用都受到了很大的限制。患者的护理也难以达到预期效果。如今市场上兴起了多种电动护理床，具有抬背、翻身、曲腿的等基本功能，使得护理水平得到一定的提升。但是这种护理模式，虽然减轻了护理人员部分劳动强度，可依然需要护理人员长期陪伴在病患身边进行照料，仍有较大的局限性。为了进一步方便护理人员，以及实现家庭护理的目标，发明了移动监护系统。该系统支持在智能移动设备端，对患者进行视频监控与护理的功能，同时还具备自动护理模式。极大的拓展了护理床以及护理的应用范围，降低了护理难度，改善病人的生活质量。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术不足,提供一种多功能护理床手机远程监护系统

本发明所述的多功能护理床手机远程监护系统总体结构如图1。

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，则可以接受客户端访问;

(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;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Wi-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——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。

本发明的有益效果:本发明在多功能护理床的基础上，根据远程医疗和远程护理的发展趋势，设计了利用智能终端对患者进行监护系统。该系统组成架构简单，多功能护理床与一台PC机相连，远程端只需要一台android系统手机，即可在网络条件下，实现视频监控、遥控和自动护理的功能。极大的方便了监护者的护理工作，降低了劳动强度。通过手动和自动护理，帮助患者变换体位，避免肌肉萎缩、褥疮等并发症，提高了患者的护理质量，而且在医院和家庭中都易于推广。

附图说明

图1为本发明系统总体结构图;

图2为本发明服务器软件程序流程图;

图3为本发明服务器视频采集程序流程图;

图4为本发明客户端软件程序流程图;

图5为本发明客户端视频采集程序流程图。

具体实施方式

本发明通过以下实例做进一步的说明。

本发明所述的多功能护理床手机远程监护系统总体结构如图1。

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，则可以接受客户端访问;

(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;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Wi-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——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。

Claims (1)

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Wi-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——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。