CN108345252A - 一种多功能护理床用蓝牙控制系统 - Google Patents

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刘继忠
朱检兵
魏志洁
张胜艳
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Nanchang University
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    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/25—Pc structure of the system
    • G05B2219/25257—Microcontroller

Abstract

一种多功能护理床用蓝牙控制系统，其由电源转换模块、蓝牙接收模块、单片机、控制电路模块、继电器组硬件模块组成。上位机通过蓝牙发送模块，发送护理动作AT信号控制指令，控制系统中的蓝牙模块接收到来自上位机的指令后，经与单片机连接管脚送至单片机并进行分析处理，根据分析处理后的控制指令由控制电路控制继电器组硬件模块相应继电器动作，将护理控制指令经继电器组硬件模块接口与护理床本身控制接口的连接线传入护理床本身控制器，从而实现对护理床的远程实时护理控制。本案的最大特点是直接利用多功能护理床的原有操作器接口，并可以和基于蓝牙的可穿戴健康监视系统实现无缝连接，蓝牙无线通信，操作简单，使用方便。

Description

一种多功能护理床用蓝牙控制系统
技术领域
本发明属于医护类电子器具领域，具体涉及一种多功能护理床用蓝牙控制系统。
背景技术
随着人民生活水平的提高和高龄化社会的发展，尤其独生子女一代已进入社会工作岗位，行动不便老人和卧床病人的护理越来越成为一个严重的社会问题。因此，通过一种基于自动化控制的护理床来减轻医护人员的负担就显得尤为重要。
发明内容
本发明提出了一种多功能护理床用蓝牙控制系统，综合考虑了人-机的交互性、使用方便性以及卧床病患者的健康监视，通过多功能护理床自身的操作器接口，基于与上位机的蓝牙通信，能够实现多功能护理床的左翻身、右翻身、抬背、降背、曲腿、平腿、便盆开、便盆关、自动定时护理的功能，以满足卧床病患者的护理需要。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种多功能护理床用蓝牙控制系统，其包括电源转换模块、蓝牙接收模块、单片机、控制电路模块和继电器组硬件模块，上位机通过蓝牙发送模块与所述蓝牙接收模块相连，所述蓝牙接收模块通过串口管脚直接与所述单片机串口管脚相连，所述单片机通过IO管脚直接与所述控制电路模块和继电器组硬件模块相连，所述继电器组硬件模块通过连接线直接与护理床本身控制器相连；上位机的护理动作控制指令通过蓝牙发送模块，传送至所述蓝牙接收模块，所述蓝牙接收模块通过串口管脚直接传送至所述单片机，所述单片机将控制指令处理分析后，通过IO管脚和所述控制电路模块控制所述继电器组硬件模块，并经与护理床自身控制器连接的接口，输送至护理床自身控制器，实现护理床的动作控制。
在本发明的多功能护理床用蓝牙控制系统中，所述控制电路模块与继电器组硬件模块之间设有一三极管。
在本发明的多功能护理床用蓝牙控制系统中，所述蓝牙接收模块是采用CC2540为核心芯片的BLU4.0蓝牙模块。
在本发明的多功能护理床用蓝牙控制系统中，所述单片机采用C52单片机。
在本发明的多功能护理床用蓝牙控制系统中，所述电源转换模块采用LM2596开关电压调节器。
实施本发明的这种多功能护理床用蓝牙控制系统，具有以下有益效果：本案摆脱了传统的有线通信控制方式，采用了一种现在技术非常成熟且适合于短距离通信的蓝牙技术，减去了以前的导线通信，同时兼顾了与现在流行的可穿戴设备蓝牙通信融合，可将控制系统上位机接收器和蓝牙健康参数监视可穿戴设备上位机接收器融合在一起，结构紧凑，操作使用方便，适用性强。
附图说明
图1为蓝牙控制系统工作流程的示意图。
图2为蓝牙控制系统组成及控制实现流程的示意图。
图3为程序流程框图。
图4为蓝牙接收模块电路图。
图5为控制电路模块及继电器组硬件模块原理框图。
图6为电源转换模块电路图。
图7为电源转换模块电路图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本发明所述的多功能护理床用蓝牙控制系统的工作流程如图1所示。首先将连接线分别插入到护理床本身控制器接口和蓝牙控制系统接口当中，按下开关，电源转换模块1（图2中所示）给蓝牙控制系统上电，使单片机3处于等待串口中断状态且蓝牙接收模块2的使能端和接收端为低电平，使蓝牙接收模块2处于广播和接收状态下，与上位机进行配对直至配对成功后并仍保持蓝牙模块一直处于广播状态下，当上位机有护理动作AT控制指令经蓝牙发送模块发送时，蓝牙接收模块2会接收到来自上位机的指令信息，并通过串口引脚送至单片机3进行分析处理，根据分析处理后的护理动作控制指令由控制电路控制继电器组硬件模块5相应继电器动作，并经连接线传入至护理床本身控制器相应管脚，从而实现护理床护理动作的远程实时护理。
本发明所述的多功能护理床蓝牙控制系统系统如图2所示。系统包括电源转换模块1、蓝牙接收模块2、单片机3、控制电路模块4、继电器组硬件模块5（图2中虚线框中部分），本案中的蓝牙接收模块2采用CC2540为核心芯片的BLU4.0蓝牙模块，单片机3采用C52单片机。蓝牙模块配对成功后，蓝牙接收模块2接收上位机经过蓝牙发送模块发送的护理床动作AT信号控制指令，通过串口引脚送至单片机3进行分析处理，根据分析处理后的护理动作控制指令由控制电路模块4控制继电器组硬件模块5相应继电器动作，并经连接线传入至护理床本身控制器相应管脚，从而实现护理床护理动作的远程实时护理。
本发明中的程序流程框图如图3所示，蓝牙控制系统系统上电后，蓝牙接收模块2进入广播配对状态，配对成功后一直处于等待状态下。当蓝牙接收模块2接收到上位机的信息，将通过串口TX端自动发送至单片机3中，使单片机3产生一个中断信号，进入选择语句进行识别分析处理，进一步根据指令通过IO口控制继电器动作，将信号输出到护理床本身控制器，从而执行相应护理动作；当蓝牙接收模块2没有接收到上位机的信息，将一直处于等待状态。
本发明中的蓝牙接收模块2电路如图4所示，本案中采用CC2540为核心芯片的BLU4.0蓝牙模块，蓝牙接收模块2RX、TX、BCTS与C52单片机TX、RX以及一个IO管脚相连，BRTS、BCTS分别为数据发送请求和数据输送请求信号端口，EN为电平触发模式选择端口，本案中EN端直接接地，使蓝牙接收模块2一直处于广播工作状态，BRTS端亦直接接地，使蓝牙接收模块2一直处于接收状态下，实现蓝牙控制系统与上位机的双向通信及与单片机3的通信。由于在本案中蓝牙接收模块2的使能端直接接地，蓝牙接收模块2迅速进入广播配对的状态下进行配对，直至与上位机的配对成功，配对成功后蓝牙上的配对指示灯亮起。当蓝牙接收模块2接收到上位机的信号之后，通过串口TX端将数据发送至单片机3接收端。当蓝牙模块的接收端接收到来自单片机3的数据时，这时蓝牙模块自动将数据输入端BCTS置低电平，用来唤醒上位机，延时后将数据传送至上位机，数据传送完成后自动将BCTS端电位拉高。其中在RX、TX端的二极管的作用是利用二极管的单向导电性，防止在将程序导入单片机3时导入蓝牙模块。
本发明中控制电路模块4及继电器组硬件模块5原理如图5所示，单片机3识别处理后的动作控制信号，由单片机3 I/O口控制三极管控制电路模块4，接通单刀双掷继电器组硬件模块5相应护理动作的继电器，控制信号传送至护理床本身控制器，执行相应的护理动作。
本发明电源转换模块1如图6，实施例中采用lm2596将护理床本身控制器中的电源引入蓝牙控制系统并降至5V给蓝牙控制系统系统提供电源使用。
本发明中的控制电路模块4与继电器组硬件模块5原理如图7所示，由电阻、发光二极管、继电器、三极管、二极管组成。在本案中有10个相同的控制电路、继电器电路组成控制电路模块4与继电器组硬件模块5，对应的护理床的10个护理动作，分别为：左翻身、右翻身、抬背、降背、曲腿、平腿、便盆开、便盆关、自动定时A、自动定时B。图7中为一个控制电路和一个继电器电路的原理图，由单片机3的P2.6管脚控制对应继电器的闭合，具体是：单片机3处理控制指令信息（如左翻身）后，对应着单片机3控制该功能的输出引脚P2.6给执行该动作的继电器辅助电路中的三极管的基极一个低电平，三极管的基极在接收到单片机3的信号之后，三极管的发射极和集电极导通，使继电器吸合，继电器COM、SEL端口接通，将控制信号通过输出电路及连接线传送给护理床，护理床在接收到信号后就可以执行相应的动作。同时发光二极管导通并发光提示该继电器处于吸合状态。当继电器由工作状态至停止工作时，由于继电器的吸合是靠继电器内部的感应线圈来控制的，而感应线圈在断电的一瞬间会产生巨大的电流足以将三极管击穿，所以本案考虑到这一点，设计了一个二极管电路，二极管电路的作用是消耗掉继电器在断电瞬间产生的巨大电流，防止电路中的三极管的击穿的作用。
本案中的蓝牙控制系统系统线路板是将相关元器件焊接在控制板上即可。至此，本发明发明目的得以完成。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种多功能护理床用蓝牙控制系统，其特征在于，包括电源转换模块、蓝牙接收模块、单片机、控制电路模块和继电器组硬件模块，上位机通过蓝牙发送模块与所述蓝牙接收模块相连，所述蓝牙接收模块通过串口管脚直接与所述单片机串口管脚相连，所述单片机通过IO管脚直接与所述控制电路模块和继电器组硬件模块相连，所述继电器组硬件模块通过连接线直接与护理床本身控制器相连；上位机的护理动作控制指令通过蓝牙发送模块，传送至所述蓝牙接收模块，所述蓝牙接收模块通过串口管脚直接传送至所述单片机，所述单片机将控制指令处理分析后，通过IO管脚和所述控制电路模块控制所述继电器组硬件模块，并经与护理床自身控制器连接的接口，输送至护理床自身控制器，实现护理床的动作控制。
2.根据权利要求1所述的多功能护理床用蓝牙控制系统，其特征在于，所述控制电路模块与继电器组硬件模块之间设有一三极管。
3.根据权利要求1所述的多功能护理床用蓝牙控制系统，其特征在于，所述蓝牙接收模块是采用CC2540为核心芯片的BLU4.0蓝牙模块。
4.根据权利要求1所述的多功能护理床用蓝牙控制系统，其特征在于，所述单片机采用C52单片机。
5.根据权利要求1所述的多功能护理床用蓝牙控制系统，其特征在于，所述电源转换模块采用LM2596开关电压调节器。
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