CN109765831A - 青年旅社床铺监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种青年旅社床铺监控系统，包括设置在床体内的单片机，以及与单片机连接且同时设置在床体内的压力传感器、红外传感器、雷达模块以及电源模块；所述的单片机同时设置有与服务器端进行连通的NB‑iot模块。本发明通过结合当前旅舍的床铺结构，构建一套物联网系统，实现从网上下单到入住一体化的流程服务；既解放了旅社的管理人员，降低人力成本，又方便客户自行入住并提供入住情况给客户，同时安全的不窥隐私监控系统，保证了旅行在外的人们的人身安全。
Description
技术领域
本发明涉及住宿床铺用监控系统，具体为一种应用于青年旅社的床铺监控系统。
背景技术
随着社会的发展，尤其是科学技术的进步，大大促进了社会生产力的发展，日益丰盈的物质生活在满足人们的日常生活需求后，更多人开始追求丰富的精神生活，其中走出家门看一看外面的世界，就是一个较为潮流时尚的走出去的行为，尤其在中青年中体现的最为明显。
出门在外，出了健康饮食外，住宿也是人们十分关心的一个重要组成部门；日益价格高涨的快捷酒店和星际宾馆，使得经常游走在外的人们无法承担其成本，而来自于西方国家，尤其是德国的青年旅馆概念开始进入中国。
青年旅馆以"安全、经济、卫生"为特点，接待对象以14-17岁的青年为主，青年旅馆以床位论价，一般一个床位收费为当地买一个快餐的价格，为三星级酒店房价的十分之一左右。室内设备简单，高低床、硬实的床垫和被褥，带锁的个人衣柜，使用集体浴室、洗手间。硬件要求结实、美观、实用、方便、洁净、以自助为主，备有如洗衣机、自助餐厅等，还有康乐室、公共活动室等，青年人可根据自身特点组织各种文体活动。
现有的青年旅馆虽然可以满足人们基本的住宿及相关需求，但是依然存在以下几个问题：
由于青年旅社是床铺为单位进行出租和使用，当前的住宿监管方式主是要靠管理人员在旅舍内人工进行入住登记和床铺使用情况的勘察，既不方便入住又不便于管理，同时在居住环境内不便安装摄像头进行安全监控，由于人多共同群居在一个环境中，且多为素不相识之人，安全隐患较高。
因此，结合现有的青年旅馆的特点，提供一种能够实施监控居住环境，并且在不侵犯住客个人隐私的情况下，保证住宿安全的系统，是一个值得研究的问题。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一种结合当前宿舍的床铺结构，且根据人体对于床铺的压力呈现的频率而进行实施安全监控的青年旅社床铺监控系统。
本发明的目的是这样实现的：
青年旅社床铺监控系统，包括设置在床体内的单片机5，以及与单片机5连接且同时设置在床体内的压力传感器1、红外传感器2、雷达模块3以及电源模块4；所述的单片机同时设置有与服务器端7进行连通的NB-iot模块6；
所述的雷达模块3设置的床头板内；
所述的压力传感器1设置在床板内，且为多个压力传感器并列设置；
所述的红外传感器2设置在床侧挡板内；
所述的雷达模块3和红外传感器2的检测范围均被设置为床体以内；
所述的单片机的CPU是主控部分，采用STM32H7系列芯片构造的嵌入式系统，该系统能够实时采集床体感受的压力值并构成震动波形，并进行分析，当前用户处在什么睡眠状态，通过NET端口实时输出到服务器端；
所述的单片机内设置有采集电路，所述的采集电路通过轨对轨运算放大电路将微小信号放大到单片机AD量程范围内，为单片机端提供采集端口。
所述的青年旅社床铺监控系统通过波形分析方法：定时AD采集，每M个点进行一次FFT，确定频谱，看符合哪种状态的频谱特征，确定为某个活动状态。
积极有益效果：本发明通过结合当前旅舍的床铺结构，构建一套物联网系统，实现从网上下单到入住一体化的流程服务；既解放了旅社的管理人员，降低人力成本，又方便客户自行入住并提供入住情况给客户，同时安全的不窥隐私监控系统，保证了旅行在外的人们的人身安全。
附图说明
图1为本系统安装结构示意图；
图2为本系统的组成构架图；
图3为本系统的CPU电路图一；
图4为本系统的CPU电路图二；
图5为本系统的CPU电路图三；
图6为本系统的CPU电路图四；
图7为本系统的CPU电路图五；
图8为本系统的CPU电路图六；
图9为本系统的AD电路图一；
图10为本系统的AD电路图二；
图11为系统的电路工作流程图；
图中为：压力传感器1、红外传感器2、雷达模块3、电源模块4、单片机5、NB-IOT模块6、服务器端7。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明做进一步的说明：
如图1、图2所示，青年旅社床铺监控系统，包括设置在床体内的单片机5，以及与单片机5连接且同时设置在床体内的压力传感器1、红外传感器2、雷达模块3以及电源模块4；所述的单片机同时设置有与服务器端7进行连通的NB-IOT模块6；
所述的雷达模块3设置的床头板内，用于检测运动物体；
所述的压力传感器1设置在床板内，且为多个压力传感器并列设置，用于检测床体当前所承受的压力；
所述的红外传感器2设置在床侧挡板内，用于进行人体检测；
所述的雷达模块3和红外传感器2的检测范围均被设置为床体以内；
所述的单片机的CPU是主控部分，采用STM32H7系列芯片构造的嵌入式系统，该系统能够实时采集床体感受的压力值并构成震动波形，并进行分析，当前用户处在什么睡眠状态，通过NET端口实时输出到服务器端；
所述的单片机内设置有采集电路，所述的采集电路通过轨对轨运算放大电路将微小信号放大到单片机AD量程范围内，为单片机端提供采集端口。
所述的青年旅社床铺监控系统通过波形分析方法：定时AD采集，每M个点进行一次FFT，确定频谱，看符合哪种状态的频谱特征，确定为某个活动状态。
所述的电源模块的电压为220V AC到5V DC
所述的NB-IOT模块用于和服务器进行通信（TCP），将压力传感器的数据雷达和红外的检测情况数据上传到数据库；所述的服务器为云服务器：通过实时接收并整理各个床铺的数据信息，完成以下功能：A：显示当前床铺的使用情况；B：与订单数据进行对比，如有异常使用情况（预订未使用/使用未预定），提示管理员；C:对数据进行整理，按压力传感器的数据绘制折线图生成睡眠状态图开放给用户（网页端）。
如图3-8所示CPU结构描述：CPU电路图部分具体包括单片机工作的最小系统，使用外部晶振提供稳定的工作时钟周期，采用STM32H7系列单片机在满足的系统工作的具体功能需求的基础上，又降低了成本。板载部分添加了网络接口芯片LAN8720为系统提供通信处理能力，结合外围电路实现与服务器的TCP通信功能，同时电路图预留了红外传感器和雷达模块的接口，方便模块的插接。
如图9、图10所示AD电路图描述：AD部分主要作用是采集当前的震动型号，通过AD620运算放大器构建前置放大电路，将微小的震动信号（mV级别）进行放大，并通过电路搭建构成双轨道的运放电路，既能降低噪声干扰，又能将敏感信号经过线性放大输入到单片机的端口（0-3.3V），由单片机实时检测信号变化。
如图11所示工作流程图描述：当系统当前处于正常工作模式时，可通过AD检测电路获取当前的信号变化，并通过软件滤波（延时检测，多次判定）的方法消除噪声干扰。最后，当采集的到的信号满足对应的状态频谱时，可判定当前用户的休息状态，并进行服务器上传。
本发明的具体硬件系统工作模式为：
模式1：节能模式：当床铺的红外传感器2和雷达模块3未检测到信号时，单片机工作在掉电模式（低功耗模式），关闭通信，整个系统只剩下时间模块和两个传感器在工作。
模式2：正常工作模式：当红外传感器2和雷达模块3均检测到信号时，单片机工作在正常模式，开始实时监测压力传感器1的数值情况，每隔10秒通过NB模块向服务器发送一次压力数据。
数据整理：
当红外传感器2和雷达模块3同时监测到高电平认为开始有人。
当压力数据小于等于客户体重（入住前在网页进行体重信息收集）95%且持续10分钟以上且未监测到雷达和红外信息，系统认定为物件侵占。
当压力数据大于客户体重120%且存在红外信息，认定为入住错误，并对管理员进行提醒。
睡眠状态判定：
1：未睡眠状态：雷达有监测到信号，且阶段时间内（例如10分钟）压力数据变化较大（例如上下波动超过体重5%），认为未睡眠；
2：睡眠状态：压力数据抖动变化较为平稳。
本发明通过结合当前旅舍的床铺结构，构建一套物联网系统，实现从网上下单到入住一体化的流程服务；既解放了旅社的管理人员，降低人力成本，又方便客户自行入住并提供入住情况给客户，同时安全的不窥隐私监控系统，保证了旅行在外的人们的人身安全。
以上实施例仅用于说明本发明的优选实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在所述领域普通技术人员所具备的知识范围内，本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替代和改进等，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围之内。
Claims (9)
1.青年旅社床铺监控系统，其特征在于：包括设置在床体内的单片机，以及与单片机连接且同时设置在床体内的压力传感器、红外传感器、雷达模块以及电源模块；所述的单片机同时设置有与服务器端进行连通的NB-iot模块。
2.根据权利要求1所述青年旅社床铺监控系统，其特征在于：的所述的雷达模块设置的床头板内。
3.根据权利要求1所述青年旅社床铺监控系统，其特征在于：所述的压力传感器设置在床板内，且为多个压力传感器并列设置。
4.根据权利要求1所述青年旅社床铺监控系统，其特征在于：所述的红外传感器设置在床侧挡板内。
5.根据权利要求1或3所述青年旅社床铺监控系统，其特征在于：所述的雷达模块和红外传感器的检测范围均被设置为床体以内。
6.根据权利要求1所述青年旅社床铺监控系统，其特征在于：所述的单片机的CPU是主控部分，采用STM32H7系列芯片构造的嵌入式系统，该系统能够实时采集床体感受的压力值并构成震动波形，并进行分析，当前用户处在什么睡眠状态，通过NET端口实时输出到服务器端。
7.根据权利要求6所述青年旅社床铺监控系统，其特征在于：所述的单片机内设置有采集电路，所述的采集电路通过轨对轨运算放大电路将微小信号放大到单片机AD量程范围内，为单片机端提供采集端口。
8.根据权利要求7所述青年旅社床铺监控系统，其特征在于：单片机的AD部分主要作用是采集当前的震动型号，通过AD620运算放大器构建前置放大电路，将微小的震动信号mV级别进行放大，并通过电路搭建构成双轨道的运放电路，既能降低噪声干扰，又能将敏感信号经过线性放大输入到单片机的端口0-3.3V，由单片机实时检测信号变化。
9.如权利要求1所述的青年旅社床铺监控系统通过波形分析方法：其特征在于：定时AD采集，每M个点进行一次FFT，确定频谱，看符合哪种状态的频谱特征，确定为某个活动状态。
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