摘 要：近年來，中國的老人群體居世界首位。老齡化步伐加快，老年人的數(shù)量指數(shù)式增多，傳統(tǒng)的看護系統(tǒng)已不能滿足老年人的需求，而年輕人卻越來越少，為了解決這個矛盾，老人看護系統(tǒng)進行智能化的改造是我們今后的必然選擇。本文主要研究的是基于ZigBee技術(shù)的智能老人定位看護系統(tǒng)，該系統(tǒng)和傳統(tǒng)老人定位看護系統(tǒng)相比，擁有很多自身的優(yōu)點，如它不光擁有定位功能，還能檢測老年人的身體狀況，另外，它不在使用老人在室內(nèi)可能因為沒有GPS信號而定位的GPS定位，而是使用ZigBee進行定位，安全可靠。因而本文提出了基于ZigBee技術(shù)的智能老人定位看護系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：ZigBee系統(tǒng)；智能老人；定位看護系統(tǒng)研究

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.23.114

1 ZigBee智能看護系統(tǒng)的運行概述

在經(jīng)過對年老體弱者定位看護系統(tǒng)梳理和對比，根據(jù)老年人定位看護系統(tǒng)的運行目的，本文旨在構(gòu)建一種以ZigBee為基礎(chǔ)的智能老年人定位看護系統(tǒng)。該系統(tǒng)首先需要設(shè)定以ZigBee協(xié)調(diào)器為重要單元的無線網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點包括脈搏、溫度傳感器，這些節(jié)點在預(yù)定的時間記錄脈搏溫度傳感器測定的信息，收集的信息群利用ZigBee無線通信技術(shù)送至協(xié)調(diào)器。協(xié)調(diào)器將這些信息群逐一甄別。與此同時，構(gòu)建的上位機對傳感器收集的信息群進行測定，構(gòu)建的數(shù)據(jù)庫對收集的信息群進行保存。

2 基于ZigBee系統(tǒng)的智能老人定位看護系統(tǒng)分析

2.1 ZigBee技術(shù)概括

ZigBee技術(shù)發(fā)展相對成熟，已經(jīng)確立了明確的技術(shù)要求。IEEE802.15.4協(xié)議規(guī)定ZigBee技術(shù)物理層與媒體接入控制層的協(xié)議，ZigBee技術(shù)聯(lián)盟明確網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，使用者可以本身的具體需要設(shè)定使用應(yīng)用層，所以ZigBee技術(shù)實現(xiàn)了使用者在組網(wǎng)層面的各種需求。ZigBee技術(shù)在信道接入中選擇免沖突多載波信道，降低了信息傳遞可能出現(xiàn)的沖突，保證通信協(xié)議的應(yīng)答完整性，讓數(shù)據(jù)傳輸在信道上運行安全可靠。

2.2 ZigBee無線通信模塊的選擇

在看護系統(tǒng)中選擇ZigBee CC2530開發(fā)板，這是德州儀器（TI）生產(chǎn)的滿足IEEE 802.15.4協(xié)議規(guī)范的2.4GHz射頻芯片，它的閃存數(shù)據(jù)寄存器最多可以有256個字節(jié)，該芯片功能異常強大，性能特別穩(wěn)定，所以，它最適合在ZigBee技術(shù)上。

CC2530的主要部分是核心模塊和擴展模塊。前者是由CC2530及一個32MHz和一個32.768KHz的外部時鐘組成的。擴展模塊主要包括程序下載口、IO口、按鍵及顯示屏等。

2.3 傳感器整列檢測和對比分析

工程師對傳感器的工作狀態(tài)應(yīng)該固定時間進核查及對檢查的數(shù)據(jù)進行分析對比，盡可能早地發(fā)現(xiàn)監(jiān)控數(shù)據(jù)里面的不正常狀況。

ZigBee中啟動按鍵，系統(tǒng)能夠根據(jù)協(xié)調(diào)器的啟動顯示ID以及頻道號碼。系統(tǒng)處于工作狀態(tài)時，網(wǎng)絡(luò)分配信息有端點連接時能夠在長距離地完成幫助申請，如若沒有信息請求，系統(tǒng)僅經(jīng)過RS232就能滿足傳輸遠距離的數(shù)據(jù)到計算機的需求。系統(tǒng)啟動過程中，工程師在路由器開機時對入網(wǎng)申請進行放行。網(wǎng)絡(luò)入網(wǎng)號在布局的過程中，同意數(shù)據(jù)流入并且將網(wǎng)絡(luò)端點收集的信息轉(zhuǎn)發(fā)給協(xié)調(diào)器。該系統(tǒng)能夠隨終端節(jié)點里的信息不同，產(chǎn)生相應(yīng)的處理。

3 軟件框架構(gòu)建

該系統(tǒng)的軟件框架由協(xié)調(diào)器節(jié)點、傳感器節(jié)點、光敏傳感器驅(qū)動和上位機組成。

在IAR軟件平臺上開發(fā)的ZigBee協(xié)議棧是基于Z-Stack-2.3.3-1.4.0協(xié)議棧完成的，ZigBee能夠利用仿真器來實現(xiàn)代碼下載及上電模擬，進而使使用者應(yīng)用起來更加容易。

3.1 監(jiān)護跟蹤系統(tǒng)概述

在IAR軟件平臺上完成了該系統(tǒng)所有的軟件開發(fā)。

IAR Embedded Workbench（簡稱IAR）的交叉編譯器和C-SPY調(diào)試器是里面包含了大多數(shù)集成編譯，IAR是一款使用難度低的芯片集成。其呈現(xiàn)給用戶的使用界面相對直接容易識別。現(xiàn)在，它能與多位ARM的微處理器結(jié)合使用。

3.2 協(xié)調(diào)器端點軟件構(gòu)建

ZigBee中，協(xié)調(diào)器的主要用途是進行ZigBee網(wǎng)絡(luò)的組建。在協(xié)調(diào)器送出需求指令需要重新組網(wǎng)時，微處理器將依據(jù)信道上網(wǎng)絡(luò)的數(shù)量從少到多依次進行選擇。若一旦檢測到滿足需求的信道，微處理器即將產(chǎn)生一個PAN ID，此PAN ID 可以讓設(shè)備自由生成，還可跟據(jù)工程師的意愿決定。不過此PAN ID在信道中僅有一個。新的網(wǎng)絡(luò)將會隨著PAN ID產(chǎn)生后形成。重新組網(wǎng)后，將會接受端點入網(wǎng)申請。

3.3 傳感器端點軟件構(gòu)建

微控制器啟動后，其設(shè)備可以智能地探測近距離內(nèi)是否有與之配對的ZigBee網(wǎng)絡(luò)，若探測到配對的網(wǎng)絡(luò)，終端能夠智能申請融入網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)傳感器恰好融入網(wǎng)絡(luò)后，其節(jié)點將會在固定時間收集光敏傳感器上的信息，然后把該信息上傳至協(xié)調(diào)器。

3.4 脈搏，溫度傳感器軟件驅(qū)動

傳感器首先獲取信息，然后利用IIC總線實現(xiàn)其到終端設(shè)備的有效通信。利用CC2530的IO端口實現(xiàn)IIC時序的虛擬，完成與傳感器數(shù)據(jù)的交換。

IIC總線能進行全雙工信息交換的串行總線。Arm能與外設(shè)之間通過IIC總線進行數(shù)據(jù)的交換。該總線有兩根線分別為：串行時鐘線（SCL）與串行數(shù)據(jù)線（SDA）。二者能夠?qū)崿F(xiàn)信息的相互交換。數(shù)據(jù)輸送的范圍與向何方向輸送和數(shù)據(jù)何時開始輸送、何時結(jié)束輸送都受ARM控制。

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作者簡介：馬百杰（1983-），男，山東菏澤人，助教。