基本信息
- 項目名稱：
- 基于ASK調(diào)制的無線護理求助器
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 幅移鍵控（ASK）是根據(jù)信號的不同，調(diào)節(jié)正弦波的幅度。通過對編、譯碼器的編、譯碼，發(fā)射、接收模塊的控制，給出了用ASK 調(diào)制設(shè)計出發(fā)射機與接收機部分的總模塊。部分調(diào)試通過后，形成部分模塊，最后在整體聯(lián)調(diào)，完成整體設(shè)計，實現(xiàn)了發(fā)射機和接收機的ASK 通信，驗證了設(shè)計的正確性，說明用中規(guī)模集成電路設(shè)計的ASK 求助器在呼救、求助等方面有較好的輔助作用！
- 詳細介紹：
- 前 言 隨著社會的進步，生活節(jié)奏的加快，人門越來越繁忙，如果家中有行動不便和臥床不起的老弱病殘的人需要經(jīng)常有人守候在身邊照顧護理，對于本來就繁忙的人們無疑增添了不少壓力，為了解決這一難題設(shè)計出了基于ASK調(diào)制的無線護理求助器。 1 目前護理器的社會現(xiàn)狀分析 1.1 醫(yī)院使用的護理求助器現(xiàn)狀 目前醫(yī)院使用的求助器是有線的而且是固定在墻壁上的，老年人和由于行動遲緩，特別是在疾病發(fā)作的時候，即使挪動一步也比登天還難，這個時候也是老人最需要幫助的時候，看著有線呼叫器，就是無法觸及，因此產(chǎn)生的遺憾太多太多。 1.2 家庭使用的護理器現(xiàn)狀 目前市場上另一種用于家庭使用的無線護理求助產(chǎn)品，由于其護理端體積大，攜帶不便，而未得到廣泛使用。 2 無線護理求助器設(shè)計方案 2.1 發(fā)射機設(shè)計方案 發(fā)射機能夠無線傳輸饑渴、疼痛、解手、緊急四種求助信息；四種功能按鈕既有文字注明，又有四種不同顏色的醒目的大按鈕，方便病人操作。 2.2 接收機設(shè)計方案 接收機能夠接收四種求助信息；并發(fā)出和發(fā)射機按鈕顏色對應(yīng)的燈光提醒和報警聲音，來表示發(fā)射機發(fā)來的求助信息。 3 基于ASK調(diào)制的無線護理求助器 3.1 ASK調(diào)制的實現(xiàn) 幅移鍵控（ASK）是根據(jù)信號的不同，調(diào)節(jié)正弦波的幅度。通過編碼芯片的的控制實現(xiàn)載波在數(shù)字信號1或0的控制下通或斷，當信號的狀態(tài)為1時載波接通，此時傳輸信道上有載波出現(xiàn)；當信號的狀態(tài)為0時載波被關(guān)斷，此時傳輸信道上無載波傳送。在接收端通過譯碼芯片就可以根據(jù)載波的有無還原出數(shù)字信號的1和0。 3.2 發(fā)射機的設(shè)計 編碼芯片發(fā)出的編碼信號由：地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個完整的碼字，解碼芯片接收到信號后，其地址碼經(jīng)過兩次比較核對后，輸出高電平，與此同時相應(yīng)的數(shù)據(jù)腳也輸出高電平，如果發(fā)送端一直按住按鍵，編碼芯片也會連續(xù)發(fā)射。當發(fā)射機沒有按鍵按下時，編碼芯片不接通電源，其編碼輸出端（正常時為低電平）為低電平，所以433MHz的高頻發(fā)射電路不工作，當有按鍵按下時，編碼芯片得電工作，其編碼輸出端輸出經(jīng)調(diào)制的串行數(shù)據(jù)信號，當編碼輸出端為高電平期間，433MHz的高頻發(fā)射電路起振并發(fā)射等幅高頻信號，當編碼輸出端為低平期間433MHz的高頻發(fā)射電路停止振蕩，所以高頻發(fā)射電路完全收控于編碼芯片的編碼輸出端輸出的數(shù)字信號，從而對高頻電路完成幅度鍵控（ASK調(diào)制）相當于調(diào)制度為100％的調(diào)幅。 在具體的應(yīng)用中，編碼芯片的外接振蕩電阻可根據(jù)需要進行適當?shù)恼{(diào)節(jié)，阻值越大振蕩頻率越慢，編碼的寬度越大，發(fā)碼一幀的時間越長。我們選用的433MHZ是國際開放的ISM頻段免許可證使用。 3.3 接收機的設(shè)計 譯碼芯片使用的是和編碼芯片配套的芯片，譯碼芯片有自鎖、互鎖和無鎖之分，其中自鎖和無鎖都輸出表示非鎖存輸出，數(shù)據(jù)腳輸出的電平是瞬時的而且和發(fā)射端是否發(fā)射相對應(yīng)；互鎖輸出表示鎖存輸出，數(shù)據(jù)只要成功接收就能一直保持對應(yīng)的電平狀態(tài)，直到下次遙控數(shù)據(jù)發(fā)生變化時改變；為了盡量使護理求助器使用方便可靠，應(yīng)選用后綴有L具有互鎖功能的譯碼芯片。 譯碼芯片的地址碼和數(shù)據(jù)碼都用寬度不同的脈沖來表示，兩個窄脈沖表示“0”；兩個寬脈沖表示“1”；一個窄脈沖和一個寬脈沖表示“F”也就是地址碼的“懸空”。 編碼芯片每次發(fā)射時至少發(fā)射4組字碼，譯碼芯片只有在連續(xù)兩次檢測到相同的地址碼加數(shù)據(jù)碼才會把數(shù)據(jù)碼中的“1”驅(qū)動相應(yīng)的數(shù)據(jù)輸出端為高電平和驅(qū)動VT端同步為高電平。因為無線發(fā)射的特點，第一組字碼非常容易受零電平干擾，往往會產(chǎn)生誤碼，所以程序可以丟棄處理，保證了數(shù)據(jù)可靠傳輸，接收機正是采用此方法設(shè)計的。 4 發(fā)射機和接收機的地址編碼實現(xiàn) 每套裝置必須通過編、譯碼器編寫每套裝置的特定編碼進行工作，以防相互干擾。其編碼方法，在通常使用中，采用8位地址碼和4位數(shù)據(jù)碼，這時編碼電路和解碼電路的8個地址設(shè)定腳，有三種狀態(tài)可供選擇：懸空、接正電源、接地三種狀態(tài)，3的8次方為6561，所以地址編碼不重復度為6561組，只有發(fā)射端的編碼芯片和接收端的譯碼芯片的地址編碼完全相同，才能配對使用，當兩者地址編碼完全一致時，接收機對應(yīng)的4個數(shù)據(jù)端輸出約4V互鎖高電平控制信號，同時解碼有效確認輸出端也輸出解碼有效高電平信號。 設(shè)置地址碼的原則是：同一個系統(tǒng)地址碼必須一致；不同的系統(tǒng)可以依靠不同的地址碼加以區(qū)分。至于設(shè)置什么樣的地址碼完全隨客戶喜歡。 5制作與調(diào)試 我們采用模塊化設(shè)計思想。選用的無線收發(fā)模塊理論值在100米左右，但是根據(jù)使用環(huán)境，實際值大概在50米左右，首先，由于我們的制作的樣品沒有外殼保護，導致接收模塊上面的鍍銀電感被磨損，對收發(fā)距離造成較大影響，其次，我們的天線是自制的，出現(xiàn)彎曲和長度測量不精確等原因都會對收發(fā)距離產(chǎn)生一定影響，經(jīng)過調(diào)試我們達到的最佳距離在40米左右完全適合家庭及醫(yī)院使用。
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 目的： 隨著社會的進步，生活節(jié)奏的加快，人門越來越繁忙，如果家中有行動不便和臥床不起的老弱病殘的人需要經(jīng)常有人守候在身邊照顧護理，對于本來就繁忙的人們無疑增添了不少壓力，為了解決這一難題設(shè)計出了基于ASK調(diào)制的無線護理求助器，能有效的解決護理問題。 基本思路： ①項目需求分析 ②理論研究：技術(shù)研究、總體設(shè)計、成本預算。 ③核心功能設(shè)計 ④發(fā)射端設(shè)計 ⑤接收端設(shè)計 ⑥調(diào)試 ⑦發(fā)表論文 創(chuàng)新點： 實時性、攜帶方便、技術(shù)獨特、成本低、操作簡便、靈敏度高。 技術(shù)關(guān)鍵： 1、ASK調(diào)制的成功實現(xiàn)。 2、發(fā)射機和接收機能夠?qū)崿F(xiàn)6561組不同的地址編碼。 主要技術(shù)指標： 無線工作頻段：國際ISM頻段433MHZ 發(fā)射頻率：433MHZ 發(fā)射電流：2-10mA 發(fā)射功率：10mW 最大通訊速率：10kbps
科學性、先進性
- 該作品的與現(xiàn)有產(chǎn)品相比，具有體積小巧攜帶方便，無線求助，成本低廉和獨特的ASK調(diào)制技術(shù)等特點，在無線護理求助設(shè)備中取得顯著進步；該作品能夠解決現(xiàn)實中老人或病殘者照顧護理的難題，具有一定的現(xiàn)實意義；該作品的技術(shù)路線正確，具有一定的可行性，具有一定社會應(yīng)用前景，具有很高的實用性和推廣性價值。產(chǎn)品如果在外觀上改善和功能上不斷的完善，可以大批量走入到人們?nèi)粘Ｉ钪校诮鉀Q實際的問題的同時，會產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 完成
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 設(shè)計方案
作品可展示的形式
- 實物樣品
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 使用說明：該多功能無線護理求助裝置由發(fā)射機和接收機組成。發(fā)射機設(shè)計有無線傳遞吃飯、喝水、吃藥、解手四種求助信息的功能；接收機對應(yīng)有四種求助信息的接收功能。 技術(shù)特點和優(yōu)勢：實時性、攜帶方便、技術(shù)獨特、成本低、操作簡便、靈敏度高。 適應(yīng)范圍：醫(yī)院及家庭 市場分析：由于我們的產(chǎn)品操作簡單實用價值高，可推廣性強，性價比高，所以很容易被廣大醫(yī)院及家庭所接受。 經(jīng)濟效益預測：由于該作品適用于老幼病殘者，據(jù)2010年第六次人口普查年齡分布統(tǒng)計表明我國呈現(xiàn)出人口老齡化的趨勢，目前我國60歲及60歲以上人口占總?cè)丝诘?3%為177648705人，0-14的兒童占總?cè)丝诘?7%為222459737人，而這部分人大多需要照顧，城鄉(xiāng)人口比例約為1:1，根據(jù)中國現(xiàn)有的經(jīng)濟情況對于買一部15元左右的求助器不是什么難事，60歲以上的老年人再加上一些60歲以下的病殘者和兒童，需要照顧護理。所以我們的產(chǎn)品將會有廣泛的市場空間和客觀的經(jīng)濟效益。
同類課題研究水平概述
- 醫(yī)院使用的護理求助器現(xiàn)狀： 目前醫(yī)院使用的求助器是有線的而且是固定在墻壁上的，老年人和由于行動遲緩，特別是在疾病發(fā)作的時候，即使挪動一步也比登天還難，這個時候也是老人最需要幫助的時候，看著有線呼叫器，就是無法觸及，因此產(chǎn)生的遺憾太多太多。 家庭使用的護理器現(xiàn)狀： 目前市場上另一種用于家庭使用的無線護理求助產(chǎn)品，由于其護理端體積大，攜帶不便，而未得到廣泛使用。
