基于B/S架构的户外监护系统设计与实现(2)

人气指数:点发布时间:2014-02-14 16:24 来源：http://www.zgqkk.com 作者：李文斌等

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　　2.3摔倒检测模块

　　摔倒检测模块采用亚德诺半导体公司（AnalogDevice）生产的ADXL345，它是一款小而薄的超低功耗三轴加速度计，分辨率高（13位），测量范围达±16g，可通过SPI（3线或4线）或I2C数字接口访问[8]。ADXL345非常适合移动设备应用，既可以在倾斜检测应用中测量静态重力加速度，还可以测量运动或冲击导致的动态加速度。在本系统中，ADXL345采用I2C接口与MSP430F149通信。

　　2.4无线通信模块

　　无线通信模块采用SIMCom公司的SIM900A模块，它是一款二频的GSM/GPRS模块，工作频段为：EGSM900MHz和DCS1800MHz，支持GPRSmulti-slotclass10/class8（可选）和GPRS编码格式CS-1、CS-2、CS-3、CS-4。SIM900A采用省电技术设计，所以在SLEEP模式下最低耗流只有1.0mA。此外，SIM900A内嵌TCP/IP协议，扩展的TCP/IPAT命令让用户能够很容易使用TCP/IP协议，这些在用户做数据传输方面的应用时非常有用。在本系统中，SIM900A采用UART接口与MSP430F149通信。

　　3系统软件设计

　　户外监护系统的软件分为终端监护程序和监控中心两个部分。终端监护程序主要是实现对用户信息的采集和传输，监控中心软件主要是完成对数据的存储，及交互界面的设计。

　　3.1终端监护程序

　　本系统的终端监护程序流程图如图3所示。

　　图3中，首先是对MCU进行初始化，之后MCU处于侦听状态，一旦检测到摔倒、查询、定时中断，MCU做出相应的响应。其中摔倒的优先级最高，查询其次，定时中断的优先级最低。主要完成以下三个任务：第一，接收摔倒检测数据，通过摔倒检测算法，判定是否摔倒；第二，接收无线通信模块的用户状态查询请求，并根据查询请求的内容回复用户所处位置、移动速度和行动方向等信息；第三，接收卫星定位模块的数据帧，提取数据帧中的经纬度坐标值，并通过无线通信模块将该坐标值发送到网络数据库。根据以上三个任务，可将终端监护程序划分为摔倒判定模块、卫星定位数据收发模块、用户状态查询回复模块。

　　3.2监控中心软件设计

　　监控中心采用三层B/S体系结构，是对C/S（Client/Server）结构的一种变化或改进的结构[9]。在这种结构下，用户工作界面是通过WWW浏览器来实现的，少部分事物逻辑在前端实现，主要事物逻辑在服务器端实现，形成所谓的三层架构。

　　监控中心与客户端之间的体系架构可以分为表示层、业务逻辑层和数据层。表示层支持矢量图形数据的显示和地图操作，将位置信息经过坐标转换生成独立的图层，叠加在背景电子地图上；业务逻辑层用于实现客户端和WebServer服务器之间的通信，主要完成GPS定位信息处理、GIS处理和摔倒警报信息处理等功能；数据访问层主要负责用户摔倒信息数据库、GPS信息数据库、地图属性数据库和日志文档的存储管理和维护。数据访问层和表示层被业务逻辑层分隔，客户端访问的是应用程序，由应用程序对数据进行查询和存取，在提高系统性能的同时简化了对数据的管理。监控中心与客户端之间的体系架构图如图4所示。

　　4结语

　　本文提出了一套从底层硬件到上层软件的系统设计方案，可以满足对老人、儿童和智障者的日常监护。底层硬件采用功耗低、稳定度高、体积小的器件，符合户外用品对实用性要求高的特点。上层软件采用B/S架构设计，具有使用方便、实时性好、可靠性高等诸多优点。总之，该方案必将在很大程度上消除老人、儿童和智障者的日常生活隐患，为老人、儿童和智障者的日常生活保驾护航。

　　参考文献

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　　[6]余辉，郑晓悦.老年人跌倒检测及远程救助系统的研究[J].计算机工程与应用，2011，47（35）：245-248.

　　[7]沈建华，杨艳琴.MSP430系列16位超低功耗单片机原理与应用[M].北京：北京大学出版社，2005.

　　[8]王荣，章韵.基于三轴加速度传感器的人体跌倒检测系统设计与实现[J].计算机应用，2012，32（5）：1450-1456.

　　[9]苏亭，邓正恒.基于B/S架构的远程实时监控系统[J].科技资讯，2010（23）：13-20.

　　[10]张晋.嵌入式Web服务器的研究与实现[D].青岛：青岛科技大学，2010.

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