基于Open Harmony的智能老人监护纽扣

基于Open Harmony的智能老人监护纽扣

张紫琳  ,孙昊瑶 ,张嘉茹 ,朱俊杰   ,廖伟 

东石油化工学院(官渡校区)(525000)

摘要：近年来，随着人类文明的进步和科技水平的提高，各种智能产品应运而生，给人们的生产生活带来了极大影响，便利了人们日常生活的同时也对特定的一些群体造成了困扰，因此结合目前社会对于独居老人监护类产品的迫切需求，设计实现一款以老人监护为目的的，符合安全标准、人体工学，便于穿戴，体积小巧，用户体验良好的专用型可穿戴设备是非常必要的。安全性是老年智能产品要考虑的第一要素，我们团队应运而生将为老年人安全智能产品的设计建言献策。并实现物联网技术与安全智能产品的融合。

1.引言

本团队自主研发了基于Open Harmony的智能老人监护纽扣，具有相当大的市场潜力，华为的鸿蒙OS基于微内核的面向全场景的分布式操作系统，适配手机、平板、电视、智能汽车、可穿戴设备等多终端设备，是一款立足于物联网体系开发的操作系统。

在该产品的硬件方面上，我们团队在系统上使用鸿蒙，鸿蒙系统功能全栈解耦，搭配多种精密传感器，能够实时探测老人的心率、脉搏、血氧，并对老人进行定位，用户可通过设备连接到的手机APP设置电子栅栏，防止老人走丢和减少因疾病产生的意外机率。该设备适用范围广，其可发挥硬件模块的最大功能，功能强大且运用灵活，解决了安卓宏内核不具备设备普适的问题。

为解决续航短的问题，该项目在产品表面排布光能转电能的元器件，将太阳能转化为电能，大大提高了续航能力。

2．基于Open Harmony的智能老人监护纽扣系统模型构建

2.1基于Open Harmony的智能老人监护系统架构

整体框架如图一所示

图一 基于Open Harmony的智能老人监护系统电路原理图

2.2硬件部分

2.2.1基于Open Harmony的智能老人监护纽扣控制系统设计：

1、主控制器——HI3861LV100核心控制器

Hi3861LV100是一款高度集成的2.4GHz低功耗SoC Wi-Fi芯片，可搭载OpenHarmony2.0国产操作系统，集成IEEE 802.11b/g/n基带和RF电路，RF电路包括功率放大 器PA、低噪声放大器LNA、RF balun、天线开关以及电源管理等模块；支持20MHz标准带宽和5MHz/10MHz窄带宽，提供最 大72.2Mbit/s物理层速率。 Hi3861LV100 Wi-Fi基带支持正交频分复用（OFDM）技术，并向下兼容直接序列扩频（DSSS）和补码键控（CCK）技术， 支持IEEE 802.11 b/g/n协议的各种数据速率。并配套提供开放、易用的开发和调试运行环境。

适应范围：智能家电、智能门锁、低功耗Camera、BUTTON等物联网低功耗智能产品领域。

本系统中智能纽扣硬件端与APP端进行Wifi联网，把智能纽扣各模块检测到的信息实时发送到APP端并记录。利用HI3861LV100核心控制模块可以清楚的知道使用者的心率、体温、血压、老人的实时位置等，还有智能扭曲各模块的用电情况。

2、红外线体温测量模块——MLX90614

MLX90614 系列模块是一组通用的红外测温模块。在出厂前该模块已进行校验及线 性化，具有非接触、体积小、精度高，成本低等优点。

被测目标温度和环境温度能通过单通 道输出，并有两种输出接口，适合于汽车空调、室内暖气、家用电器、手持设备以及医疗设 备应用等。能有效的对老人进行体温检测等服务。

3、北斗定位系统——ATGM332D

移远通信北斗ATGM332D模块是采用联发科技最新推出的多功能通信定位芯片研制而成。它是一款集成 LCC 封装、四频段 GSM/GPRS 和先进算法 GNSS 引擎于一体的全功能通信模块，具有超小体积、低功耗、双卡单待等优势。

其主要应用领域为：可穿戴设备（智能手表）、宠物追踪、财产追踪及行车记录仪等。该项目通过海思主控芯片对从北斗ATGM332D模块接收到的数据进行整理，发送到上位机中，用户随时随地可以了解老人所在的位置以及活动轨迹。

4、陀螺仪姿态模块——MPU6050

  MPU-60X0是世界上第一款集成 6 轴MotionTracking设备。它集成了3轴MEMS陀螺仪，3轴MEMS加速度计，以及一个可扩展的数字运动处理器 DMP（ Digital Motion Processor），可用I2C接口连接一个第三方的数字传感器，比如磁力计。扩展之后就可以通过其 I2C或SPI接口输出一个9轴的信号（ SPI接口仅在MPU-6000可用）。 MPU-60X0也可以通过其I2C接口连接非惯性的数字传感器，比如压力传感器。该项目通过对老人家的姿态判断，判断老人家是否摔倒在地，将数据由主控芯片传输到上位机上，并采取警示措施。

5、脉搏心率传感器

脉搏传感器主要应用在医疗设备、教学设备，教学实训等领域，如血氧测量、心率监测、中医脉象诊断等等，脉搏心率传感器主要检测动脉搏动时产生的压力变化，将之转换为直观的电信号形式，运用数字输出和模拟输出进行脉搏转换出心率的电信号为数字信号，脉搏传感器主要分为压电式、压阻式、光电式等三种。本产品采用的是光电式脉搏传感器，将血管透光率的变化转化为信号，运用ADC把信号转换为数s字信号，通过联网发送到APP端，家属可以通过APP能实时观察到老人的心率。

2.3软件操作界面

手机app界面图片：

图六 上位机界面

手机app软件发送信息图

图七 上位机发送警告图

团队自主研发了上位机应用于安卓、苹果系统，可以将该项目接收到的所有数据真实、迅速的地反馈给用户。上位机效果如图七所示。

3．基于Open Harmony的智能老人监护纽扣的优势分析

1、鸿蒙系统的优势包括硬件互助资源共享，一次开发多端部署，Open Harmony提供用户程序框架、Ability框架以及UI框架，能够保证开发的应用在多终端运行时保证一致性，一次开发、多端部署。此外，鸿蒙系统实现了模块化解耦，对应不同平台可以弹性部署，灵活适配全场景丰富终端形态，这也是分布式架构首次用于终端OS领域，实现了跨终端无缝协同体验。

2、北斗ATGM332D定位系统模块兼容性非常强，不仅兼容北斗定位，还支持蓝牙、GPS等定位系统，所以北斗定位系统模块在选择定位功能服务时，不必过多考虑系统对于模块的限制，在智能纽扣处于不联网的状态下一定距离内可以间断的对APP端发送使用者的定位，在这种兼容多个定位系统情况下，可以很好的提高智能纽扣的性能，

实验证明，同比与其他同类产品，我们的产品性价比会更高，功能相应更好。

4.结束语

本文设计的基于Open Harmony的智能老人监护纽扣可以实现远程监护，通过智能分析得出有效的信息和结论，推送到社区监护中心、远端云平台和手机客户端，让社区工作人员和家属及时了解老人的健康状况，及时采取措施，有效缓解医疗紧张，为监护市场提供新思路。

参考文献：

[1] 褚欣媛.基于ZigBee的智能家居安防系统[D].太原理工大学,2013. 

[2] 张元欣,俞守华,许丹纯,林玉高,陈广成.基于Android的独居老人异常自报警软件的设计与实现[J].信息系统工程,2013,(11):29-31.

[3] 范宇,王忠,杨琪.基于安卓的老年人健康监测系统[J].信息技术与信息化,2018,(08):75-78+82.