嵌入式LINUX远程家庭监护系统的设计

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中国已快速进入老龄化阶段,需要护理的老人越来越多与当前医疗资源不足且分布不均之间的矛盾日益凸显。本文从经济可持续发展的角度出发,基于嵌入式电子、网络通信、传感器信息融合技术设计了一种“家庭—网络—医生”模式的远程家庭医疗监护系统,把医院传统护理监护通过Internet嫁接到家庭环境中,能够很好的解决老人日常护理问题,实现医院护理功能的向外延伸。本文详细描述了嵌入式远程家庭监护终端软件体系和硬件结构总体设计:硬件基础以ARM920T为核心处理器,SAMSUNG公司设计的32位微控制器S3C2440为核心,通过外接传感器DHT91、USB接口型摄像头、语音输入输出设备等外围器件组成系统硬件;软件基础监护终端以Linux2.6为平台研发,监护中心以VC++MFC为基础采用多线程进行软件设计。论文着重对嵌入式远程监护系统的软件部分展开了研究与开发,系统的软件设计主要分为三大模块:温湿度模块:完成了DHT91驱动程序、监护终端应用程序设计和监护中心数据接收与参数信息动态显示设计。DHT91驱动被封装成字符型驱动,因内核编译时没有开启浮点运算支持,温湿度信息的数据补偿放在应用程序中完成。监护中心则采用CDC::Polyline(LPPOINT1pPoints, int nCount)函数绘制画出数组中温湿度数据,数据传输采用TCP/IP协议。视频模块程序设计:完成了USB摄像头驱动的移植、V4L2监护终端视频现场采集和监护中心视频显示设计。视频编码库选用T.264,摄像头输出JPEG图像,而T.264编码接口支持YUV4:2:0格式,系统首先使用JPEGLIB编码库将图片解码为RGB数据,后转化为YUV数据并以4:2:0格式采样,最终将得到的数据T.264编码。监护中心工作与其相反,先将T.264码流解码,后JPEGLIB编码为JPEG图片,最终利用IStream和OleLoadPicture0函数加载,IPicture接口的Render0函数显示。音频模块程序设计:音频模块实现了双方的语音交互功能。首先进行了声卡的移植工作,之后利用声卡驱动提供的/DSP文件接口实现了监护终端的录音和回放设计。监护中心则利用了WINDOWS提供的低层音频函数完全的接管音频设备并实现的监护中心语音部分的设计。本文研究的远程监护系统具有可移植性强、系统设计人性化、灵活性强等优点,同时具有丰富的客户端软件资源,可以数据保存、视频录制、截图、录音、阈值报警等多种功能,能完善的帮助人们解决老人的家庭护理问题。
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