基于NB-IoT技術(shù)的可穿戴式老人摔倒監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)
發(fā)布時(shí)間:2020-12-24 18:08
隨著人口老齡化現(xiàn)象的加重,老年人數(shù)逐漸增多,社會(huì)各界對(duì)老年群體健康狀況的關(guān)注度也在不斷提升。當(dāng)前關(guān)于老人摔倒監(jiān)測設(shè)備的研究一直是一個(gè)活躍的研究方向,當(dāng)下醫(yī)療保健行業(yè)對(duì)摔倒檢測產(chǎn)品和技術(shù)的需求非常大,所以設(shè)計(jì)開發(fā)一種便捷實(shí)用的智能可穿戴式老人摔倒監(jiān)測設(shè)備具有一定的社會(huì)意義與研究價(jià)值。本文設(shè)計(jì)開發(fā)了一種基于NB-IoT(Narrow-Band Internet of Things,窄帶物聯(lián)網(wǎng))技術(shù)的可穿戴式老人摔倒監(jiān)測系統(tǒng),該系統(tǒng)以STM32作為主控芯片,整個(gè)系統(tǒng)通過集成M5310通信模塊、溫濕度傳感器、光照度傳感器、GPS定位模塊、三軸加速度計(jì)、心率傳感器、觸發(fā)型觸摸傳感器等多種傳感設(shè)備搭建了硬件平臺(tái),結(jié)合OneNET物聯(lián)網(wǎng)開放平臺(tái)的數(shù)據(jù)接收與處理能力,實(shí)現(xiàn)了老人摔倒監(jiān)測及心率、環(huán)境參數(shù)監(jiān)測等功能。如果監(jiān)測到意外摔倒現(xiàn)象發(fā)生,將自動(dòng)觸發(fā)平臺(tái)警報(bào)及時(shí)通知老人的監(jiān)護(hù)者,同時(shí)采用GPS定位模塊對(duì)老人所處的位置進(jìn)行實(shí)時(shí)定位,進(jìn)而使老人得到及時(shí)救治,避免錯(cuò)過最佳的搶救時(shí)間。本文完成了NB-IoT北向應(yīng)用和南向應(yīng)用的開發(fā)部署工作,實(shí)現(xiàn)了通過M5310模組將終端設(shè)備入網(wǎng)并登錄OneNET平臺(tái)上報(bào)各傳感...
【文章來源】:江西師范大學(xué)江西省
【文章頁數(shù)】:56 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
IoT七層結(jié)構(gòu)模型
能夠很好的滿足物物互聯(lián)互通的需求。(5)基于授權(quán)頻譜NB-IoT可通過使用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施快速實(shí)現(xiàn)通用部署,可選擇通過對(duì)現(xiàn)有LTE或GSM基礎(chǔ)設(shè)施的軟件更新充分利用NB-IoT的潛在技術(shù)。與未經(jīng)許可的頻譜中的技術(shù)相比,NB-IoT使用相當(dāng)穩(wěn)固且干擾抑制的無線電傳輸方式,能夠顯著減少干擾問題。運(yùn)營商可以保證哪些服務(wù)將在給定的頻率和頻段內(nèi)運(yùn)行,并且與數(shù)據(jù)優(yōu)先級(jí)相結(jié)合可以保證高質(zhì)量的服務(wù)(QoS),在保證數(shù)據(jù)安全性、建網(wǎng)成本控制、產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展、實(shí)現(xiàn)大范圍網(wǎng)絡(luò)覆蓋等方面均具優(yōu)越性。(6)安全性高NB-IoT技術(shù)支持最先進(jìn)的3GPP安全性,通過連接到設(shè)備的物理SIM(UICC)確保最高級(jí)別的身份驗(yàn)證、信令保護(hù)和數(shù)據(jù)加密[12-13]。2.1.2 NB-IoT 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)窄帶物聯(lián)網(wǎng)屬于低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)的一種,其端到端的系統(tǒng)架構(gòu)如圖2-3所示。
體系結(jié)構(gòu)有6個(gè)不同的層:物理層,媒體訪問控制層(MAC),無線電鏈路控制層(RLC),數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議層(PDCP),無線資源控制層(RRC)和非接入層(NAS)。如圖2-4所示,在該版本中的控制面(CP)模式下,通過上層(主要是NAS層)提供基于LTE的安全性,此時(shí)通過NAS消息攜帶數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸,NB-IoT用戶設(shè)備不和eNB基站建立數(shù)據(jù)無線承載,只是建立信令無線承載。PDCP子層屬于無線接口協(xié)議棧的第二層,負(fù)責(zé)為上層RRC提供信令傳輸服務(wù),并實(shí)現(xiàn)RRC信令的加密和一致性保護(hù)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于NB-IOT的云平臺(tái)無線數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 高宏宇,王鴻磊,凌啟東. 河北軟件職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào). 2019(01)
[2]基于三軸加速度傳感器的老年人摔倒檢測算法的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 湯引生,謝楠,何建強(qiáng). 微型電腦應(yīng)用. 2019(02)
[3]基于OneNET的大棚溫濕度遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)[J]. 余兆成,楊光友,謝松. 中國農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào). 2019(02)
[4]基于腕部可穿戴設(shè)備的跌倒監(jiān)護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 黃衍標(biāo),陳華珍,黃鍵鵬,張子豪. 計(jì)算機(jī)測量與控制. 2019(01)
[5]基于NB-IoT和OneNet云平臺(tái)的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)[J]. 蔡友宏. 電子技術(shù)與軟件工程. 2018(24)
[6]基于光電脈搏波的心率檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 徐涵,李丕丁. 光學(xué)儀器. 2018(06)
[7]一種實(shí)時(shí)心電監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 劉恒,吳朝陽,徐佳棋. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2018(22)
[8]基于CoAP協(xié)議的無線傳感網(wǎng)架構(gòu)設(shè)計(jì)[J]. 付康為,孫玲,任密林,施佺,張晨,沈樂威,王宏彬. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2018(20)
[9]一種基于中國移動(dòng)oneNET平臺(tái)的智能硬件敏捷創(chuàng)新方法[J]. 郭志彪. 中國新通信. 2018(18)
[10]基于OneNET平臺(tái)的智能設(shè)備的數(shù)據(jù)獲取與顯示[J]. 王小寧,魏圓圓,王儒敬. 儀表技術(shù). 2018(08)
碩士論文
[1]基于CoAP的物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 鄒慧麗.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院沈陽計(jì)算技術(shù)研究所) 2018
[2]基于OneNET平臺(tái)的人體行為識(shí)別技術(shù)研究[D]. 唐浩浩.湖南大學(xué) 2018
[3]基于RFID與OneNET平臺(tái)的冷鏈物流動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 劉文慶.寧夏大學(xué) 2018
[4]基于STM32的室內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 吳文博.北京工商大學(xué) 2017
[5]基于STM32F103便攜式心電監(jiān)護(hù)儀的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 王洪偉.浙江工業(yè)大學(xué) 2017
[6]面向M2M和CoAP的安全短信的研究與開發(fā)[D]. 任海海.北京郵電大學(xué) 2017
[7]基于光電容積法的可穿戴式心率監(jiān)測設(shè)備研究[D]. 胡凱麗.天津大學(xué) 2017
[8]基于S3C2440與GPRS的嵌入式環(huán)境數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 李會(huì)坤.吉林大學(xué) 2016
[9]基于Onenet的物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)[D]. 劉曉劍.鄭州大學(xué) 2016
本文編號(hào):2936087
【文章來源】:江西師范大學(xué)江西省
【文章頁數(shù)】:56 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
IoT七層結(jié)構(gòu)模型
能夠很好的滿足物物互聯(lián)互通的需求。(5)基于授權(quán)頻譜NB-IoT可通過使用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施快速實(shí)現(xiàn)通用部署,可選擇通過對(duì)現(xiàn)有LTE或GSM基礎(chǔ)設(shè)施的軟件更新充分利用NB-IoT的潛在技術(shù)。與未經(jīng)許可的頻譜中的技術(shù)相比,NB-IoT使用相當(dāng)穩(wěn)固且干擾抑制的無線電傳輸方式,能夠顯著減少干擾問題。運(yùn)營商可以保證哪些服務(wù)將在給定的頻率和頻段內(nèi)運(yùn)行,并且與數(shù)據(jù)優(yōu)先級(jí)相結(jié)合可以保證高質(zhì)量的服務(wù)(QoS),在保證數(shù)據(jù)安全性、建網(wǎng)成本控制、產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展、實(shí)現(xiàn)大范圍網(wǎng)絡(luò)覆蓋等方面均具優(yōu)越性。(6)安全性高NB-IoT技術(shù)支持最先進(jìn)的3GPP安全性,通過連接到設(shè)備的物理SIM(UICC)確保最高級(jí)別的身份驗(yàn)證、信令保護(hù)和數(shù)據(jù)加密[12-13]。2.1.2 NB-IoT 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)窄帶物聯(lián)網(wǎng)屬于低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)的一種,其端到端的系統(tǒng)架構(gòu)如圖2-3所示。
體系結(jié)構(gòu)有6個(gè)不同的層:物理層,媒體訪問控制層(MAC),無線電鏈路控制層(RLC),數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議層(PDCP),無線資源控制層(RRC)和非接入層(NAS)。如圖2-4所示,在該版本中的控制面(CP)模式下,通過上層(主要是NAS層)提供基于LTE的安全性,此時(shí)通過NAS消息攜帶數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸,NB-IoT用戶設(shè)備不和eNB基站建立數(shù)據(jù)無線承載,只是建立信令無線承載。PDCP子層屬于無線接口協(xié)議棧的第二層,負(fù)責(zé)為上層RRC提供信令傳輸服務(wù),并實(shí)現(xiàn)RRC信令的加密和一致性保護(hù)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于NB-IOT的云平臺(tái)無線數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 高宏宇,王鴻磊,凌啟東. 河北軟件職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào). 2019(01)
[2]基于三軸加速度傳感器的老年人摔倒檢測算法的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 湯引生,謝楠,何建強(qiáng). 微型電腦應(yīng)用. 2019(02)
[3]基于OneNET的大棚溫濕度遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)[J]. 余兆成,楊光友,謝松. 中國農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào). 2019(02)
[4]基于腕部可穿戴設(shè)備的跌倒監(jiān)護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 黃衍標(biāo),陳華珍,黃鍵鵬,張子豪. 計(jì)算機(jī)測量與控制. 2019(01)
[5]基于NB-IoT和OneNet云平臺(tái)的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)[J]. 蔡友宏. 電子技術(shù)與軟件工程. 2018(24)
[6]基于光電脈搏波的心率檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 徐涵,李丕丁. 光學(xué)儀器. 2018(06)
[7]一種實(shí)時(shí)心電監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 劉恒,吳朝陽,徐佳棋. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2018(22)
[8]基于CoAP協(xié)議的無線傳感網(wǎng)架構(gòu)設(shè)計(jì)[J]. 付康為,孫玲,任密林,施佺,張晨,沈樂威,王宏彬. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2018(20)
[9]一種基于中國移動(dòng)oneNET平臺(tái)的智能硬件敏捷創(chuàng)新方法[J]. 郭志彪. 中國新通信. 2018(18)
[10]基于OneNET平臺(tái)的智能設(shè)備的數(shù)據(jù)獲取與顯示[J]. 王小寧,魏圓圓,王儒敬. 儀表技術(shù). 2018(08)
碩士論文
[1]基于CoAP的物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 鄒慧麗.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院沈陽計(jì)算技術(shù)研究所) 2018
[2]基于OneNET平臺(tái)的人體行為識(shí)別技術(shù)研究[D]. 唐浩浩.湖南大學(xué) 2018
[3]基于RFID與OneNET平臺(tái)的冷鏈物流動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 劉文慶.寧夏大學(xué) 2018
[4]基于STM32的室內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 吳文博.北京工商大學(xué) 2017
[5]基于STM32F103便攜式心電監(jiān)護(hù)儀的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 王洪偉.浙江工業(yè)大學(xué) 2017
[6]面向M2M和CoAP的安全短信的研究與開發(fā)[D]. 任海海.北京郵電大學(xué) 2017
[7]基于光電容積法的可穿戴式心率監(jiān)測設(shè)備研究[D]. 胡凱麗.天津大學(xué) 2017
[8]基于S3C2440與GPRS的嵌入式環(huán)境數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 李會(huì)坤.吉林大學(xué) 2016
[9]基于Onenet的物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)[D]. 劉曉劍.鄭州大學(xué) 2016
本文編號(hào):2936087
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