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El hogar digital es la unidad básica de los futuros sistemas comunitarios inteligentes. El llamado "hogar digital" se basa en el hogar y proporciona servicios inteligentes que cubren todo el hogar, incluidas funciones como comunicación de datos, entretenimiento en el hogar y control de aparatos de información. Uno de los contenidos principales del diseño del hogar digital es realizar funciones de comunicación, incluida la comunicación entre el hogar y el mundo exterior y la comunicación entre instalaciones relacionadas dentro del hogar. A juzgar por el desarrollo actual, la comunicación externa se realiza principalmente a través de acceso de banda ancha a Internet, y para la comunicación interna en casa, utilizo la tecnología de acceso inalámbrico Bluetooth (bluetoothlh), actualmente más competitiva. Los hogares digitales tradicionales utilizan PC para el control general, lo que carece de humanización. Basado en la idea de la emoción artificial, el autor diseñó un robot inteligente equipado con varios sensores externos. Este robot inteligente se considera un miembro de la familia y puede controlar el hogar digital a través de él. Este artículo se centra en modelar la aplicación de robots inteligentes en la atención médica domiciliaria digital. La comunicación entre robots inteligentes, instrumentos médicos y computadoras de control utiliza tecnología Bluetooth. 2 Diseño general de robots inteligentes 2.1 Sistema multisensorial de robots inteligentes El campo relacionado más importante de la tecnología de inteligencia robótica es el sistema multisensorial de robots y la integración y fusión de información multisensorial [1], a los que se hace referencia colectivamente como las partes de hardware y software del sistema inteligente. Mediante la fusión de sensores externos como visión, oído, fuerza y ​​tacto con la información del sensor interno de cada articulación del robot, el robot puede completar funciones importantes como transmisión de imágenes en tiempo real, reconocimiento de voz, reconocimiento de escenas, posicionamiento, evitación automática de obstáculos y detección de objetivos en el robot Al agregar módulos médicos relevantes (ccd, cámara, micrófono estéreo, tarjeta de captura de imágenes, etc.) y componentes de sensores médicos profesionales, y luego agregar un sistema médico experto, se puede lograr atención médica; . Al cooperar con el sistema médico experto, se pueden realizar funciones de atención médica y monitoreo médico remoto. El diagrama de bloques del sistema multisensor del robot inteligente se muestra en la Figura 1. 2 Sistema de control de robot inteligente El sistema de control de robot consta de dos partes: la primera es la computadora host, que generalmente utiliza una PC para completar tareas como la planificación de la trayectoria del movimiento del robot, el algoritmo de control de fusión de información del sensor, el procesamiento visual, la interfaz hombre-máquina y procesamiento remoto; el segundo es La computadora inferior generalmente utiliza un sistema de múltiples chips o DSP como componente central del controlador para completar funciones como servocontrol del motor, procesamiento de retroalimentación, procesamiento de imágenes, reconocimiento de voz e interfaces de comunicación. Si se utiliza un sistema de microcontroladores múltiples como computadora esclava, cada procesador completa una sola tarea y completa la función general del sistema mediante el intercambio de información y la cooperación mutua, pero obviamente es insuficiente en cuanto a capacidades de procesamiento de señales. Dado que el DSP es bueno en el procesamiento de señales y estos robots inteligentes a menudo requieren funciones como procesamiento de señales, procesamiento de imágenes y reconocimiento de voz, el DSP se utiliza como controlador del sistema de control del robot inteligente [2]. El sistema de control utiliza DSP (TMS320C54x) como componente principal y consta de comunicación inalámbrica Bluetooth, comunicación inalámbrica GSM (compatible con GPRS), motor, brújula digital, sensores de función de percepción (visión, audición, etc.), sensores médicos y multi- seleccione módulos de comunicación serie (RS -232) y otros componentes. El diagrama de bloques del sistema de control se muestra en la Figura 2. (1) El sistema controla el movimiento del robot a través del motor de accionamiento y el motor de dirección. El motor de dirección utiliza la información de la brújula digital como cantidad de retroalimentación para el control pid. (2) El circuito rokl01007 de Ericsson se utiliza como módulo de comunicación inalámbrica Bluetooth para realizar la comunicación entre el robot inteligente y la computadora host, así como la comunicación con otros instrumentos médicos basados ​​en el módulo Bluetooth. (3) El módulo de comunicación inalámbrica GSM habilitado para GPRS admite servicios de datos, voz, SMS y fax, utilizando comunicaciones celulares para comunicarse con centros de monitoreo médico remotos. (4) Dado que tms320c54x tiene solo un puerto serie, y el módulo Bluetooth, el módulo inalámbrico gsm, la brújula digital y los módulos de detección de función de percepción visual y auditiva utilizan una comunicación de puerto serie asíncrona 232, por lo que se debe utilizar un módulo de comunicación de puerto serie de selección múltiple. Estar diseñado para el procesamiento de conversión.

Cuando tms320c54x necesita datos del módulo de comunicación inalámbrica Bluetooth, selecciona pasar a través del circuito; cuando t~ms320c54x necesita datos del módulo de sensor, cierra el módulo de comunicación inalámbrica anterior y selecciona pasar, y al mismo tiempo selecciona pasar a través del sensor. módulo. De esta forma, cada módulo completa la comunicación serie con 1~ms320c54x. 3 Realización de las principales funciones de atención médica Los robots inteligentes pueden proporcionar los siguientes servicios para la atención médica domiciliaria digital: (1) Monitoreo médico: detección en tiempo real de la potencia cardiovascular, la presión arterial, la temperatura corporal, la respiración y la saturación de oxígeno en sangre de los miembros de la familia a través de sensores médicos Integrado con módulos Bluetooth, grado y otros parámetros fisiológicos importantes, y proporciona resultados locales a través del sistema de procesamiento del robot. (2) El diagnóstico y la consulta remotos utilizan las funciones visuales, auditivas y otras funciones de detección del robot para transmitir el video, el audio y otros datos recopilados combinados con diversos datos de parámetros fisiológicos al centro médico remoto, donde los expertos del centro médico realizarán monitoreo remoto y combinar tratamiento médico El sistema experto realiza consultas sobre el estado de salud de los miembros de la familia, es decir, brinda servicios como ver (video), oler, preguntar (audio) y examinar (diversos parámetros fisiológicos) [3]. 3.1 Visión del robot y transmisión de señales de video La señal de video recopilada por el robot tiene dos funciones: una es proporcionar visión al robot y la otra es transmitir las imágenes estáticas y dinámicas recopiladas de los miembros de la familia al centro de telemedicina. La función de la visión del robot es obtener la información requerida de la imagen tridimensional del entorno y proporcionar una descripción clara y significativa de los objetos ambientales. Vision incluye 3 procesos: (1) Adquisición de imágenes. Los sensores de visión (cámaras CCD para imágenes estéreo) convierten imágenes ambientales tridimensionales en señales eléctricas. (2) Procesamiento de imágenes. Conversión de imagen a imagen, como extracción de características. (3) Comprensión de imágenes. Describir el entorno sobre la base del procesamiento. Mediante la transmisión de señales de vídeo, los médicos de los centros de telemedicina pueden conocer el estado físico y mental de los familiares en tiempo real. El robot inteligente captura imágenes adecuadas para la atención médica y las necesidades de diagnóstico, transmitiendo selectivamente imágenes de alta y baja resolución según las necesidades del médico. En el proceso de atención médica, existen dos situaciones diferentes en las que es necesario transmitir imágenes: (1) Cuando los médicos observan el color de la piel, los labios, la lengua, las uñas y las expresiones faciales de los miembros de la familia, es necesario transmitir imágenes estáticas en color de alta resolución. transmitido El método consiste en transmitir una imagen estática de alta resolución cada período de tiempo (como 5 minutos). (2) Cuando los médicos utilizan imágenes dinámicas para observar las actividades físicas de los miembros de la familia, pueden transmitir imágenes con menor resolución y menor tamaño, el método utilizado es una compresión y recuperación razonables para garantizar el rendimiento en tiempo real; 3.2 Audición del robot y transmisión de señales de audio Las señales de audio recopiladas por el robot también tienen dos funciones: una es proporcionar audición al robot, la otra es que, con la ayuda de señales de audio, los miembros de la familia pueden comunicarse con los médicos y los médicos pueden comprender; el estado de salud y el estado mental de los miembros de la familia. La transmisión de señales de audio proporciona un medio de comunicación verbal para que los médicos brinden servicios de atención médica a los familiares. La audición robótica es una tecnología de reconocimiento de voz. Los robots inteligentes de atención médica con varios sistemas de interacción acústica pueden realizar exámenes médicos y monitoreo de acuerdo con las instrucciones de los miembros de la familia, y también pueden realizar tareas domésticas, controlar electrodomésticos digitales y cuidar a los pacientes de acuerdo con las instrucciones de. miembros de la familia. El sonido se recoge a través de múltiples micrófonos estéreo. Dado que el rango de frecuencia del sonido está aproximadamente entre 300 Hz y 3400 Hz, generalmente no es necesario transmitir sonidos con frecuencias demasiado altas o demasiado bajas. Por lo tanto, los médicos y familiares solo pueden utilizar sonidos con un rango de frecuencia de transmisión de 1000 Hz a 3000 Hz. para el tratamiento normal, puede reducir el ancho de banda ocupado por la transmisión de señales de audio y luego utilizar protocolos de compresión de audio de comunicación adecuados para cumplir con los requisitos de audio en tiempo real. El sistema auditivo del robot inteligente se muestra en la Figura 3. 3.3 Recopilación y transmisión de información fisiológica Los equipos de detección tradicionales están conectados al cuerpo humano mediante métodos cableados para recopilar información fisiológica. Varios métodos de conexión pueden poner nerviosos fácilmente a los pacientes, lo que da como resultado datos detectados inexactos. El uso de la tecnología Bluetooth puede resolver muy bien este problema. Los microsensores médicos con módulos Bluetooth se colocan en el cuerpo de los miembros de la familia tanto como sea posible para que no interfieran con las actividades normales del cuerpo humano. tecnología, la información recopilada se transmite al dispositivo receptor y se procesa.

Se instala un detector con un módulo Bluetooth en el robot inteligente como dispositivo receptor. Varios sensores médicos transmiten los datos de información fisiológica recopilados al detector a través del módulo Bluetooth. El detector tiene dos modos de funcionamiento: uno es transmitir los datos. al robot inteligente para su procesamiento y proporciona resultados locales; el otro es conectarse a INTERNET (también se puede enviar de regreso directamente a través del módulo inalámbrico gsm) para lograr el propósito de atención médica y monitoreo remoto mediante la transmisión de datos al médico remoto; centro. Los datos de vídeo y audio también se pueden transferir de esta manera. El sistema de transmisión de datos del robot inteligente se muestra en la Figura 4. 4 Aplicación del módulo Bluetooth 4.1 Descripción general de la tecnología Bluetooth La tecnología Bluetooth [4] es una tecnología de comunicación inalámbrica de corto alcance que se utiliza para reemplazar cables o alambres de conexión. Su portadora selecciona la banda de frecuencia ism globalmente pública de 2,4 ghz (el canal de radiofrecuencia real es f=2402 k×1mhz, k=0, 1, 2, ..., 78) y utiliza saltos de frecuencia para extender la banda de frecuencia y el La tasa de salto de frecuencia es de 1600 saltos/s. Los dispositivos Bluetooth utilizan tecnología de modulación gfsk, la velocidad de comunicación es de 1 mbit/s, la velocidad efectiva real puede alcanzar 721 kbit/s, la distancia de comunicación es de 10 m y la potencia de transmisión es de 1 mw cuando la potencia de transmisión es de 100 mw, la distancia de comunicación puede alcanzar; 100 m, que puede satisfacer las necesidades de los hogares digitales. 4.2 Módulo Bluetooth rokl01007 El módulo Bluetooth [5] es un módulo de banda base inalámbrico adecuado para comunicaciones de corta distancia lanzado por Ericsson. Tiene alta integración, bajo consumo de energía (la potencia de RF es de 1 mw), admite todos los protocolos Bluetooth y puede integrarse en cualquier dispositivo que requiera funcionalidad Bluetooth. Este módulo incluye 5 módulos funcionales: controlador de banda base, transceptor inalámbrico, memoria flash, módulo de administración de energía y reloj, que pueden proporcionar funciones hasta la capa hci (interfaz de control de host). La estructura de un único módulo Bluetooth se muestra en la Figura 5. 4.3 Composición del hardware de los dispositivos maestro y esclavo La tecnología Bluetooth admite comunicación punto a punto ppp (protocolo punto a punto) y punto a multipunto, conectando múltiples dispositivos Bluetooth en una microred a través de métodos inalámbricos [6]. Cada microrred consta de un maestro y varios esclavos, con un máximo de 7 esclavos. El dispositivo principal es responsable de la ejecución del protocolo de comunicación. La dirección mac está representada por 3 bits. Es decir, se pueden direccionar 8 dispositivos en una red pico (la cantidad de dispositivos conectados entre sí es en realidad ilimitada, pero. Sólo se pueden activar 8 dispositivos al mismo tiempo, 1 de los cuales es el dispositivo maestro y 7 son dispositivos esclavos). Los dispositivos esclavos son controlados por el dispositivo maestro. Todas las unidades del equipo utilizan la misma secuencia de salto de frecuencia. Se utiliza un sensor médico en miniatura con un módulo Bluetooth como dispositivo esclavo y un detector con un módulo Bluetooth en el robot inteligente como dispositivo maestro. El hardware del dispositivo maestro-esclavo incluye principalmente una unidad de antena, un módulo amplificador de potencia, un módulo Bluetooth, un sistema de microprocesador integrado, un circuito de interfaz y algunos circuitos auxiliares. El dispositivo maestro es la parte central de todo Bluetooth. Debe completar la conversión y el intercambio de información entre varios protocolos de comunicación diferentes, así como la función de intercambio de datos con la comunicación externa. También es responsable de la gestión y el control de cada dispositivo esclavo. . 5 Conclusión Con el progreso de la sociedad, el desarrollo económico y la mejora del nivel de vida de las personas, cada vez más personas necesitan servicios de atención médica domiciliaria. El sistema de robot inteligente propuesto en este artículo para servicios de atención médica domiciliaria digital tiene funciones relativamente completas y un gran potencial de mercado para la expansión de aplicaciones en robots domésticos inteligentes, hogares inteligentes basados ​​en tecnología Bluetooth y hospitales digitales. Para obtener más artículos, vaya a Secretarial Talk Network

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