基於Semtech LoRA 長距離無線技術之病患臥床監控方案

生老病死乃人生必經過程,而其中最令人感到害怕的就是生病。在生病過程中與病人最密切的接觸式病床,所以病人所有的動作都會真實的反應到病床上。其中我們可以藉由此類資訊來獲得病人是否感到不舒服,或是病人的行為力是否下降或停止太久了。 可以偵測的方式及類型有很多,例如濕度可以偵測到病人是否流汗、溫度可以偵測到病患是否發燒或是體溫下降。但此處我們提出的方案是使用氣壓sensor 來偵測病患的肢體動作如翻身及移動、或是病人是否還在病床上。

我們在此處提出的方案是使用一片空氣墊或是一組密閉的膠管線連接到氣壓Sensor 上,其優點是使用空氣墊或是膠管有著非導電性及防水性佳的特點。因為氣壓Sensor 為一惠斯登電橋架構,所以我們必須使用一共模式放大器來放大其信號後在送至微處理器處理後經LoRa傳輸到資料收集器後再送至Internet後供醫療人員、看護或是家人監控。

在過去此類資訊大都以有線方式連結感測器,然後將收集到的把資料或是警告以PSTN、Wifi或GSM等方式傳送出去。而現今物聯網的興起可以讓我們開始把周遭的一些物品透過網路互相溝通,這個趨勢可以讓人們以更簡單更可靠的方式來連接網路。但是對於如何延展蒐集器到感測器的這一段路一直是困擾著IOT設計者。而Semtech LoRa長距離無線產品就是符合這一需求,Semtech長距離的無線傳輸技術的優點是在極低耗電下可以提供高達-148dB的靈敏度讓應用可以使用在長距傳輸及高穿透性的傳輸。此點可以確保監測病床的資訊訊息可以確實傳輸到資料收集器再經網路上傳至雲端供監控。

►場景應用圖

►產品實體圖

►展示板照片

►方案方塊圖

►核心技術優勢

① 感測器端 : 以單晶片接收由ADP1132惠斯通電橋網路送來的資料,經轉換成為可判讀的電壓數據後經UART送至LoRa模組發送至空中。 ② 資料接收端 : 由LoRa模組接收到資料後經UART讓單晶片讀到有效數值後以SPI介面經W5100送至Internet。 ③ 網路端 : 把由單晶片送來的API、Sensor ID、Device ID及Co Data送至雲端服務紀錄資料。 ④ 用戶端 : 使用者以電腦或是手機隨時可以上網檢查數據。

►方案規格

① 超長距離,低成本 : 因其Sensitivity 可達-148dB,此點可以讓感測器部件的範圍大幅增加。此點可減少repeater 用量節省成本。 ② 延長使用時間 : 由於待機電流低至2.5uA, 此低耗電特性比起GPRS來可以大大的減少耗電。所以可減小電池體積而增加其感測器待機時間。

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