感測器解決方案:照顧老年人的一個重要因素

　　世界上許多國家的社會都在老齡化。年輕男性和女性第一次加入職場的比例比那些久坐不動的人要少，不幸的是，這對許多人來說是一段讓人衰弱的時期。老齡化是一場我們最終都會失去的戰鬥，但潛在的問題是:少數人如何能在享受富有成效的生活的同時照顧好許多人呢?

　　人類不會讓我們的老人漂浮在冰山上，所以照顧他們是唯一的選擇。然而，諸如痴獃等疾病的急劇增加，以及類似的條件降低了人們照顧自己的能力，使問題更加嚴重。只有兩種選擇:要麼更多的人監控這些患者，要麼技術讓更少的人更有效地監控更多的數字。

　　本文著眼於基於感測器的設計方法和可能用於監視和保護老年人的可能的體系結構解決方案。這裡所引用的所有部件和信息都可在電子鑰匙網站上找到。

獨立生活

　　展望未來科技將會對我們老年人的生活質量產生很大的影響，特別是對於那些能夠獨自生活或不會自願進入輔助生活設施的人來說。一個故障檢測感測器是一個很好的例子，它可以通過快速召喚幫助摔倒的人來挽救生命，特別是當緊急呼叫按鈕失效的時候，因為受害者失去了意識，或者沒有移動的能力。手機、智能手機和平板電腦的廣泛使用，導致了可靠的、低成本的多軸加速計，用於老年人護理設備。舉個例子，從STMicroelectronics的3軸mems的FC30TR。這個小的，表面上的重力引用的14針部件具有高衝擊的生存能力，並且提供了正交的6位置三維感測。它非常適合用於故障探測感測器。

　　FC30TR在這方面的一個特別有趣的方面是，如何對低功率、混合信號的嵌入式處理器進行交互，從而簡化了對豎向和橫向變化的中斷。一個3位的真像表的界面顯示了6個相對位置的運動，這些變化都與重力有關(圖1)。這讓一個微控制器休眠，耗散更少的能量直到需要。該部分還可以作為一個tap檢測器，作為一個集成解決方案的一部分，作為緊急呼叫按鈕的雙重功能。

　　重力為常數參考，3軸檢測可用於指示墜落。

　　圖1:重力為常數參考，3軸檢測可以用來表示下降。

　　類似的部件可從飛思卡爾(MMA8652FCR1)和模擬設備(ADXL343BCCZ)中獲得;兩者都是小型的、低功率的、低成本的三軸加速器，以I2C和SPI等串列匯流排作為連接方式。

　　模擬設備部分是值得注意的，因為它的狀態寄存器中有一個「自由落體」位，如果一個自由落體狀態被檢測到的時間比預先確定的(和可編程的)時間閾值更長，那麼它就可以訪問中斷。狀態寄存器中的一個類似的位也可以作為一個tap檢測器，為單級和雙tap檢測提供中斷(圖2)。

　　單和雙tap檢測可以讓同樣的故障檢測感測器加倍作為緊急呼叫按鈕，提供更完整的解決方案。

　　圖2:單和雙tap檢測可以讓同樣的故障檢測感測器加倍作為緊急呼叫按鈕，提供更完整的解決方案。

　　為了在快速學習和開發過程中使用加速計，諸如「Parallax 28028」和「ST STEVAL-IDI003V2, Mikroelectronika

旅遊熱

　　那些在記憶中失憶的老年人有時會走神，有時甚至會離開他們的家(甚至是一個輔助的生活設施)，而不知道他們在哪裡。

　　在規定的空間內，一些技術可以提供一個可行的解決方案。例如，在腕帶中簡單的RFID標籤可以指示某人何時越過了門檻。這是一種低成本的、廣泛部署的技術，這些技術多年來一直被用作防盜技術。

　　RFID最大的吸引力之一是，實際的RFID標籤不需要電源。讀取甚至寫入標籤所需的所有能量都來自RFID閱讀器。像加速計，RFID演示，評估，和學習工具包都可以從數字關鍵。

　　RF應答器標籤只能讀取(第一代)最低成本，或讀/寫(第2代，例如Avery Denison

600465)，允許每個手環能夠實時更新特定患者的信息。Avery Denison還提供了一個很好的RFID產品培訓模塊來輔助開發。

　　在已知的和受控的設施之外，找到並跟蹤一個在霧中遊盪的人的唯一方法是通過一個通信網。模塊化的解決方案是最好的解決時間的問題，特別是在國家和國際標準的問題上。GSM、EDGE和GPRS無線模塊可以用於試驗和可行性測試，但最終設計和證明你自己的設計使用單片機，手機收發器ICs可能是最經濟的解決方案。

　　在此，可以在並行工程設計周期中從模塊化到離散化的過程中使用像LMS6002D現場可編程射頻(FP-RF)收發集成電路的部分。這個外圍的手機晶元可以連接到你的嵌入式進程中，提供一個點對點位置的全局連接，或者作為一個基於雲的聚合器來驗證跟蹤的個人的位置和狀態。一個石灰微系統訓練模塊和一個評估試劑盒(指定的肉豆蔻)都是可用的。

　　像開發工具包和單元連接到物聯網的評估單元這樣的資源可以允許並行設計技術將時間最小化，同時降低最終成本。

　　圖3:像開發工具包和單元連接到物聯網的評估單元這樣的資源可以允許並發的設計技術將時間降到最低，並降低最終的成本。

　　重要的是要注意，不僅僅是地點感興趣。醫療設備可能需要與遠程伺服器進行通信，以便實時進行醫療報告，並允許醫生操作藥物的輸注、調整心率和檢測冠狀動脈事件。在這裡，使用蜂窩服務可以提供最高級別的連接。

　　但是，如果不需要關鍵的基於時間的功能，那麼可以選擇Wi-Fi。有了許多可用的Wi-Fi熱點，低成本的解決方案將是基於嵌入式的基於感測器的系統，以這種方式搜索開放鏈接和報告。此解決方案還將取消昂貴的訂閱，以使其不需要使用活躍的移動服務。

　　Wi-Fi還可以通過兩種方式來定位一個流浪的人。第一種方式是報告模式:當感知到一個打開的鏈接時，設備會通過一條消息。鏈接路線指明了起源，因此監控服務可以定位甚至重新創建一個人的行蹤的歷史地圖。第二種方式是轉發器模式。在這裡，一個手持跟蹤器可以與搜索團隊一起被攜帶，以找到響應信號來自哪裡。

　　像這個拼圖的其他關鍵部分一樣，Wi-Fi模塊和Wi-Fi晶元也很容易被工程師們使用，就像Wi-Fi開發套件一樣。並行工程技術可以在從模塊過渡到完成設計時使用，如果你調查，你會發現許多單片機的無線收發器製造商為Wi-Fi堆棧提供源代碼，提供一個成本和時間有效的解決方案。

總之

　　雖然我們不能逆轉衰老，但我們都可以安全地衰老，並在我們需要的時候給予我們最好的照顧。正如我們在本文中所討論的，基於感測器的設計解決方案，特別是在使用高效的無線通信手段時，將使我們能夠在沒有不可控制的人力和經濟負擔的情況下做到這一點。