基于STM32 网关机架构下之Semtech LoRa 技术病患生理状态监测系统

现今社会在科技不断进步下人们的寿命比过去来得长许多,而护理人员的繁重工作及排班下也出现了护理人员的断层。除此之外,有需多的独居老人或重症患者皆需要有人可以随时监控其生理现象。此等需求将造成人力及金钱上的耗费。

对于此等应用,因其所监控的数量不需太大。大约在20~50节点数,所以并不需要可以处理上千节点的高价多任务式的网关机。所以在此处我们提出一个基于ST Micro 32MCU架构下的TDMA分时多任务式网关机,在此架构下可以提供一高性价比供小型医院或养老院等导入。

【展示板照片】

展示板照片(正面)

【方案方块图】

方案方块图

【系统功能】

① 传感器端 : 以STM32151处理器接收由SPO2 Pulse Oximetry sensor送来的心跳及血氧数据,并转换单位为可判读的数据后经UART送至LoRa模块发送至空中。

② 数据接收端 : 由LoRa模块接收到数据后经SPI让单芯片读取有效节点数据后以USB送至PC端显示数据于UI。

③ 网络端 : 把由单芯片送来的节点数据、心跳数、血氧数值在经PC以以太网送至云端数据库。

④ 客户端 : 管理者可以于计算机上监控病患或人员生理状态,或是另外以手机随时上网检查数据。

【方案特性】

① STM32L 系列为在Cortex-M3的低功耗条件下,STM32L还引进了独特的节能技术,即以意法半导体130nm制程的EnergyLite超低功耗产品平台为基础,可实现超低漏电流特性。此外该平台整合了意法低功耗闪存,并支持直接内存(DMA),由于采用优化的节能架构,能在应用系统作业过程中关闭闪存和CPU,外围设备仍可保持作业状态,让产品的性能、功能及电池寿命达到优化的状态。

② LoRa技术具超长距离,低成本 : 因其Sensitivity 可达-148dB,此点可以让传感器部件的范围大幅增加。此点可减少repeater 用量节省成本。另可延长使用时间 : 由于待机电流低至2.5uA, 此低耗电特性比起GPRS来可以大大的减少耗电。所以可减小电池体积而增加其传感器待机时间。

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