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基於物聯網的智能醫護系統2020年的新型冠狀肺炎病毒爆發給全國乃至全世界都造成了極大的影響，醫院作為疫情防控第一線，承擔着極大的責任與風險，尤其是醫院內的醫護人員，長期處於高負荷工作狀態，不論是其生理還是心理都承擔着巨大的壓力。於此同時，醫院內由於醫患接觸而導致醫護人員死亡的案例屢見不鮮，因此，在未來一種能夠減少醫患接觸、減輕醫護工作強度的醫療輔助機器人必不可少。

二、設計目標

本文主要設計與研製了一種模塊化設計的自定位醫護機器人系統。該系統通過LABVIEW編寫的上位機實現對病房環境數據的監測以及響應病人的呼叫等功能。該機器人能夠通過上位機的指令自主運動並準確無誤的到達指定位置，代替醫生護士進行查房送藥。該系統還結合了攝像頭、OPENMV等實現了掃描健康碼、無接觸測體溫、採集來訪人員信息的輔助醫護功能，極大減輕醫護人員的負擔，減少因與病患接觸而導致的病毒感染。

三、應用前景及應用價值

對於中國醫護人員的人手不夠，長期作業的現狀，無論是現在還是未來，都存在較大的缺口。該系統與機器人可以有效減輕社會醫護人手不足的壓力，在一定程度上可以代替人力來彌補市場上的不足。

醫療機器人是全球機器人和醫療器械領域的新興發展方向，是各國競爭投入和角逐的重要科技制高點。醫療機器人有着明顯的高技術、高門檻、高附加值特徵，對醫療手術、康復醫學、健康管理、醫院服務等方面都有革命性影響。

目前，醫療機器人在我國醫療領域的普及率處於較低水平。在政策利好、老齡化加劇、消費群體增加和產業化發展提速等綜合因素影響下，中國醫療機器人市場將高速發展。

醫療機器人具有減少誤差、更具安全性、實現全面護理以及起到降低人力資源的作用，而且機器程序可以設定，耐心、細心以及生理疲憊等方面相比傳統醫護人員來說具備很大優勢

運用智能化管理，無論是醫護人員，患者，還是來訪者，都能在一定程度上得到較好的體驗。該設計的機器人採用了上下位機及模塊化的設計，上位機為工作人員的電腦，可以實現遠程監控功能，並可控制機器人完成相應任務；下位機分為輔助防疫模塊、病房監控模塊和運動控制三大功能模塊，各模塊均以STM32單片機作為核心，結合各傳感器、控制電機、數字舵機等，可實現病人信息實時採集、病房信息實時採集、遠程呼叫、機器人快速移動、準確配送、上下位機無線通信的功能。結合攝像頭、OPENMV紅外測溫，心跳傳感器等功能的輔助抗疫功能，可以極大減輕醫護人員的負擔，減少因與病患接觸而導致的病毒感染。

從應用角度來講，我國醫療機器人的應用需求在不斷增加，主要的康復機器人已被廣泛應用。而且，在手術機器人、康復機器人的基礎上，進一步研發了物流、配藥、採血、膠囊等多種類型的輔助機器人和服務機器人。

未來50年內，醫療機器人的市場規模會比汽車機器人更大。

四、技術方案

本文設計的醫護機器人實現以下功能：

（1）機器人能夠通過LABVIEW編寫的上位機系統實現對病房環境數據的監測以及響應病人的呼叫等功能。

（2）該機器人能夠通過電機以及避障模塊自主運動並準確無誤的到達指定位置，並且能夠通過加裝的升降台以及舵機代替醫生護士進行查房送藥。

（3）結合攝像頭、OPENMV等模塊實現掃描健康碼、無接觸測體溫、採集來訪人員信息的輔助醫護功能，減輕醫護人員的負擔，減少因與病患接觸而導致的病毒感染。

整個系統由上位機系統、輔助醫護模塊、病房環境監控系統和機器人控制系統四部分組成。其中，上位機系統能夠對各個模塊進行訪問和監控，用戶可以在上位機上查詢各個模塊傳回的信息，並根據自身及病人需求對下位機發送控制命令使其完成任務。輔助醫護模塊可通過紅外測溫傳感器完成溫度的測量，通過OPENMV掃描健康碼獲取居民身份信息和身體健康信息，通過USB攝像頭獲得受檢人員的相貌截圖。病房監控系統可將採集病房的環境數據發送至上位機，並且病人可通過呼叫模塊遠程向醫護人員求助。機器人控制系統可根據上位機發送的控制指令及避障傳感器的信息控制舵機、升降台和電機等完成測溫、送餐、送藥等功能。此外，各模塊均設有無線傳輸功能，可與上位機獨立通信，病房溫度信息、病人體溫、圖像等信息均可通過無線傳輸至上位機監控界面，以便醫護人員查詢相關信息。

五、關鍵技術

nRF24L01無線傳輸

nRF24.L01是一款新型單片射頻收發器件，工作於2.4GHz～2.5GHzISM頻段。內置頻率合成器、功率放大器、晶體振盪器、調製器等功能模塊，並融合了增強型ShockBurst技術，其中輸出功率和通信頻道可通過程序進行配置。nRF24L01功耗低，在以-6dBm的功率發射時，工作電流也只有9mA;接收時，工作電流只有12.3mA，多種低功率工作模式，工作在100mw時電流為160mA，在數據傳輸方面實現相對WiFi距離更遠，但傳輸數據量不如WiFi（掉電模式和空閒模式）使節能設計更方便。

本設計選擇它作為網絡之間的連線，因為其有着性能好功耗低穩定性強並且成本低的特性。可以以上位機作為主要端口，形成一對多或者多對多的網絡通訊。