用于轮椅坐垫表面的温湿度监测器技术领域
本技术属于电子设备与医疗仪器领域。
背景技术
随着生活水平的提高，人们对座椅的舒适度、座椅的保健功能要求也越来越高，关
于座椅舒适度方面的研究已广泛开展，但大多数研究集中于座椅的人体姿态调整和压力承
载分布上，有研究表明，座椅表面的温度也是影响座椅舒适度的另一个重要因素，然而大多
数研究是单一因素对座椅舒适度产生影响的研究。本发明构建了接触面温度、湿度信息实
时采集系统，完成了数据存储，并通过座椅面温湿度传感器布局的优化策略进一步优化传
感器的布放与数量，达到最佳的采集效果。
发明内容
本发明的目的是：提供一种用于轮椅坐垫表面的温湿度监测器。
本发明的技术方案是：1.一种用于轮椅坐垫表面的温湿度监测器，主要结构包括
由微控制器、高性能单片机MEGA328、9个高精度数字式传感器STH21、WIFI无线通信模块、无
线路由器、手机、电池装置组成。本发明提出的监测器其特征在于：微控制器由单片机、WIFI
模块和电池装置组成，由传感器获取温湿度信息。传感器与单片机之间采用简化的单总线
通信方式将数据传输到单片机。单片机通过WIFI通信模块将采集的数据上传到手机中实时
存储和显示，手机对数据进行监测,数据出现异常手机可报警。
所述的对轮椅坐垫表面温湿度传感器布局的优化策略。该策略选取根据人体与轮
椅坐垫接触面的情况采取9个测试点，其分布方法见图1。以轮椅椅背为参照，其中 1号、2
号、3号传感器距离椅背最近并在同一水平线上，1号、3号置于左右两边； 4号、5 号、6号传
感器在轮椅坐垫中间位置并在同一水平线上，4 号、6 号位于左右两边；7 号、8号、9号传感
器距离椅背最远并处于同一水平线上，7 号、9 号位于左右两边。每个传感器之间左右距离
为12厘米，前后距离为10厘米。
所有传感器安放在轮椅表面，通过导线连接到单片机上，单片机、WIFI模块、电池
装置组成一个微控制器电路并安装在右扶手外侧下方，距离右扶手顶端12厘米。
所述的WIFI模块与单片机通过串口通信，手机设备通过无线路由器连接WIFI模
块，可以接收到温湿度数据，并进行实时显示和监测，当数据有异常时手机可报警。可以为
多个轮椅分配不同的IP地址，组成监测网络。
说明书附图：
为了使本发明的目的技术和方案更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细
描述：
图1，轮椅坐垫表面传感器监测装置外观图；
图2，轮椅坐垫表面传感器监测装置结构框图；
图3，轮椅坐垫表面传感器监测装置程序流程图。
具体实施方式：
本发明以本发明为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本设
计的保护范围不限于下述的实施。
一种用于轮椅坐垫表面的温湿度监测器，主要结构包括由微控制器(1)、高性能单
片机MEGA328(2)、9个高精度数字式传感器STH21(7)、WIFI无线通信模块(3)、无线路由器
(4)、手机(5)、电池装置(6)组成。
本发明提出的监测器其特征在于：微控制器(1)由单片机(2)、WIFI模块(3)和电池
装置(6)组成，由传感器(7)获取温湿度信息。传感器(7)与单片机(2)之间采用简化的单总
线通信方式将数据传输到单片机(2)。单片机(2)通过WIFI通信模块(3)将采集的数据上传
到手机(5)中实时存储和显示，手机(5)对数据进行监测,数据出现异常手机(5)可报警。
所述的对轮椅坐垫表面温湿度传感器布局的优化策略。该策略选取根据人体与轮
椅坐垫接触面的情况采取9个测试点，其分布方法见图1。以轮椅椅背为参照，其中 1号、2
号、3号传感器(7)距离椅背最近并在同一水平线上，1号、3号置于左右两边； 4号、5 号、6号
传感器(7)在轮椅坐垫中间位置并在同一水平线上，4号、6号位于左右两边；7号、8号、9号传
感器(7)距离椅背最远并处于同一水平线上，7号、9号位于左右两边。每个传感器(7)之间左
右距离为12厘米，前后距离为10厘米。
所有传感器(7)安放在轮椅表面，通过导线连接到单片机(2)上，单片机(2)、WIFI
模块(3)、电池装置(6)组成一个微控制器(1)电路并安装在右扶手外侧下方，距离右扶手顶
端12厘米。
所述的WIFI模块(3)与单片机(2)通过串口通信，手机(5)设备通过无线路由器(4)
连接WIFI模块(3)，可以接收到温湿度数据，并进行实时显示和监测，当数据有异常时手机
(5)可报警。可以为多个轮椅分配不同的IP地址，组成监测网络。
本发明主要结构包括由微控制器、高性能单片机MEGA328、9个高精度数字式传感
器STH21、WIFI无线通信模块、无线路由器、手机、电池装置组成。其中微控制器由单片机、
WIFI模块和电池装置组成。
本发明中传感器与单片机之间采用简化的单总线通信方式。单总线即只有一根数
据线，系统中的数据交换、控制均由数据线完成。单总线通常要求外接一个约为4.7k的上拉
电阻，这样，当总线闲置时，其状态为高电平。传感器中DATA线用于单片机与传感器之间的
通讯和同步，一次传送40位数据，数据格式：40bit数据=湿度高8位+湿度低8位+温度高8位+
温度低8位+8位校验码。
本发明中通过单片机与传感器之间通信程序的设计实现对9个传感器信息的读
取。程序开始后，给传感器进行上电初始化，然后进行延时等待，以越过传感器不稳定的状
态。待传感器稳定后，给传感器发送起始信号，通知某个传感器可以开始上传数据，然后释
放总线，等待接收到相应的传感器发送的应答信号。接收到应答信号后，开始读取一个传感
器上传上来的40位数据，接收完数据后根据数据结构进行数据校验。然后等待，读取下一个
传感器的温湿度信息，进而完成9通道的数据采集。如果数据校验正确，就将接收到的数据
通过WIFI模块上传到手机上。WIFI模块通过路由器与手机进行连接。
本发明中手机将接收到的数据进行存储和显示，并对数据进行监测，当数据出现
异常时会自动报警。每组监测器可以设定唯一的IP地址，可以通过路由器连接多组监测器，
组成一个局域网。手机可访问所有监测器，并对其数据进行读取、显示和监测报警。