2 系统硬件设计
系统硬件包括电源模块设计、PIC单片机主控板电路设计、按键设计、LCD显示设计、传感器／变送器电路设计、语音电路设计、GSM通信模块电路设计和外围驱动执行机构电路设计等。
2．1 单片机芯片选择
由于单片机与GSM通信模块（TC35i）之间通过串口通信，考虑到今后还需要与ZigBee模块进行串口通信，所以需要具有至少两个串口的MCU；系统需要采集风温、水温等总共10路检测参数；在大小便结束后进行的温水冲洗和暖风烘干过程中，还需要用到多个定时器；需要通过PWM方式控制电机转速。综合考虑上述要求，本系统选用Microehip（微星）公司的PIC18F877K22单片机，其内部集成4KB SRAM，128KB EPROM，69位I／O，2个增强型EUSART，24路12位A／D转换器，5个16位定时器，7个CCP模块和3个ECCP模块，其资源完全满足系统需要。
2．2传感器／变送器接口设计
护理机用到的传感器包括风温、水温、水流量、大小便检测、收集桶位置、收集桶脏物上限位置、清水桶液位下限位置等参数的检测。其中大便采用红外光传输原理，结合大便成分对红外光吸收及隔断机理来判断是否有大便排出；小便则通过分析小便对收集座部位电容量的改变判断是否有小便排出，这些传感器是旭日清洁器械有限公司专门开发的非接触式大小便检测传感器。风温、水温传感器采用新型热敏电阻PT3M-K51F-BLT1传感器，既适合于测量风温，又适合测量水温。收集桶内脏物位置检测传感器有两个，一个是“高位置”检测传感器，另一个是“极限位置”检测传感器，当脏物位置达到“极限位置”报警时，系统自动停止对大小便的处理，防止脏物溢出。主要的传感器接口电路如图2所示。
2．3 语音接口电路设计
当出现报警时需要有相应的语音提示，语音部分采用了专门的语音处理芯片WT588D-20SS，该芯片功能强大、方便易用。此外，还设置了专门的存储器TS25L-16AP，它具有16M NOR Flash，通过与语音芯片配合，可以很好地完成语音提示功能。
2．4 液晶和键盘接口电路设计
为满足护理机手动控制需要，设计了专用的键盘，此键盘与CPU接口采用8位I／O线并口输入输出方式。LCD显示采用RT12864图形点阵型液晶显示模块，可方便实现检测参数和控制参数的实时显示。
2．5 GSM通信模块电路接口设计
2．5．1 TC35i模块介绍
TC35i模块是一个支持短消息服务（SMS）、数据通信和语音通信功能的工业级GSM模块，由供电部分、GSM基带处理器、FLASH闪存、射频部分、天线和ZIF（零插拔力）连接器等组成（图4）。基带处理器是TC35i的核心，主要处理GSM终端内的语音和数据信号，并涵盖了蜂窝射频设备中的所有模拟和数字功能。TC35i模块有40个引脚，通过一个ZIF连接器引出。这40个引脚按功能划分为5类，即电源、数据输入／输出、SIM卡、音频接口和控制。