一种基于人员定位技术的养老机构智能预警系统的制作方法
一种基于人员定位技术的养老机构智能预警系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设计一种养老机构智能预警系统，尤其是一种基于无线人员定位技术的养 老机构智能预警系统。
【背景技术】
[0002] 当前，我国人口老龄化问题日趋严重，为应对人口老龄化带来的挑战，我国政府制 定了许多事关养老的政策：国务院在《中国老龄事业发展"十二五"规划》中明确指出"推进 养老机构的信息化建设"，在《社会养老服务体系建设规划（2011-2015)》中再次强调提高社 会养老服务装备水平，鼓励研发养老护理专业设备、辅具，加强养老服务信息化建设，依托 现代技术手段，为老年人提供高效便捷的服务促进养老事业健康有序地发展。
[0003] 目前，国内大部分养老机构主要使用传统的、完全依赖人工的管理和服务模式，缺 乏高效的服务装备，在提供服务的过程中出现了各种各样的问题，如突发状况无法及时处 理，智障老人走失现象普遍，日常护理不到位，护理人员缺失等等。这些问题不仅使得护理 对象的切身利益无法得到保障，也造成了诸多的社会问题。
[0004] 本发明基于物联网中的无线人员定位技术，并通过无线传感器网络实现信息传 输，是面向养老机构的智能预警系统。本发明为养老机构提供基于精确位置的突发事件事 前预警，实时报警，主动报警等服务，降低日常生活中的各类风险，保证护理对象良好的生 活状态，保障养老机构内护理对象的安全与利益。
【发明内容】
[0005] 本发明是面向养老机构的智能预警系统，系统软件安装于监控中心，系统定位基 站安装于监测区域，定位对象(包括护理对象和护工等）佩戴系统移动定位终端，其主要功 能如下： 1.对定位对象进行实时区域定位，能实时监测特定区域内的定位对象。
[0006] 2.进入报警：特定人员在进入特定区域后，系统自动进行声光报警。
[0007] 3.滞留报警：特定人员在特定人员滞留时间超过一定长度时，系统自动进行报 警，同时将报警信息推送给相应的护工或负责人。
[0008] 4.主动报警：护理对象佩戴的定位终端包含主动报警按键，护理对象可以进行主 动报警，系统将报警信息推送给护工或负责人。
[0009] 5.对历史报警信息进行查询统计，支持数据分析，数据导出等。
【附图说明】
[0010] 图1是本发明的硬件结构图。
[0011] 图2是本发明的软件系统结构框图。
[0012] 图3是系统报警工作示意图。
[0013] 图4是系统定位基站原理图。
[0014] 图5是系统移动终端原理图。
[0015] 图6是系统定位原理图 图7是系统核心定位算法流程图。
[0016] 图8是系统网络拓扑图。
[0017] 图9是系统软件框架图。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0019] 如图1、图2所示，本发明主要包括：安装于监控中心计算机上的系统软件、连接于 监控中心计算机上的无线网络中心协调器和SMS信息发送设备、安装于监测区域的无线定 位基站、安装于特定区域的声光报警器、定位对象佩戴的移动定位终端。报警信息通过中心 协调器传送给监控中心计算机，再由监控中心的系统软件进行推送。
[0020] 如图3所示，当系统触发"进入报警"时，监控中心发送指令给相应区域的定位基 站，触发声光报警器进行报警。当系统触发"滞留报警"或发生"主动报警"时，监控中心自 动发送指令给特定的护工，触发护工所佩戴移动终端的蜂鸣报警，同时自动发送SMS信息 至特定对象(护工、负责人或机构领导）的手机上。其中，该SMS信息包含报警区域、报警对 象、报警时间等内容。待护工确认并处理报警情况后，通过"报警解除"按键向系统发送解 除报警请求，系统自动记录报警处理人员、报警处理时间等内容。
[0021] 具体实施例如下。
[0022] 系统定位基站设计 如图4所示，系统基站系 统移动终端设计 如图5所不，系统移动终端 系统定位算法设计 系统为每个基站和移动终端设置唯一编号，基站编号对应地理位置信息，移动终端编 号对应佩戴者身份信息。移动终端周期性地发送包含时间戳的广播消息，基站接收到广播 消息后，检测该消息的信号强度，并将其对应的终端编号信息、时间戳、信号强度以及基站 自身的编号信息封装，然后通过中心协调器传递给上位机，上位机系统通过提取基站编号 及终端编号，将相关的地理位置信息与人员信息结合。
[0023] 系统定位过程如图6所示，对于终端a和b，基站AB分别独自检测到其广播消息， 因此系统可判定终端a处于A区域，终端b处于B区域。对于终端c，由于基站A和B均检 测到其广播消息，因此系统需要根据实际情况，采用合适的算法进行位置判定，确定c的实 际区域。
[0024] 在实际应用中，考虑到天气状况、人员移动、信号遮挡等因素，系统设计了时间阈 值算法，当且仅当移动终端被同一基站持续检测的时间超过特定时间阈值的情况下，才接 受基站位置为移动终端的当前位置。该算法的工作流程如图7所示，系统为每一个移动终 端维护一个缓存状态，其中存储了的当前状态信息，包含所处位置的基站编 号明_€1^11:和时间戮.系统接收到关于的广播消息时，选取彳目号强度最大的消息 (包含位直叫-nsw和时间戮『〇151￥ )进彳丁判定，通过判断MT{被同一基站检测的时间是否 超过阈值确定是否更新的位置信息。本系统设计的定位算法中，设置不同的时 间阈值可以调整系统定位的实时性和准确度。在本系统应用的养老机构中，根据老人的移 动速度、运动习惯以及基站间距等因素，阈值设置为3- 5秒。
[0025] 系统网络拓扑设计 如图8所示，系统网络拓扑采用树状结构。基站可以直接与协调器通信，也可以作为路 由转发报文。基站接受移动终端的定位信息之后，提取其中的定位信息并在通信模块中封 装成为新的消息，继而发送给路由基站或协调器。
[0026] 系统通过基站通信实现多种报警功能。基站发送的终端定位信息包含时间戳，系 统可根据不同的时间戳计算移动终端在同一基站的滞留时间，触发滞留报警。系统可以预 设人员与位置信息的匹配作为进入报警条件，一旦监控中心收到的定位信息中匹配到特定 位置及相关人员，便自动触发进入报警。此外，护理对象按下主动报警按键时，终端发送报 警消息最近的基站，基站接到报警消息后立即转发给协调器，由监控中心系统做出判断并 做出相应处理。
[0027] 系统SMS发送设备及声光报警器 本发明的SMS发送设备及声光报警装置均采用通用类型设备，其中SMS发送设备由监 控中心直接控制，支持SMS信息发送。声光报警装置与报警区域的定位基站直接连接，监控 中心发送开关量信号控制，通过灯光和声音进行报警。
[0028] 系统软件设计框架 如图9示，系统软件包含人员定位子系统、通信子系统、预警子系统、养老机构业务子系 统以及数据管理子系统。人员定位子系统主要负责人员定位的实现，通信子系统主要负责定 位及报警消息的传输，预警子系统负责自动触发报警并跟进后续工作，养老机构业务子系统 完成养老机构日常管理中的信息化管理，如老人入院、出院、配餐等，数据管理子系统负责整 个系统数据的生成、管理及记录。
【主权项】
1. 一种基于人员定位技术的养老机构智能预警系统，其特征包括：系统软件安装于监 控中心计算机上、无线网络中心协调器和SMS信息发送设备连接于监控中心计算机上、无 线定位基站安装于监测区域、声光报警器安装于特定区域、定位对象佩戴移动定位终端。2. 如权利要求1所述养老机构智能预警系统，其特征是，通过系统软件设置，当特定对 象进入特定区域时，系统自动触发"进入报警"，该对象所在区域的定位基站发送报警信息 至监控中心，监控中心发送"进入报警"指令给相应区域的定位基站，触发声光报警器进行 报警。3. 如权利要求1所述养老机构智能预警系统，其特征是，通过系统软件设置，当特定人 员在特定区域停留时间超越系统预设时间阈值时，系统自动触发"滞留报警"，该对象所在 区域的定位基站发送报警信息至监控中心，监控中心自动发送指令给特定的护工，触发护 工所佩戴移动终端的蜂鸣报警，同时自动发送SMS信息至特定对象(系统预设）的手机上。4. 如权利要求1所述养老机构智能预警系统，其特征是，通过系统软件设置，当护理对 象按下移动终端上的"主动报警"按键时，系统触发"主动报警"，该对象所在区域的定位基 站发送报警信息至监控中心，监控中心自动发送指令给特定的护工，触发护工所佩戴移动 终端的蜂鸣报警，同时自动发送SMS信息至特定对象(系统预设）的手机上。5. 如权利要求1所述养老机构智能预警系统，如权利要求1所述养老机构智能预警系 统，其特征是，人员定位完全采用本发明说明书中所述的定位算法，采用信号强度及时间阈 值方法确定定位结果。
【专利摘要】本发明设计一种基于无线人员定位技术的养老机构智能预警系统，其包括：本发明主要包括：监控中心系统软件、无线网络中心协调器、无线定位基站、移动定位终端、SMS信息发送设备、声光报警器。可以实现基于人员位置的“禁入报警”“滞留报警”“主动报警”等功能，报警信息通过中心协调器传送给监控中心，再由监控中心通过系统软件进行推送。本发明的优点是：报警定位准确，报警及时有效，报警手段多样，支持报警历史数据分析，为养老机构中的护理对象提供智能预警及定制化服务，保障其切身利益。有效控制养老机构的风险，极大提高其管理效率。
【IPC分类】G08B25/00, G08B21/02
【公开号】CN104900003
【申请号】CN201410075837
【发明人】不公告发明人
【申请人】无锡中科西北星科技有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2014年3月4日
【技术领域】
[0001] 本发明设计一种养老机构智能预警系统，尤其是一种基于无线人员定位技术的养 老机构智能预警系统。
【背景技术】
[0002] 当前，我国人口老龄化问题日趋严重，为应对人口老龄化带来的挑战，我国政府制 定了许多事关养老的政策：国务院在《中国老龄事业发展"十二五"规划》中明确指出"推进 养老机构的信息化建设"，在《社会养老服务体系建设规划（2011-2015)》中再次强调提高社 会养老服务装备水平，鼓励研发养老护理专业设备、辅具，加强养老服务信息化建设，依托 现代技术手段，为老年人提供高效便捷的服务促进养老事业健康有序地发展。
[0003] 目前，国内大部分养老机构主要使用传统的、完全依赖人工的管理和服务模式，缺 乏高效的服务装备，在提供服务的过程中出现了各种各样的问题，如突发状况无法及时处 理，智障老人走失现象普遍，日常护理不到位，护理人员缺失等等。这些问题不仅使得护理 对象的切身利益无法得到保障，也造成了诸多的社会问题。
[0004] 本发明基于物联网中的无线人员定位技术，并通过无线传感器网络实现信息传 输，是面向养老机构的智能预警系统。本发明为养老机构提供基于精确位置的突发事件事 前预警，实时报警，主动报警等服务，降低日常生活中的各类风险，保证护理对象良好的生 活状态，保障养老机构内护理对象的安全与利益。
【发明内容】
[0005] 本发明是面向养老机构的智能预警系统，系统软件安装于监控中心，系统定位基 站安装于监测区域，定位对象(包括护理对象和护工等）佩戴系统移动定位终端，其主要功 能如下： 1.对定位对象进行实时区域定位，能实时监测特定区域内的定位对象。
[0006] 2.进入报警：特定人员在进入特定区域后，系统自动进行声光报警。
[0007] 3.滞留报警：特定人员在特定人员滞留时间超过一定长度时，系统自动进行报 警，同时将报警信息推送给相应的护工或负责人。
[0008] 4.主动报警：护理对象佩戴的定位终端包含主动报警按键，护理对象可以进行主 动报警，系统将报警信息推送给护工或负责人。
[0009] 5.对历史报警信息进行查询统计，支持数据分析，数据导出等。
【附图说明】
[0010] 图1是本发明的硬件结构图。
[0011] 图2是本发明的软件系统结构框图。
[0012] 图3是系统报警工作示意图。
[0013] 图4是系统定位基站原理图。
[0014] 图5是系统移动终端原理图。
[0015] 图6是系统定位原理图 图7是系统核心定位算法流程图。
[0016] 图8是系统网络拓扑图。
[0017] 图9是系统软件框架图。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0019] 如图1、图2所示，本发明主要包括：安装于监控中心计算机上的系统软件、连接于 监控中心计算机上的无线网络中心协调器和SMS信息发送设备、安装于监测区域的无线定 位基站、安装于特定区域的声光报警器、定位对象佩戴的移动定位终端。报警信息通过中心 协调器传送给监控中心计算机，再由监控中心的系统软件进行推送。
[0020] 如图3所示，当系统触发"进入报警"时，监控中心发送指令给相应区域的定位基 站，触发声光报警器进行报警。当系统触发"滞留报警"或发生"主动报警"时，监控中心自 动发送指令给特定的护工，触发护工所佩戴移动终端的蜂鸣报警，同时自动发送SMS信息 至特定对象(护工、负责人或机构领导）的手机上。其中，该SMS信息包含报警区域、报警对 象、报警时间等内容。待护工确认并处理报警情况后，通过"报警解除"按键向系统发送解 除报警请求，系统自动记录报警处理人员、报警处理时间等内容。
[0021] 具体实施例如下。
[0022] 系统定位基站设计 如图4所示，系统基站系 统移动终端设计 如图5所不，系统移动终端 系统定位算法设计 系统为每个基站和移动终端设置唯一编号，基站编号对应地理位置信息，移动终端编 号对应佩戴者身份信息。移动终端周期性地发送包含时间戳的广播消息，基站接收到广播 消息后，检测该消息的信号强度，并将其对应的终端编号信息、时间戳、信号强度以及基站 自身的编号信息封装，然后通过中心协调器传递给上位机，上位机系统通过提取基站编号 及终端编号，将相关的地理位置信息与人员信息结合。
[0023] 系统定位过程如图6所示，对于终端a和b，基站AB分别独自检测到其广播消息， 因此系统可判定终端a处于A区域，终端b处于B区域。对于终端c，由于基站A和B均检 测到其广播消息，因此系统需要根据实际情况，采用合适的算法进行位置判定，确定c的实 际区域。
[0024] 在实际应用中，考虑到天气状况、人员移动、信号遮挡等因素，系统设计了时间阈 值算法，当且仅当移动终端被同一基站持续检测的时间超过特定时间阈值的情况下，才接 受基站位置为移动终端的当前位置。该算法的工作流程如图7所示，系统为每一个移动终 端维护一个缓存状态，其中存储了的当前状态信息，包含所处位置的基站编 号明_€1^11:和时间戮.系统接收到关于的广播消息时，选取彳目号强度最大的消息 (包含位直叫-nsw和时间戮『〇151￥ )进彳丁判定，通过判断MT{被同一基站检测的时间是否 超过阈值确定是否更新的位置信息。本系统设计的定位算法中，设置不同的时 间阈值可以调整系统定位的实时性和准确度。在本系统应用的养老机构中，根据老人的移 动速度、运动习惯以及基站间距等因素，阈值设置为3- 5秒。
[0025] 系统网络拓扑设计 如图8所示，系统网络拓扑采用树状结构。基站可以直接与协调器通信，也可以作为路 由转发报文。基站接受移动终端的定位信息之后，提取其中的定位信息并在通信模块中封 装成为新的消息，继而发送给路由基站或协调器。
[0026] 系统通过基站通信实现多种报警功能。基站发送的终端定位信息包含时间戳，系 统可根据不同的时间戳计算移动终端在同一基站的滞留时间，触发滞留报警。系统可以预 设人员与位置信息的匹配作为进入报警条件，一旦监控中心收到的定位信息中匹配到特定 位置及相关人员，便自动触发进入报警。此外，护理对象按下主动报警按键时，终端发送报 警消息最近的基站，基站接到报警消息后立即转发给协调器，由监控中心系统做出判断并 做出相应处理。
[0027] 系统SMS发送设备及声光报警器 本发明的SMS发送设备及声光报警装置均采用通用类型设备，其中SMS发送设备由监 控中心直接控制，支持SMS信息发送。声光报警装置与报警区域的定位基站直接连接，监控 中心发送开关量信号控制，通过灯光和声音进行报警。
[0028] 系统软件设计框架 如图9示，系统软件包含人员定位子系统、通信子系统、预警子系统、养老机构业务子系 统以及数据管理子系统。人员定位子系统主要负责人员定位的实现，通信子系统主要负责定 位及报警消息的传输，预警子系统负责自动触发报警并跟进后续工作，养老机构业务子系统 完成养老机构日常管理中的信息化管理，如老人入院、出院、配餐等，数据管理子系统负责整 个系统数据的生成、管理及记录。
【主权项】
1. 一种基于人员定位技术的养老机构智能预警系统，其特征包括：系统软件安装于监 控中心计算机上、无线网络中心协调器和SMS信息发送设备连接于监控中心计算机上、无 线定位基站安装于监测区域、声光报警器安装于特定区域、定位对象佩戴移动定位终端。2. 如权利要求1所述养老机构智能预警系统，其特征是，通过系统软件设置，当特定对 象进入特定区域时，系统自动触发"进入报警"，该对象所在区域的定位基站发送报警信息 至监控中心，监控中心发送"进入报警"指令给相应区域的定位基站，触发声光报警器进行 报警。3. 如权利要求1所述养老机构智能预警系统，其特征是，通过系统软件设置，当特定人 员在特定区域停留时间超越系统预设时间阈值时，系统自动触发"滞留报警"，该对象所在 区域的定位基站发送报警信息至监控中心，监控中心自动发送指令给特定的护工，触发护 工所佩戴移动终端的蜂鸣报警，同时自动发送SMS信息至特定对象(系统预设）的手机上。4. 如权利要求1所述养老机构智能预警系统，其特征是，通过系统软件设置，当护理对 象按下移动终端上的"主动报警"按键时，系统触发"主动报警"，该对象所在区域的定位基 站发送报警信息至监控中心，监控中心自动发送指令给特定的护工，触发护工所佩戴移动 终端的蜂鸣报警，同时自动发送SMS信息至特定对象(系统预设）的手机上。5. 如权利要求1所述养老机构智能预警系统，如权利要求1所述养老机构智能预警系 统，其特征是，人员定位完全采用本发明说明书中所述的定位算法，采用信号强度及时间阈 值方法确定定位结果。
【专利摘要】本发明设计一种基于无线人员定位技术的养老机构智能预警系统，其包括：本发明主要包括：监控中心系统软件、无线网络中心协调器、无线定位基站、移动定位终端、SMS信息发送设备、声光报警器。可以实现基于人员位置的“禁入报警”“滞留报警”“主动报警”等功能，报警信息通过中心协调器传送给监控中心，再由监控中心通过系统软件进行推送。本发明的优点是：报警定位准确，报警及时有效，报警手段多样，支持报警历史数据分析，为养老机构中的护理对象提供智能预警及定制化服务，保障其切身利益。有效控制养老机构的风险，极大提高其管理效率。
【IPC分类】G08B25/00, G08B21/02
【公开号】CN104900003
【申请号】CN201410075837
【发明人】不公告发明人
【申请人】无锡中科西北星科技有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2014年3月4日
最新回复(0)