CN105467853A - 一种基于ZigBee网络的室内老人智能监护系统 - Google Patents

一种基于ZigBee网络的室内老人智能监护系统 Download PDF

Info

Publication number
CN105467853A
CN105467853A CN201511034055.5A CN201511034055A CN105467853A CN 105467853 A CN105467853 A CN 105467853A CN 201511034055 A CN201511034055 A CN 201511034055A CN 105467853 A CN105467853 A CN 105467853A
Authority
CN
China
Prior art keywords
zigbee
sensor
network
cloud server
terminal node
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201511034055.5A
Other languages
English (en)
Inventor
周智恒
俞政
劳志辉
李波
胥静
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
South China University of Technology SCUT
Original Assignee
South China University of Technology SCUT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by South China University of Technology SCUT filed Critical South China University of Technology SCUT
Priority to CN201511034055.5A priority Critical patent/CN105467853A/zh
Publication of CN105467853A publication Critical patent/CN105467853A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B15/00—Systems controlled by a computer
    • G05B15/02—Systems controlled by a computer electric
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/418—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/26—Pc applications
    • G05B2219/2642—Domotique, domestic, home control, automation, smart house
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Telephonic Communication Services (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于ZigBee网络的室内老人智能监护系统，包括：ZigBee网络、路由器、云端服务器和Android控制终端，所述ZigBee网络具有底层传感器、ZigBee终端节点、智能网关和ZigBee协调器，所述ZigBee网络中的智能网关通过路由器和TCP/IP网络接入互联网与云端服务器连接，所述Android控制终端通过互联网与云端服务器连接；所述ZigBee网络将底层传感器采集的数据发送到云端服务器进行实时融合分析处理。具有在老人跌倒、忘关煤气等危险情况下时及时的进行智能判断并告知家人、功耗低和成本低等优点。

Description

一种基于ZigBee网络的室内老人智能监护系统
技术领域
本发明涉及一种智能家居监护技术，特别涉及一种基于ZigBee网络的室内老人智能监护系统，本发明利用了ZigBee传感网络、云服务器和Android智能终端来实现。
背景技术
根据一些调研结果显示，国家人口老龄化的现象正在加重，而且，随着社会工作压力的加剧，大部分老人的家人都很少有时间陪伴在老人身边。老人独居家中时，如果发生意外时很难第一时间及时处理。如何能够将老人在家中的情况实时反馈给家人，并在一些紧急情况下进行预警是一个亟待解决的问题。目前，传统的监护方法大多使用固定的医疗监护仪，但是，这些监护系统的适用范围较窄，仅仅是面对有某些特定疾病的老人，并且大都需要老人手动操作。在老人跌倒、忘关煤气等危险情况下并不能及时的进行智能判断和告知家人。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于ZigBee网络的室内老人智能监护系统，该系统由传感器、ZigBee终端节点、ZigBee协调器组成室内局域网络，并通过智能网关、路由器将初步采集处理的数据经由互联网发送到云端服务器进行融合分析处理，使用户无论在何处都可以通过Android控制终端与系统进行交互。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种基于ZigBee网络的室内老人智能监护系统，包括：ZigBee网络、路由器、云端服务器和Android控制终端，所述ZigBee网络具有底层传感器、ZigBee终端节点、智能网关和ZigBee协调器，所述ZigBee网络中的智能网关通过路由器和TCP/IP网络接入互联网与云端服务器连接，所述Android控制终端通过互联网与云端服务器连接；所述ZigBee网络将底层传感器采集的数据发送到云端服务器进行实时融合分析处理。本发明实现了用户无论在何处都可以通过Android控制终端与系统进行交互，通过在老人身上及室内的合适地点布置相应的传感器、利用ZigBee终端节点和ZigBee协调器搭建ZigBee网络。再通过智能网关和路由器将ZigBee协调器中的数据上传送至云端服务器进行实时的处理分析。使用户无论在何处都可以通过Android控制终端接收云端服务器的数据。云端服务器通过分析判定老人处于危险状态时，将即时向Android控制终端发送预警指令，Android控制终端将对预警信息进行处理，并将预警情况通过系统通知和短信的形式推送给用户。
所述底层传感器包括加速度传感器、陀螺仪传感器、心率传感器、可燃气传感器、门磁传感器和温度传感器，所述的通信接口与ZigBee终端节点的I/O接口相连。
所述ZigBee终端节点和协调器均采用CC2530模块，所述ZigBee终端节点具有第一ZigBee终端节点、第二ZigBee终端节点和第三ZigBee终端节点，所述第一zigbee终端节点用于采集、预处理并传输心率传感器的数据，所述第二zigbee终端节点用于采集、预处理并传输加速度传感器、陀螺仪传感器的数据，所述第三zigbee终端节点用于采集、预处理并传输可燃气浓度传感器、门磁传感器和温度传感器的数据。
所述智能网关采用ENC28J60以太网模块，所述智能网关与zigbee协调器进行串口通信。
所述底层传感器采集的数据依次通过智能网关和路由器发送至云端服务器进行融合处理和转发，所述云端服务器对加速度传感器、陀螺仪传感器、心率传感器、PM2.5传感器和可燃气传感器的数据进行分析，通过分析的结果判断是否发送预警信息。
所述Android控制终端与用户进行交互，Android控制终端可以用于显示底层传感器采集的数据，并在云端服务器发送了预警信息后，发送系统通知和短信以告知用户。
本发明的工作原理：本发明通过在老人身上及室内的合适地点布置相应的传感器、ZigBee终端节点和ZigBee协调器，搭建ZigBee网络；再通过智能网关和路由器将ZigBee协调器中的数据上传送至云端服务器进行实时的处理分析。用户无论在何处都可以通过Android控制终端接收云端服务器的数据。云端服务器通过分析判定老人处于危险状态时，及时向Android控制终端发送预警指令，Android控制终端将对预警信息进行处理，并将预警情况通过系统通知和短信的形式推送给用户。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
无线通信网络特别是ZigBee组网技术有低功耗、实时性强等特点，云服务器具有成本低、可维护性强等特点，而Android智能终端使用广泛。本发明将三者的优势结合利用在老人监护平台之上，在老人跌倒、忘关煤气等危险情况下时及时的进行智能判断并告知老人的家人，有效解决了老人在紧急情况下的预警问题；并且，本发明结构简单，成本低，功耗低，实用性强。
附图说明
图1是本发明基于ZigBee网络的室内老人智能监护系统的系统结构图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
如图1所示，一种基于ZigBee网络的室内老人智能监护系统，该系统主要底层传感器进行数据采集，所述底层传感器包括加速度传感器、陀螺仪传感器、心率传感器、可燃气传感器、门磁传感器、温度传感器和PM2.5传感器。
其中，心率传感器与第一ZigBee终端节点(即ZigBee终端节点1)的I/O接口连接，用于采集老人的实时心率数据。ZigBee终端节点由CC2530模块开发实现，通过在CC2530模块中写入传感器的驱动来采集初始传感器数据，并对初始传感器数据进行初步的处理，将模拟信号转换为数字信号，并提出噪声信息，采样频率为40HZ。传感器的数据将通过调用CC2530模块的ZigBee协议栈接口实现在ZigBee网络中的无线传输。
加速度传感器、陀螺仪传感器放置在老人的腰间，用于采集老人的实时运动数据，得到老人在三轴的加速度值以及偏转角度信息。传感器与第二ZigBee终端节点(即ZigBee终端节点2)的I/O接口连接，ZigBee终端节点同样基于CC2530模块开发完成，通过在CC2530模块中写入传感器的驱动来采集初始传感器数据，并对初始传感器数据进行初步的处理，传感器的数据也将通过调用CC2530模块的ZigBee协议栈接口实现在ZigBee网络中的无线传输。采样频率为40HZ。
可燃气传感器、门磁传感器、温度传感器与第三ZigBee终端节点(即ZigBee终端节点3)的I/O接口连接，节点3与上述两个节点的实现原理一致，采样频率为1HZ。
ZigBee协调器3的主要功能是协调建立网络，它与两个ZigBee终端节点一起构成了一个局域网络，在第一ZigBee终端节点和第二ZigBee终端节点采集传感器的数据并进行简单的处理后，两个节点将数据通过局域网发送至协调器进行存储并对数据进行融合打包。除此之外，ZigBee协调器还接入了一个智能网关，该网关由ENC28J60以太网模块开发实现，主要作用是将原本在ZigBee协调中存储的数据包进行协议栈转换，使数据包能在以太网中传输。智能网关通过网线与路由器相连，将数据包发送到云端的服务器。
云端服务器由C++语言编程实现，主要用于接收底层的数据并进行处理分析。云端服务器相比较于本地服务器而言，维护成本较低，并且只要用户可以访问互联网，就能通过Android控制终端在任何地点访问获取云服务器中的数据。云服务器在接收到数据包以后，将数据包解析并提取相应的数据进行实时的处理分析。其中，温度、可燃气浓度、PM2.5值、老人心率值、门窗开关情况的数据会进行打包，在与Android控制终端建立socket连接后，这些数据将以json的数据格式即时的发送到Android控制终端。老人腰间采集的加速度、陀螺仪传感器信息会在云服务器上结合心率信息进行进一步的实时处理，利用相关的算法对其进行判断，如果判断结果为老人处于跌倒状态，则云服务器会即时的向Android控制终端反馈预警信息。云端服务器也会对不同佩戴者的心率、不同房间中的可燃气浓度和PM2.5值进行初始化学习，并设定预警值，如果三者均低于预警值，则正常向Android控制终端发送数据包，一旦三者中有数据超出预警值，则即时向Android控制终端发送预警信息和此时的数据值。
所述Android控制终端采用了java语言进行编程，所述Android控制终端的主界面用于显示温度、可燃气浓度、PM2.5值、老人心率、门窗开关情况，与服务器的通信基于TCP协议，一般情况下，在用户打开APP时，程序实时向云端服务器发送建立socket连接的请求，在建立socket的连接后，向服务器请求需要更新的数据，在服务器返回数据后，更新主界面的显示数据。一旦程序接收到服务器的预警信息，则立即向用户推送预警通知，并调用短信程序，向预先设定的用户发送预警短信。
系统运行时，ZigBee局域网内可燃气浓度传感器采集室内可燃气的浓度值。门磁传感器采集室内门窗关闭情况的信息，温度传感器采集室内的温度信息，PM2.5浓度传感器采集室内PM2.5值，心率传感器采集老人的心率信息，加速度传感器和陀螺仪传感器采集老人的运动信息。这些信息通过互联网传输到云端服务器。在一般情况下，云端服务器将信息传送到Android控制终端后，Android控制终端只有在用户打开APP以后才对信息进行更新显示。
但是在一些紧急的情况下，室内的可燃气浓度、PM2.5或者老人的心率出现异常，或者老人跌倒，则云端服务器立即向Android控制终端发送预警信息，Android控制终端会立即向用户推送预警通知并发送预警短信。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于ZigBee网络的室内老人智能监护系统，其特征在于，包括：ZigBee网络、路由器、云端服务器和Android控制终端，所述ZigBee网络具有底层传感器、ZigBee终端节点、智能网关和ZigBee协调器，所述ZigBee网络中的智能网关通过路由器和TCP/IP网络接入互联网与云端服务器连接，所述Android控制终端通过互联网与云端服务器连接；所述ZigBee网络将底层传感器采集的数据发送到云端服务器进行实时融合分析处理。
2.根据权利要求1所述的基于ZigBee网络的室内老人智能监护系统，其特征在于，所述底层传感器包括加速度传感器、陀螺仪传感器、心率传感器、可燃气传感器、门磁传感器和温度传感器，所述的通信接口与ZigBee终端节点的I/O接口相连。
3.根据权利要求1所述的基于ZigBee网络的室内老人智能监护系统，其特征在于，所述ZigBee终端节点和协调器均采用CC2530模块，所述ZigBee终端节点具有第一ZigBee终端节点、第二ZigBee终端节点和第三ZigBee终端节点，所述第一zigbee终端节点用于采集、预处理并传输心率传感器的数据，所述第二zigbee终端节点用于采集、预处理并传输加速度传感器、陀螺仪传感器的数据，所述第三zigbee终端节点用于采集、预处理并传输可燃气浓度传感器、门磁传感器和温度传感器的数据。
4.根据权利要求1所述的基于ZigBee网络的室内老人智能监护系统，其特征在于，所述智能网关采用ENC28J60以太网模块，所述智能网关与zigbee协调器进行串口通信。
5.根据权利要求1所述的基于ZigBee网络的室内老人智能监护系统，其特征在于，所述底层传感器采集的数据依次通过智能网关和路由器发送至云端服务器进行融合处理和转发，所述云端服务器对加速度传感器、陀螺仪传感器、心率传感器、PM2.5传感器和可燃气传感器的数据进行分析，通过分析的结果判断是否发送预警信息。
6.根据权利要求5所述的基于ZigBee网络的室内老人智能监护系统，其特征在于，所述Android控制终端用于显示底层传感器采集的数据，并在云端服务器发送了预警信息后，发送系统通知和短信以告知用户。
CN201511034055.5A 2015-12-31 2015-12-31 一种基于ZigBee网络的室内老人智能监护系统 Pending CN105467853A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201511034055.5A CN105467853A (zh) 2015-12-31 2015-12-31 一种基于ZigBee网络的室内老人智能监护系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201511034055.5A CN105467853A (zh) 2015-12-31 2015-12-31 一种基于ZigBee网络的室内老人智能监护系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105467853A true CN105467853A (zh) 2016-04-06

Family

ID=55605668

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201511034055.5A Pending CN105467853A (zh) 2015-12-31 2015-12-31 一种基于ZigBee网络的室内老人智能监护系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105467853A (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106205051A (zh) * 2016-09-09 2016-12-07 河北地质大学 一种基于云计算的跌倒检测急救报警装置
CN106992908A (zh) * 2017-03-31 2017-07-28 上海斐讯数据通信技术有限公司 一种智能家居管理系统及其管理方法
CN107036622A (zh) * 2017-05-04 2017-08-11 西安航空学院 一种里程计信号处理系统及其处理方法
CN107334459A (zh) * 2017-08-01 2017-11-10 厦门兴联集团有限公司 一种老人智能看护系统
CN107633653A (zh) * 2016-07-18 2018-01-26 郑东 一种智能居家照护系统
CN108965367A (zh) * 2017-07-25 2018-12-07 北京视联动力国际信息技术有限公司 一种控制视联网服务器的方法和系统
CN108964962A (zh) * 2017-07-25 2018-12-07 北京视联动力国际信息技术有限公司 一种控制视联网终端的方法和系统
CN108986405A (zh) * 2018-08-07 2018-12-11 河南云拓智能科技有限公司 一种基于Zigbee网关的多参数控制方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070085690A1 (en) * 2005-10-16 2007-04-19 Bao Tran Patient monitoring apparatus
US20130338839A1 (en) * 2010-11-19 2013-12-19 Matthew Lee Rogers Flexible functionality partitioning within intelligent-thermostat-controlled hvac systems
CN204334798U (zh) * 2014-10-14 2015-05-13 淮安信息职业技术学院 一种粮库监控设备
CN204596066U (zh) * 2015-05-13 2015-08-26 南京邮电大学 基于云计算的智能安防系统
CN105159108A (zh) * 2015-08-19 2015-12-16 合肥乾润钢塑有限公司 基于物联网家庭智能监控系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070085690A1 (en) * 2005-10-16 2007-04-19 Bao Tran Patient monitoring apparatus
US20130338839A1 (en) * 2010-11-19 2013-12-19 Matthew Lee Rogers Flexible functionality partitioning within intelligent-thermostat-controlled hvac systems
CN204334798U (zh) * 2014-10-14 2015-05-13 淮安信息职业技术学院 一种粮库监控设备
CN204596066U (zh) * 2015-05-13 2015-08-26 南京邮电大学 基于云计算的智能安防系统
CN105159108A (zh) * 2015-08-19 2015-12-16 合肥乾润钢塑有限公司 基于物联网家庭智能监控系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
石光: "智能与节能养老住宅监控系统研究与设计", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技II辑》 *

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107633653A (zh) * 2016-07-18 2018-01-26 郑东 一种智能居家照护系统
CN106205051A (zh) * 2016-09-09 2016-12-07 河北地质大学 一种基于云计算的跌倒检测急救报警装置
CN106992908A (zh) * 2017-03-31 2017-07-28 上海斐讯数据通信技术有限公司 一种智能家居管理系统及其管理方法
CN107036622A (zh) * 2017-05-04 2017-08-11 西安航空学院 一种里程计信号处理系统及其处理方法
CN108965367A (zh) * 2017-07-25 2018-12-07 北京视联动力国际信息技术有限公司 一种控制视联网服务器的方法和系统
CN108964962A (zh) * 2017-07-25 2018-12-07 北京视联动力国际信息技术有限公司 一种控制视联网终端的方法和系统
CN108965367B (zh) * 2017-07-25 2021-12-17 视联动力信息技术股份有限公司 一种控制视联网服务器的方法和系统
CN108964962B (zh) * 2017-07-25 2021-12-17 视联动力信息技术股份有限公司 一种控制视联网终端的方法和系统
CN107334459A (zh) * 2017-08-01 2017-11-10 厦门兴联集团有限公司 一种老人智能看护系统
CN108986405A (zh) * 2018-08-07 2018-12-11 河南云拓智能科技有限公司 一种基于Zigbee网关的多参数控制方法
CN108986405B (zh) * 2018-08-07 2020-03-17 河南云拓智能科技有限公司 一种基于Zigbee网关的多参数控制方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105467853A (zh) 一种基于ZigBee网络的室内老人智能监护系统
CN110807905B (zh) 一种基于端-边-云架构的社区火灾监测系统
CN203535763U (zh) 一种便携式消防救援智能终端
CN205644143U (zh) 一种基于无线传感器网络的远程监控家庭安防系统
CN103945179B (zh) 一种基于分布式无线传感器网络的智能视频监控系统
CN106412111A (zh) 一种基于云的全屋智能系统
CN106385457B (zh) 一种云服务平台厨房作业环境智能告警方法及系统
CN108092847B (zh) 一种电力lte无线终端远程在线监控方法
CN103197647B (zh) 基于cps的家庭智能双平台协同控制系统及其控制方法
CN208424405U (zh) 一种智能家居控制与监测系统
CN204270348U (zh) 一种基于Zigbee和GPRS构架的仓储管理监控系统
CN102385358A (zh) 多网综合智能物联网中心
CN203909987U (zh) 一种基于wifi的智能家用安防装置
CN103968762A (zh) 一种基于数字图像处理的粮仓粮食容量监控系统
CN205620687U (zh) 一种基于ZigBee网络的室内老人智能监护系统
CN202275472U (zh) 基于物联网平台的智能电气火灾监控装置
CN210271162U (zh) 一种由网关组网的多参数火灾报警系统
CN207473791U (zh) 一种物联网下家庭安全防护与远程监控系统
CN207249467U (zh) 一种宿舍管理系统
CN110049471A (zh) 一种基于无线传感网的远程婴幼儿监护系统
CN108403098A (zh) 一种机体生理参数监测方法
CN108241313A (zh) 智能传感提醒装置
CN207706453U (zh) 一种基于无线传感网的远程婴幼儿监护系统
CN106875614A (zh) 一种消防实时监测系统
CN111028484A (zh) 一种基于智能家居的燃气泄漏联动控制方法及系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20160406