CN106846726B - 一种用于获取室内人员状况的监护告警方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于获取室内人员状况的监护告警方法，包括：S1：控制器获取来自任意一个传感器的触发信号后开启对其所在的功能区进行监测获取传感信号；S2：对接收到触发信号的功能区进行计时，并对其他功能区的计时进行归零；S3：依据接收的传感信号的类别，判断是否满足告警条件，如不满足，进入步骤S4，如满足，进入步骤S5；S4：继续对该功能区进行计时，并在接收到另一个传感器的触发信号后返回步骤S1；S5：进行告警，并将监护的功能区信息发送至监护终端。本发明通过根据功能区判断传感信号是否满足告警调节，实现了工作模式多样、数据传输及系统工作时协调性、适应性较好。

Description

一种用于获取室内人员状况的监护告警方法及系统

技术领域

本发明涉及居家养老监护设备技术领域，特别涉及一种用于获取室内人员状况的监护告警方法及系统。

背景技术

随着社会的迅速发展，对老年人、残障人士或患有某类容易复发且需及时救治的疾病的人群越来越需要提高监护能力。即便是该些群体的人员与家人同住，也无法避免在其他家人不在时出现意外的发生。例如，申请号为201520614789.X的中国实用新型专利就公开了一种监护告警系统，其可以实现家用的自动监护，但该系统在居家使用时，系统根据被监护人员的室内、室外不同状态，基于计时器预先设置的时段控制传感器进行监护及告警。

这种监护告警系统工作时，计时器及传感器配合工作的工作时段设置形式单一，无法满足不同情况下的监护需要，适应性较差且监护工作量较大，造成了资源的浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于获取室内人员状况的监护告警方法及系统，以解决现有的监护告警系统所存在的工作模式单一、数据传输及系统工作时协调性、适应性较差，监护的工作量较大，但监护的准确率及协同性较差的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于获取室内人员状况的监护告警方法，包括：

在对室内的传感器按所监测的功能区进行传感信号的分类后开始执行监护告警方法如下：

S1：控制器获取来自任意一个传感器的触发信号后开启对其所在的功能区进行监测获取传感信号；

S2：对接收到触发信号的功能区进行计时，并对其他功能区的计时进行归零；

S3：控制器依据接收的传感信号的类别，判断是否满足告警条件：

a、计时的时间t是否超出该传感器所监护的功能区的告警范围，

b、所述传感信号是否异常，

如均不满足，进入步骤S4，如满足a或b，进入步骤S5；

S4：继续对该功能区进行计时，并在控制器接收到另一个传感器的触发信号后返回知悉步骤S1；

S5：进行告警，并将监护的功能区信息发送至监护终端；

其中，所述功能区信息包括：最近一次接收的传感信号及控制器ID。

较佳地，所述传感器为运动触发传感器，当所述传感器检测的功能区有人员活动时被触发以发送触发信号至所述控制器，同时开启对其所在功能区的检测，所述触发信号包括：初始监测的传感信号及传感器ID。

较佳地，所述控制器将各功能区传感信号的类型及对应的计时时间进行存储，并对全部传感信号的类型及计时时间进行拟合得到被监护人员的日常作息统计表，并依照该日常作息统计表的时间值生成每个功能区的告警范围；或所述监控终端获取各功能区传感信号的类型及对应的计时时间并进行存储，并对全部传感信号的类型及计时时间进行拟合得到被监护人员的日常作息统计表，并依照该日常作息统计表的时间值生成每个功能区的告警范围，并将所述告警范围发送至所述控制器。

较佳地，根据所述日常作息统计表生成每个功能区的告警范围的过程具体如下：

首先根据日常作息统计表获取每个功能区事件发生时间的频次分布图；

根据所述频次分布图生成正态分布曲线；

以所述正态分布曲线的中心轴为有效轴，选取有效数据重新生成新正态分布曲线，得到新正态分布曲线的最高时间阈值T；

将T或T×(1±10％)作为该功能区的告警范围。

较佳地，所述传感信号为被监测人员的运动方向、运动速度及加速度，判断所述传感信号是否异常的方法为：判断所述运动速度是否在预设速度范围内，或所述加速度是否在预设加速度范围内。

较佳地，所述步骤S1之后及步骤S2前还包括，根据所述传感信号提取当前人数，若当前人数不为1，则延时t’时间后继续执行步骤S1，否则，进入步骤S2。

较佳地，所述告警范围包括与传感器所在的功能区对应的预设时间区间及预设时间节点，对于任意一个传感器，首先判断其触发信号的发生时间是否在所述预设时间区间内，再判断计时的时间t是否小于所述预设时间节点。

本发明还提供了一种用于获取室内人员状况的监护告警系统，包括：

传感器，分布于室内所监测的功能区，并在被触发后发送触发信号至控制器，及开启对其所在的功能区进行监测获取传感信号；

控制器，用于对接收到触发信号的功能区进行计时，并对其他功能区的计时进行归零，并在计时的时间t超出该传感器所监护的功能区的告警范围或传感信号异常时进行告警，并将监护的功能区信息发送至监护终端；

监护终端，用于接收所述功能区信息。

较佳地，所述控制器内设有历史数据模块及告警范围拟合模块，所述历史数据模块用于存储各功能区传感信号的类型及对应的计时时间，所述告警范围拟合模块用于对全部传感信号的类型及计时时间进行拟合得到被监护人员的日常作息统计表，并依照该日常作息统计表的时间值生成每个功能区的告警范围；或所述监控终端内设有历史数据模块及告警范围拟合模块，所述历史数据模块用于获取并存储各功能区传感信号的类型及对应的计时时间，所述告警范围拟合模块用于对全部传感信号的类型及计时时间进行拟合得到被监护人员的日常作息统计表，并依照该日常作息统计表的时间值生成每个功能区的告警范围，并将告警范围发送至所述控制器。

较佳地，所述控制器还包括对讲模块，用于在告警后由监护终端远程启动对讲功能。

本发明提供的方法及系统具有以下有益效果：

(1)通过根据功能区判断传感信号是否满足告警调节，实现了工作模式多样、数据传输及系统工作时协调性、适应性较好的技术效果；

(2)通过监测计时时间及检测传感信号是否异常，两者结合判断是否告警，提高了告警的准确度，减少了监护的工作量较；

(3)通过历史数据中的监测计时时间及检测的传感信号数据，对不同使用者的作息时刻进行拟合，使得该系统及方法的适应性更好，可以灵活地满足不同人员的需求。

附图说明

图1为本发明优选实施例提供的监护告警方法流程图；

图2为优选实施例提供的生成每个功能区的告警范围的方法流程图；

图3A为本发明优选实施例的被监护人员的卫生间使用时间分布图；

图3B为图3A中数据的正态分布曲线图；

图4为本发明优选实施例提供的系统组成图。

具体实施方式

以下将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述和讨论，显然，这里所描述的仅仅是本发明的一部分实例，并不是全部的实例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

为了便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例作进一步的解释说明，且各个实施例不构成对本发明实施例的限定。

实施例一：

如图1所示，本实施例提供的一种用于获取室内人员状况的监护告警方法，包括：

在对室内的传感器按所监测的功能区进行传感信号的分类后开始执行监护告警方法如下：

S1：控制器获取来自任意一个传感器的触发信号后开启对其所在的功能区进行监测获取传感信号；

S2：对接收到触发信号的功能区进行计时，并对其他功能区的计时进行归零；

S3：控制器依据接收的传感信号的类别，判断是否满足告警条件：

a、计时的时间t是否超出该传感器所监护的功能区的告警范围，

b、所述传感信号是否异常，

如均不满足，进入步骤S4，如满足a或b，进入步骤S5；

S4：继续对该功能区进行计时，并在控制器接收到另一个传感器的触发信号后返回步骤S1；

S5：进行告警，并将监护的功能区信息发送至监护终端；

其中，发送给监护终端的功能区信息包括：最近一次接收的传感信号及控制器ID。该监护告警方法可以方便对室内不同的监护区域进行分别监护，并基于室内的功能区判断被监护者在不同区域时的告警条件，便于适应性调整告警标准，十分适合不同人群及对室内进行全面的监护。告警后，当监护终端接收到控制器ID后即可根据控制器ID查找到告警者所在地址，再根据所述传感信号即可辅助判断被监护者的状况，从而为后续的监护服务提供参考。此外，本实施例的计时包括两种实现形式，一种是采用控制器本地时钟进行计时，清零时清除的是控制器本地的计时数据，另一种是控制器控制各个功能区的计时器开始计时，清零时清除的是其他功能区的计时器的数据，本领域技术人员可自由选择计时方式。

本实施例中的传感器为运动触发传感器，当传感器检测的功能区有人员活动时被触发以发送触发信号至所述控制器，同时开启对其所在功能区的检测，触发信号包括：初始监测的传感信号及传感器ID。

在本发明方法的一优选实施例中，控制器将各功能区传感信号的类型及对应的计时时间进行存储，并对全部传感信号的类型及计时时间进行拟合得到被监护人员的日常作息统计表，并依照该日常作息统计表的时间值生成每个功能区的告警范围。该方法使得本发明的监护告警系统可以依照不同人员的不同习惯自适应地自动修正其监护的时刻标准，特别是被监护人员作息发生改变时，可自动提供更人性化的服务。而异常数据的剔除仅为剔除了与多数数据偏离较大的异常数据，避免被监护人员偶然的作息改变时的数据影响对其日常的作息数据的判断。

在本发明方法的另一优选实施例中，是由监控终端完成告警范围的生成的。具体地，监控终端获取来自控制器的各功能区传感信号的类型及对应的计时时间并进行存储，并对全部传感信号的类型及计时时间进行拟合得到被监护人员的日常作息统计表，并依照该日常作息统计表的时间值生成每个功能区的告警范围，并将告警范围发送至控制器以供其监护使用。在监护终端完成历史数据的存储及计算告警范围可以使得控制器本地不必具有强大的数据处理能力及存储空间，其仅为单片机即可完成控制各个功能区的传感器、计时器及完成采集数据、进行通信的功能。而对于监控终端，其可以对来自不同的控制器进行分别存储及计算，更好地完成监护。

则如图2所示，根据所述日常作息统计表生成每个功能区的告警范围的过程具体如下：

S201：首先根据日常作息统计表获取每个功能区事件发生时间的频次分布图；

S202：根据所述频次分布图生成正态分布曲线；

S203：以所述正态分布曲线的中心轴为有效轴，选取有效数据重新生成新正态分布曲线，得到新正态分布曲线的最高时间阈值T；

S204：将T或T×(1±10％)作为该功能区的告警范围。

下面结合图3A、图3B的实例说明告警范围的自动生成过程，其中，图3A获取的日常作息统计表为被监护人员的卫生间使用情况。该数据为最近30天被监护人员的卫生间使用时间分布图，被监护人员每次进入卫生间及从卫生间出来的时间由传感器触发计时器进行记录后，由监控终端采集存储。同时，监控终端将其使用卫生间这一事件的发生时间作为横轴，将每一个时间值的发生频次作为纵轴，生成如图3A所示的分布图。在由图3A所示的分布图内的数据进行正态分布计算，参见图3B，得到正态分布曲线(图3B中的虚线)后，得到正态分布的中心轴。该正态分布曲线包含一部分无效值(时间值小于0的部分值，也即图中最低值LSL左侧部分的值)。在以上述中心轴为有效轴，选取剔除无效数据后的有效数据重新生成正态分布曲线(图3B中的实线)，新正态分布曲线的最高时间阈值T即作为该功能区的告警范围。通过这种方式生成的告警范围更加合理，使得系统可以自动根据历史数据得到被监护人员的作息规律，便于对其进行监护。

当然，在其他优选实施例中，获取T值后，还可以T×(1±10％)作为该功能区的告警范围，这种T值在一定范围内浮动获取告警范围的方式，使得告警范围更加合理。对于其他功能区，其告警范围也采用这种方式由监控终端自动计算得到后发送给控制器以进行监护。

这里在拟合被监护人员的日常作息统计表时，首先剔除异常数据，再对剔除异常数据的传感信号的类型及计时时间进行拟合，得到较为符合被监护人员的日常作息的统计表。例如，明显错误的异常数据需要剔除。

传感信号为被监测人员的运动方向、运动速度及加速度，判断所述传感信号是否异常的方法为：判断所述运动速度是否在预设速度范围内，或加速度是否在预设加速度范围内。

进一步优选的，上述的步骤S1之后及步骤S2前还包括，根据所述传感信号提取当前人数，若当前人数不为1，则延时t’时间后继续执行步骤S1，否则，进入步骤S2。这样，在对人员状况进行监护时，可以考虑到室内存在多人的情况，即被监护人员当前有人陪伴，则不必执行下面的告警方法，而是隔一段时间后重新检测室内是否为多人。通过设置控制器对室内人数进行识别及判断，从而实现了基于室内人员数量的对被监护人员的监护模式的自动切换，从而使得系统不必时时进行监护、计时及数据传输，避免了资源浪费。

告警范围包括与传感器所在的功能区对应的预设时间区间及预设时间节点，对于任意一个传感器，首先判断其触发信号的发生时间是否在所述预设时间区间内，再判断计时的时间t是否小于所述预设时间节点。

如图4所示，本发明还提供了一种用于获取室内人员状况的监护告警系统，包括：

传感器21，共n个，分布于室内所监测的功能区，并在被触发后发送触发信号至控制器，及开启对其所在的功能区进行监测获取传感信号。

控制器22，用于对接收到触发信号的功能区进行计时，并对其他功能区的计时进行归零，并在计时的时间t超出该传感器所监护的功能区的告警范围或传感信号异常时进行告警，并将监护的功能区信息发送至监护终端；

监护终端23，用于接收所述功能区信息。

其中，这里的计时包括两种实现形式，一种是采用控制器本地时钟进行计时，清零时清除的是控制器本地的计时数据，另一种是控制器控制各个功能区的计时器开始计时，清零时清除的是其他功能区的计时器的数据，本领域技术人员可自由选择计时方式。

本实施例中，为每个传感器分配一个地址码，传感器21可根据需要设置为常开传感器或常闭传感器，根据功能区的类型自由选择。本实施例中的控制器22设置有GPRS通信模块，通过GPRS通信模块与监护终端进行无线形式的通信，使得监护终端23可以获取告警信息。同时，监护终端基于接收的功能区信息提取出最近一次接收的传感信号及控制器ID，便于进一步处理及监护使用。这里的控制器ID为控制器的主机号，传感信号包括：传感信号的类别、传感器的地址码及发生时间。当然，在其他优选实施例中，控制器与监控终端之间可以采用有线形式的通信，即控制器设置为通过以太网与监控终端进行数据交互，控制器作为以太网上的一台主机设备，遵循以太网通信协议进行与监控终端的通信。且同一个监控终端可同时与多个控制器进行通信，而同一个控制器可同时与多个传感器及/或设于传感器处的计时器相连。

其中，再次参考图2，本实施例中的控制器内设有历史数据模块221及告警范围拟合模块222，历史数据模块221用于存储各功能区传感信号的类型及对应的计时时间，告警范围拟合模块222用于对全部传感信号的类型及计时时间进行拟合得到被监护人员的日常作息统计表，并依照该日常作息统计表的时间值生成每个功能区的告警范围。

在另一优选实施例中，告警范围由监控终端生成，则监控终端内设有历史数据模块及告警范围拟合模块，历史数据模块用于获取并存储各功能区传感信号的类型及对应的计时时间，所述告警范围拟合模块用于对全部传感信号的类型及计时时间进行拟合得到被监护人员的日常作息统计表，并依照该日常作息统计表的时间值生成每个功能区的告警范围，并将告警范围发送至控制器，以供其监护时使用。

进一步优选实施例中，控制器还包括对讲模块，用于在告警后由监护终端远程启动对讲功能。则监护终端的管理人员可在收到告警信号后，进一步通过启动对讲模块的工作进行确认被监护人员的状态，以根据需要决定是否采取进一步的监护流程。

下面结合一具体应用例说明上述方法的工作流程，具体如下：

根据一般的室内功能区，分为客厅、卧室、厨房及卫生间，对应地，不同的功能区具有不同的人员活动时刻，预设客厅为日间模式，卧室为夜间模式，厨房及卫生间依据触发信号的触发后设置延时的监护时间。

设置各时间变量如下：

时间变量T1为日间模式开始时间，预设为1:00～11:00之间的任意一个整点时刻；

时间变量T2为日间模式结束时间，预设为17:00～23:00之间的任意一个整点时刻；

时间变量T3为休息区延时时间，预设为1h、1.5h、2h…8h之中的任意一个；

时间变量T4为活动区延时时间，预设为10min～60min之间的任意值；

则对客厅来说，其预设时间区间为(T1，T2)，而对卧室来说，其预设的时间区间为(T2，T1)，对于客厅及卧室，采用T3作为延时时间，对于厨房及卫生间采用T4作为延时时间。

对客厅来讲，在T1到T2的时间段内，设置于客厅的传感器处于时刻被触发的状态，参考图3，当控制器接收到触发信号后，则开启对客厅范围内的监测，同时开始计时，对其他功能区的计时进行归零，判断监测的传感信号是否异常，如异常则告警，或判断当前计时的时间t是否超出告警范围，如是则进行告警。这里考虑到人员在客厅存在短暂的休息的情况，因此计时时间t的范围需小于T3。即在其他功能区未被触发的情况下，且未接收到新的传感信号时，对客厅的传感器采取以T3为延时时间节点的告警，以防止被监护人员长期不活动的情况下未有效监护到意外的发生，而以T3作为预设时间节点，进行告警，也给被监护人员提供短暂休息的时间。系统不会不断告警。当然，在系统始终检测到人员处于运动状态时，则基于传感信号是否异常来判断被监护人员是否发生意外。这里的传感信号异常主要是被监护人员是否发生摔倒、撞击等，因此基于加速度即可判断。发生告警后即可由控制器通知监护终端，由监护终端进行后续流程处理。

同理，对于卧室的工作模式设置与客厅相类似，在T2到T1的时间段内，T3设置为或根据历史数据拟合得到一较大的值，如6h，卧室内的传感器被触发后，根据计时的时间t判断是否超出6h来决定是否告警，或监测到人员异常时进行告警。而在在T1到T2的时间段内，考虑到可能存在短暂的休息，如午休，则设置T3’为较短的时间如2h，当再白天期间内，卧室的传感器被触发，接收到监测的传感信号无异常时，当计时的时间t超出2h即可进行告警，以通知监护终端，由监护终端进行后续流程处理。

而对于卫生间及厨房，采用T4为活动区延时时间，当其中的传感器被触发后，若计时的时间t超出T4，且当前监测的传感信号毫无变化，则表明当前检测不到人员活动，或传感信号异常(表明人员异常)，则启动告警，以通知监护终端，由监护终端进行后续流程处理。当然，对于卫生间和厨房中，T4的大小可根据需要任意设置。

应当理解，对于每个功能区，其内所设置的传感器可为一个或多个，当传感器为多个时，由多个传感器共同对该功能区范围内进行协同的监测，以便漏掉部分死角。根据功能区的类型，传感器的类型可对应分类，本领域技术人员可根据需要自由变换传感器的设置方式。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，对本发明所做的变形或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述的权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种用于获取室内人员状况的监护告警方法，其特征在于，包括：

在对室内的传感器按所监测的功能区进行传感信号的分类后开始执行监护告警方法如下：

S1：控制器获取来自任意一个传感器的触发信号后开启对其所在的功能区进行监测获取传感信号；

S2：对接收到触发信号的功能区进行计时，并对其他功能区的计时进行归零；

S3：控制器依据接收的传感信号的类别，判断是否满足告警条件：

a、计时的时间t是否超出该传感器所监护的功能区的告警范围，

b、所述传感信号是否异常，

如均不满足，进入步骤S4，如满足a或b，进入步骤S5；

S4：继续对该功能区进行计时，并在控制器接收到另一个传感器的触发信号后返回步骤S1；

S5：进行告警，并将监护的功能区信息发送至监护终端；

其中，所述功能区信息包括：最近一次接收的传感信号及控制器I D；

所述控制器将各功能区传感信号的类型及对应的计时时间进行存储，并对全部传感信号的类型及计时时间进行拟合得到被监护人员的日常作息统计表，并依照该日常作息统计表的时间值生成每个功能区的告警范围；或所述监护终端获取各功能区传感信号的类型及对应的计时时间并进行存储，并对全部传感信号的类型及计时时间进行拟合得到被监护人员的日常作息统计表，并依照该日常作息统计表的时间值生成每个功能区的告警范围，并将所述告警范围发送至所述控制器；

根据所述日常作息统计表生成每个功能区的告警范围的过程具体如下：

首先根据日常作息统计表获取每个功能区事件发生时间的频次分布图；

根据所述频次分布图生成正态分布曲线；

以所述正态分布曲线的中心轴为有效轴，选取有效数据重新生成新正态分布曲线，得到新正态分布曲线的最高时间阈值T；

将T或T×(1±10％)作为该功能区的告警范围。

2.根据权利要求1所述的用于获取室内人员状况的监护告警方法，其特征在于，所述传感器为运动触发传感器，当所述传感器检测的功能区有人员活动时被触发以发送触发信号至所述控制器，同时开启对其所在功能区的检测，所述触发信号包括：初始监测的传感信号及传感器I D。

3.根据权利要求1所述的用于获取室内人员状况的监护告警方法，其特征在于，所述传感信号为被监测人员的运动方向、运动速度及加速度，判断所述传感信号是否异常的方法为：判断所述运动速度是否在预设速度范围内，或所述加速度是否在预设加速度范围内。

4.根据权利要求1所述的用于获取室内人员状况的监护告警方法，其特征在于，所述步骤S1之后及步骤S2前还包括，根据所述传感信号提取当前人数，若当前人数不为1，则延时t’时间后继续执行步骤S1，否则，进入步骤S2。

5.根据权利要求1所述的用于获取室内人员状况的监护告警方法，其特征在于，所述告警范围包括与传感器所在的功能区对应的预设时间区间及预设时间节点，对于任意一个传感器，首先判断其触发信号的发生时间是否在所述预设时间区间内，再判断计时的时间t是否小于所述预设时间节点。

6.一种包括权利要求1至5中任一项的用于获取室内人员状况的监护告警系统，其特征在于，包括：

传感器，分布于室内所监测的功能区，并在被触发后发送触发信号至控制器，及开启对其所在的功能区进行监测获取传感信号；

控制器，用于对接收到触发信号的功能区进行计时，并对其他功能区的计时进行归零，并在计时的时间t超出该传感器所监护的功能区的告警范围或传感信号异常时进行告警，并将监护的功能区信息发送至监护终端；

监护终端，用于接收所述功能区信息。

7.根据权利要求6所述的用于获取室内人员状况的监护告警系统，其特征在于，所述控制器内设有历史数据模块及告警范围拟合模块，所述历史数据模块用于存储各功能区传感信号的类型及对应的计时时间，所述告警范围拟合模块用于对全部传感信号的类型及计时时间进行拟合得到被监护人员的日常作息统计表，并依照该日常作息统计表的时间值生成每个功能区的告警范围；或所述监护终端内设有历史数据模块及告警范围拟合模块，所述历史数据模块用于获取并存储各功能区传感信号的类型及对应的计时时间，所述告警范围拟合模块用于对全部传感信号的类型及计时时间进行拟合得到被监护人员的日常作息统计表，并依照该日常作息统计表的时间值生成每个功能区的告警范围，并将告警范围发送至所述控制器。

8.根据权利要求6所述的用于获取室内人员状况的监护告警系统，其特征在于，所述控制器还包括对讲模块，用于在告警后由监护终端远程启动对讲功能。