CN108717678A - 一种智慧养老系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于通信技术领域，涉及一种智慧养老系统，主体结构包括：信息采集子系统、信息处理子系统、云平台和指挥中心，云平台为数据存储系统，用以将信息采集子系统收集到的信息进行存储，并传输至信息处理子系统进行分析处理，信息处理子系统作为信息处理的中枢设置有智能AI分析算法模块，将采集到的大数据进行智能分析整理，并将处理后的信息发送至指挥中心，指挥中心能够存储所有信息并提供信息查询和传输服务，本智慧养老系统提供全天候的视频下的老人行为分析，结合老人的体征数据，双向联动，对老人出现的疑似异常行为，做出合理有效的判断，提供异常行为类别、该异常行为的置信度、危险级别、异常人员身份、紧急救助项目。

Description

一种智慧养老系统

技术领域：

本发明属于通信技术领域，具体涉及一种智慧养老系统，该系统 能够对老人的活动和身体机能的变化进行有效监控，并实时自动警 报，自动化程度高。

背景技术：

随着知识经济和网络经济时代的到来，养老智慧化已经成为新世 纪全新生活方式的根本保证。随着社会的发展不仅我国的老龄化问题 日益突显，而且我国的居家养老服务也存在着供给不足、比重偏低、 质量不高的问题，不能满足老年人日益增长的需求。因此，随着中国 老年化人口的不断攀升，养老已经成为越来越凸显的社会问题，各种 不同的养老模式都在进行探究。很多养老系统就此应运而生。但是传 统的养老系统都是比较零散的，不同的系统具有的功能都比较单一， 比如社区安防系统、智能家居系统和社区医疗系统等，这些系统都各 自独立运行，各个系统的数据没有集成统一处理，使得在实际使用时，不能形成一个完整的体系。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺陷，寻求设计一种能够 准确监控老人活动和身体机能(生命体征数据)的智慧养老系统，并 且能够在检测到突发状况和异常情况时及时发出警报。

为了实现上述目的，本发明涉及的一种智慧养老系统的主体结构 包括：信息采集子系统、信息处理子系统、云平台和指挥中心，云平 台为数据存储系统，用以将信息采集子系统收集到的信息进行存储， 并传输至信息处理子系统进行分析处理，所述信息处理子系统作为信 息处理的中枢设置有智能AI分析算法模块，将采集到的大数据进行 智能分析整理，并将处理后的信息发送至指挥中心，指挥中心作为管 理所有信息的中枢，能够存储所有信息并提供信息查询和传输服务， 指挥中心设置有查看报警记录模块、显示报警信息模块、老人信息实 时推送模块、视频监控信息模块、智能餐饮搭配模块、情绪疏导模块、 理解沟通能力评估模块、陪护聊天模块，报警记录模块和显示报警信 息模块用以管理收到的所有报警信息，其中报警记录模块存储所有报 警的信息，根据所有的报警记录信息能够得知每一老人的健康状况， 显示报警信息模块用以显示当前警报的信息，以便于管理指挥中心的 人员及时获取报警信息并作出最快的处理；老人信息实时推送模块与 服务人员使用的移动终端设备、家属人员使用的实时通知终端和通信 连接，能够将接收到的信息根据设定的标准及时传输至上述终端，视 频监控信息模块能够实时看到网络中任一智能监控设备的视频信息， 并能够调取和观看历史视频信息，智能饮食搭配模块内预存有适用于 多种情况的老人食用的食谱，该模块能够根据收集到的老人体征信息 自动推荐最优食谱，护理人员也能够根据实际情况对食谱进行调整； 情绪调整用以根据收集到的老人的体征信息和身体状况进行情绪评 估，并对每一护理老人作出评估结果，护理人员能够根据评估结果和 历史信息记录进行对应的护理服务，以调整老人的情绪至正常状态； 理解沟通能力评估模块用以根据收集到的体征和健康状况信息对老 人的理解沟通能力进行准确的评估，以提供对应的护理服务；在老人 发出陪护聊天请求后，陪护聊天模块的发送请求端安装于每一老人床 头处，并直接与陪护聊天模块通信连接，老人通过按陪护聊天模块的 发送请求端能够直接将请求信号发送至指挥中心的陪护聊天模块，陪 护聊天模块能够显示床位信息，陪护聊天模块能够及时接收到该信息 并向老人提供对应的服务；指挥中心还设置有电子地图模块，能够接 收所连接的信息采集子系统中的设备的定位信息，以迅速获得每一老 人的位置便于及时提供服务和施救；指挥中心还设置有警报器模块， 经由信息处理子系统传输至指挥中心的报警信息会由警报器模块发 出警报信息来提醒护理人员；

本发明中信息处理子系统主要包括对视频图像的异常行为和体 态分析以及对老人生命体征的异常进行大数据分析，所述大数据为信 息采集子系统收集的的大数据，信息处理子系统根据上述大数据来准 确有效的判别入院老人的当前状态，通过信息处理子系统中的AI智 能分析模块还能够对大数据进行分析整理，交给医疗团队进行诊断分 析，对潜在的病症及时发现治疗，通过联动机制融合多种信息采集设 备得到的大数据进行理解分析，老人检测大数据不断积累，建模学习 养老院老人的生理特征，能够很好的应对海量大数据的处理，及时对 存在问题的数据结果进行反馈和预警，真正做到智能化；医疗团队能 够根据处理后的大数据进行诊断分析，提高诊断分析的准确性。

信息采集子系统用以监控老人的体征数据和活动状态，并收集上 述信息传输至云平台，对可能出现的异常情况及时报警，信息采集子 系统包括有以下设备：在卧室区域，对于自理老人佩戴有用以监测老 人的生命体征信息的智能手环，能够监测老人的心率和血压，智能手 环在室内采用UWB定位设备进行定位，用以准确定位出老人的位置， 并通过WIFI设备将信息传输至云平台，在老人外出时，智能手环监 测到的老人体征信息则通过智能手环中的sim卡由3G/4G网络将数据 传输至云平台，在户外是采用GPS定位老人的位置；其中智能手环设 置有GPS定位模块，能够实时获知自理老人的位置信息；智能手环中 还设置有身份识别模块，使每一个智能手环具有唯一ID编号来对应 每位佩戴者的信息；卫生间中安装智能如厕探测器，用以探测老人是 否出现久坐的情况，一旦老人在如厕过程中出现久坐不起的情况，智 能如厕探测器就会报警，WIFI设备将采集的数据传输云平台，云平 台用以存储WIFI设备传输过来的数据，并将其传输到信息处理子系 统，再通过智能AI分析算法模块对数据处理后进行判断，判断后将 报警信息传输至与信息处理子系统通信连接的移动终端设备，同时每 一智能如厕探测器均设置有唯一ID编码，在智能如厕探测器发出报警信息后，救护人员能够根据反馈出的智能如厕探测器的ID编号， 来迅速定位老人所处的位置，及时救援；在失能、半失能老人的床上 安装有智能床垫，该智能床垫包括有测温、测距、测湿在内的多种传 感器，上述传感器采集到的数据通过WIFI设备与云平台通信连接，用以将收集到的信息传输到云平台，再传输至信息处理子系统中的 AI智能分析模块进行分析处理，用以实时监测老人的呼吸频率、心 率、体动情况、睡眠质量、离床次数和大小便失禁等情况，如果发现 老人出现呼吸急促等情况、心率与正常心率值偏差较大时、出现大小 便失禁情况、起床次数过于频繁等，信息处理子系统分析出的数据通 过指挥中心发出报警信息，将报警信息发送至照顾老人的服务人员的 移动终端设备上，服务人员及时采取措施，每一移动终端设备与一位 或多位特定老人进行绑定，用以只接收和监控该老人的信息；移动终 端设备与信息处理子系统通信连接，用以接收信息处理子系统发送的 信息和查看终端中存储的老人的个人信息，信息处理子系统将处理后 的信息统一传输到指挥中心，由指挥中心向移动终端设备发送信息， 并在指挥中心处能够查看存储的老人信息。

在室内或室外公共区域中，主要活动的老人类型为自理老人，在 公共区域中安装有智能监控设备用于监控自理老人的身体姿态，包括 自理老人是处于立、卧、坐、静止在内的状态，还能够监控老人的运 动姿态，包括老人在监控画面中是处于行走状态还是处于跌倒状态； 智能监控设备中设置有用以处理图像信息的智能图像处理算法模块， 用以处理并判断自理老人的状态信息，每一智能监控设备均与基于物 联网的云平台通信连接，用以将获得的信息传输至云平台，再经云平 台传输至信息处理子系统然后将处理后的信息传输至与信息处理子 系统通信连接的移动终端设备；在发现老人的运动姿态突然发生包括摔倒在内的变化，监控画面中检测到老人出现久坐在内的异常情况 时，智能监控设备就会将信息最终传递至信息处理子系统，由信息处 理子系统向移动终端设备发出报警信息；在该区域活动的老人佩戴的 智能手环有唯一的ID编号与老人的身份进行绑定；室内定位基于UWB 定位技术，通过建立基站与设有唯一ID编号的智能手环配套，进行 通信，用于在室内定位老人位置；便于在移动终端设备的电子地图中 查看老人的位置。

在室外活动区域，自理老人佩戴的智能手环主要监测老人的生命 体征，室外定位采用GPS定位模式，用于确定老人的位置，在移动终 端设备中设置有电子地图模块，能够获取智能手环传递过来的定位信 息，用以查看老人的位置，老人如果坐在智能轮椅中，智能轮椅中设 置有定位模块，智能轮椅也与云平台通信连接，并能够将位置信息传 递至移动终端设备，用于查看和确定老人的位置。

本发明中智能手环用以采集佩戴者的心率、血压、血氧饱和度等 各项生命体征，智能手环将监测到的人体体征和行为数据与以往病史 对比，再通过信息处理子系统进行综合分析，对佩戴者出现的异常情 况及时作出预判和预警，并将预判和预警信息发送至移动终端设备， 智能手环还设置有语音识别功能，用以与家属联系。

服务人员负责照看指定区域的老人日常生活，其佩戴有移动终端 设备，该移动终端设备含有唯一的ID编号、服务人员的信息、护理 服务信息和服务人员所处的空间位置信息，移动终端设备与所需护理 的老人的智能手环、智能如厕探测器、智能床垫和监控摄像头通信连 接，能够实时获得所需护理人员的所有信息，在所需护理人员需要帮 助的情况下，通过其佩戴的智能手环中的语音功能通知对应服务人 员，该区域的服务人员收到消息帮助老人解决问题；服务人员的移动 终端设备还能够查看老人的位置和运动轨迹；服务人员的移动终端设 备与老人佩戴的手环进行一对多的配对使用，通过WIFI设备将采集 的数据传输至云平台。

本发明中还设置有智能看护机器人，其设置有定位模块，能够准 确定位机器人所在的位置信息，并将信息通过云平台发送至信息处理 子系统，以便于服务人员实时监控，防老人发生意外情况，同时便于 及时救援；智能看护机器人还设置有智能语音交互信息模块能够提醒 老人按时吃药，与老人进行简单的日常交流问答，根据老人喜好，能 够播放对应歌曲或戏剧；还设置有人工智能模块，能够不断学习新的 声音和语调，提供对话式应答，机器人安装摄像头，用于人脸识别， 进行辅助性定位。

本发明中，智能监控设备中设置有图像分析处理模块，用以对获 取的视频影像进行处理和分析，通过对视频影像的图像处理和分析来 获知视频影像中的老人的状态，并将该状态传输至云平台，再通过云 平台传输至信息处理子系统，信息处理子系统根据图像分析处理模块 发送的老人的状态进行分析和判定，并将分析和判定的结果传输至指 挥中心，指挥中心能够查看老人的轨迹信息，也能将分析出来的数据 推送给服务人员或者老人家属的实时通知终端，如果分析处理的数据 满足设定的危险指数就会触发报警器模块，指挥中心发出指令触发报 警器模块。

本发明中智能监控设备中的图像分析处理模块采用如下方法 进行视频图像分析，养老院的电子地图中可以显示出安装在不同位置 的基站，且每一基站均有唯一ID编号，而安装在养老院中的智能监 控设备的监控摄像头位置也是固定的，且摄像头有自己编号，都能够 在电子地图中标示出来，当老人佩戴的智能手环接收到距离它最近的 3个基站信号时，则就得到了老人的位置信息，查看电子地图便能够 知道老人的位置坐标和所属的ID编号，智能手环采集到的老人的信 息都会通过标准的传输协议上传到云平台；得到老人的位置信息后， 就能够知道老人所处的智能监控设备监控摄像头的ID编号，联动动 作调出监控录像，调取老人所处的监控视频图像，该智能监控设备的 图像分析处理模块首先根据人体定位，跟踪检测每一个特定人员的运 动轨迹，采用现有的特征融合学校算法提取视频中动态人体行为特 征，从而检测该人员的行为特征，是否出现异常或有异常行为表现，并提供该异常行为的置信度，置信度在85％以上，则该异常行为准确 可靠，智能监控设备将该状态判定为异常状态，并将该状态传输至云 平台，再经云平台传输至信息处理子系统，信息处理子系统反馈出异 常行为结果并报警。

本发明中生命体征异常分析是对配备有信息采集设备的老人，首 先根据老人佩戴的具有唯一ID编号的智能手环和室内定位基站确定 老人的位置和身份信息，智能手环对应到每一位老人，综合老人的健 康档案、动态体征数据、运动状态等多种信息，结合专业的医疗知识， 采用数据分析和自学习算法，自主长期学习老人的动态数据，分析老 人是否存在体征异常，并提供该该老人体征异常的置信度，置信度在85％以上为该体征异常准确可信，体征异常下反馈异常数据结果和依 据。

本发明涉及的一种智慧养老系统具体使用方式按照如下步骤进 行：

S1、将所有入住老人均佩戴上具有唯一ID编号的智能手环，并 将非失能老人通过一个号段进行编号，失能和半失能老人通过另一个 号段进行编号，以便于区分，通过智能手环来监控老人的心率、血压、 血氧饱和度等各项生命体征数据；

S2、看管老人的护理人员均配有移动终端设备，将每位护理人员 的移动终端设备与所护理人员的智能手环和智能床垫进行绑定，能够 接收其个人体征信息和报警信息，以便于及时获知老人的情况；

S3、所有的智能手环将采集到的数据集中上传至云平台，云平台 再将数据传输至信息处理子系统进行实时监控，信息处理子系统在接 收到老人体征数据异常时，会及时将报警信息传输至指挥中心，并在 显示报警信息模块中显示出来，指挥中心的工作人员看到信息会进行 处理，同时报警信息还会通过指挥中心传递至对应护理人员的移动终 端设备，护理人员根据接收到的报警信息及时对老人进行救助，同时 通过老人所佩戴的智能手环来精准确定老人的位置，提高施救效率， 节省施救时间；

S4、对于无法离床的失能和半失能老人，除智能手环外，还通过 智能床垫上的多种传感器来实时监控老人的体征，测温、测距、测湿 在内的多种传感器，具体信息传输路径和报警工作方式与S2中只能 手环的工作方式相同；

S5、护理老人的家属能够通过实时通知终端来获知老人体征数据 和紧急通知，家属通过将老人的ID与实时通知终端进行绑定，便能 够获得从指挥中心传输过来的老人体征信息数据，在紧急情况下，也 能够将警报信息和紧急通知发送至实时通知终端来告知家属，以便于 家属能够随时了解护理老人的情况；

S6、老人在如厕时，通过智能如厕探测器来监测老人是否出现紧 急情况，先设定智能如厕探测器久坐的报警的时长，以20-40分钟为 最佳范围，若监测到智能如厕探测器通过传感器监测到20-40钟持续 有人在时，则将数据传输至云平台，再传输至信息处理子系统，信息 处理子系统分析处理发现异常后将报警信息传输至指挥中心，指挥中 心收到报警信息后根据发出报警信息的智能如厕探测器的ID及时派 出护理人员进行施救；

S7、老人在户外活动时，通过智能监控设备来对老人进行实时监 测，通过老人的智能手环和基站的配合来确定老人的位置，并通过智 能监控设备来监控自理老人的身体姿态，包括自理老人是处于立、卧、 坐、静止在内的状态，在老人出现异常状态时，智能监控设备能够把 上述信息处理后传输至云平台，再经云平台传输至信息处理子系统， 信息处理子系统将信息发送至指挥中心，由指挥中心发出警报，来通 知护理人员及时作出处理；上述视频信息存储于指挥中心的视频监控 信息模块，在需要查询老人活动情况时，通过该模块来进行查询；

S8、在老人饮食方面，护理人员则能够通过智能饮食搭配模块来 进行选择，该模块能够根据收集到的老人体征信息来分析老人身体所 缺乏的哪类营养物质，自动推荐最优食谱，护理人员则根据推荐的食 谱和老人的个人口味偏好进行营养和口感的最优搭配；

S9、老人在需要陪护聊天则直接按压陪护聊天模块的发送请求 端，指挥中心在收到请求后及时安排陪护聊天的人员至老人处进行服 务。

本发明与现有技术相比，具有双重智能服务、体征信息自诊、视 频监控异常三大优势，取得的有益效果如下：

一、提供老人日常健康保障与关怀的双重智能化服务依托于完 备的智能信息采集子系统和强大的物联网云平台。

二、提供老人体征信息自诊断的贴身保障通过上传采集的联动体 征信息数据，结合大数据智能分析与专业的医疗团队有效指导，轻松 掌握每一位老人的身体动态，不受老人活动时间、地点的限制。真正 做到自诊断、无需排队等待和专人测量。智能的大数据分析算法综合 每一位老人的历史体征数据、病史能够更加准确的提供老人的诊断结 果，成为真正的“私人医疗助手”担当者。

三、提供视频监控下老人异常的警报，非私人空间的全天候无死 角视频监控，作为养老院中防范老人出现危险和异常状况的重要环 节。一般规模下的养老院监控摄像头不下于数百路，视频中的场景和 行为分析依托于工作人员视觉观察。目前，各大养老机构和智能养老 系统均未提供智能的视频分析算法，协助工作人员得到发生异常的准 确地点地点、异常行为类别、危险级别、发生异常人员身份、需要提 供的帮助和辅助工具等。智能化视频异常行为分析不仅可以有效的缓 解工作人员的压力和疲劳，对于发生的紧急状况，还能够反馈详细的 基本信息，理性的智能分析当下的情况、需要处理的手段，克服工作 人员心理慌乱、不了解情况而错过对老人的救助时间。本智慧养老系 统提供全天候的视频下的老人行为分析，结合老人的体征数据，双向 联动，对老人出现的疑似异常行为，做出合理有效的判断，提供异常 行为类别、该异常行为的置信度、危险级别、异常人员身份、紧急救助项目等。

附图说明：

图1为本发明涉及的智慧养老系统框架原理示意图。

图2为本发明涉及的智能监控设备的使用流程框架示意图。

具体实施方式：

下面通过实施例并结合附图对本发明作进一步说明。

实施例1

本实施例涉及的一种智慧养老系统的主体结构包括：信息采集子 系统1、信息处理子系统2、云平台3和指挥中心4，云平台3为数 据存储系统，用以将信息采集子系统1收集到的信息进行存储，并传 输至信息处理子系统2进行分析处理，所述信息处理子系统2作为信 息处理的中枢设置有智能AI分析算法模块，将采集到的大数据进行 智能分析整理，并将处理后的信息发送至指挥中心4，指挥中心4作 为管理所有信息的中枢，能够存储所有信息并提供信息查询和传输服 务，指挥中心4设置有查看报警记录模块、显示报警信息模块、老人 信息实时推送模块、视频监控信息模块、智能餐饮搭配模块、情绪疏 导模块、理解沟通能力评估模块、陪护聊天模块，报警记录模块和显 示报警信息模块用以管理收到的所有报警信息，其中报警记录模块存 储所有报警的信息，根据所有的报警记录信息能够得知每一老人的健 康状况，显示报警信息模块用以显示当前警报的信息，以便于管理指 挥中心4的人员及时获取报警信息并作出最快的处理；老人信息实时 推送模块与服务人员使用的移动终端设备、家属人员使用的实时通知 终端和通信连接，能够将接收到的信息根据设定的标准及时传输至上 述终端，视频监控信息模块能够实时看到网络中任一智能监控设备的 视频信息，并能够调取和观看历史视频信息，智能饮食搭配模块内预 存有适用于多种情况的老人食用的食谱，该模块能够根据收集到的老 人体征信息自动推荐最优食谱，护理人员也能够根据实际情况对食谱 进行调整；情绪调整用以根据收集到的老人的体征信息和身体状况进 行情绪评估，并对每一护理老人作出评估结果，护理人员能够根据评 估结果和历史信息记录进行对应的护理服务，以调整老人的情绪至正 常状态；理解沟通能力评估模块用以根据收集到的体征和健康状况信 息对老人的理解沟通能力进行准确的评估，以提供对应的护理服务； 在老人发出陪护聊天请求后，陪护聊天模块的发送请求端安装于每一 老人床头处，并直接与陪护聊天模块通信连接，老人通过按陪护聊天 模块的发送请求端能够直接将请求信号发送至指挥中心4的陪护聊 天模块，陪护聊天模块能够显示床位信息，陪护聊天模块能够及时接 收到该信息并向老人提供对应的服务；指挥中心4还设置有电子地图 模块，能够接收所连接的信息采集子系统1中的设备的定位信息，以 迅速获得每一老人的位置便于及时提供服务和施救；指挥中心4还设 置有警报器模块，经由信息处理子系统2传输至指挥中心4的报警信 息会由警报器模块发出警报信息来提醒护理人员。

本实施例中信息处理子系统2主要包括对视频图像的异常行为 和体态分析以及对老人生命体征的异常进行大数据分析，所述大数据 为信息采集子系统1收集的的大数据，信息处理子系统2根据上述大 数据来准确有效的判别入院老人的当前状态，通过信息处理子系统2 中的AI智能分析模块还能够对大数据进行分析整理，交给医疗团队 进行诊断分析，对潜在的病症及时发现治疗，通过联动机制融合多种 信息采集设备得到的大数据进行理解分析，老人检测大数据不断积 累，建模学习养老院老人的生理特征，能够很好的应对海量大数据的 处理，及时对存在问题的数据结果进行反馈和预警，真正做到智能化；医疗团队能够根据处理后的大数据进行诊断分析，提高诊断分析的准 确性。

信息采集子系统1用以监控老人的体征数据和活动状态，并收集 上述信息传输至云平台3，对可能出现的异常情况及时报警，信息采 集子系统1包括有以下设备：在卧室区域，对于自理老人佩戴有用以 监测老人的生命体征信息的智能手环，能够监测老人的心率和血压， 智能手环在室内采用UWB定位设备进行定位，用以准确定位出老人的 位置，并通过WIFI设备将信息传输至云平台3，在老人外出时，智 能手环监测到的老人体征信息则通过智能手环中的sim卡由3G/4G网 络将数据传输至云平台3，在户外是采用GPS定位老人的位置，其中 智能手环设置有GPS定位模块，能够实时获知自理老人的位置信息； 智能手环中还设置有身份识别模块，使每一个智能手环具有唯一ID 编号来对应每位佩戴者的信息；卫生间中安装智能如厕探测器，用以 探测老人是否出现久坐的情况，一旦老人在如厕过程中出现久坐不起 的情况，智能如厕探测器就会报警，WIFI设备将采集的数据传输云 平台3，云平台3用以存储WIFI设备传输过来的数据，并将其传输 到信息处理子系统2，再通过智能AI分析算法模块对数据处理后进 行判断，判断后将报警信息传输至与信息处理子系统2通信连接的移 动终端设备，同时每一智能如厕探测器均设置有唯一ID编码，在智 能如厕探测器发出报警信息后，救护人员能够根据反馈出的智能如厕 探测器的ID编号，来迅速定位老人所处的位置，及时救援；在失能、 半失能老人的床上安装有智能床垫，该智能床垫包括有测温、测距、 测湿在内的多种传感器，上述传感器采集到的数据通过WIFI设备与 云平台3通信连接，用以将收集到的信息传输到云平台3，再传输至 信息处理子系统2中的AI智能分析模块进行分析处理，用以实时监 测老人的呼吸频率、心率、体动情况、睡眠质量、离床次数和大小便 失禁等情况，如果发现老人出现呼吸急促等情况、心率与正常心率值 偏差较大时、出现大小便失禁情况、起床次数过于频繁等，信息处理 子系统2分析出的数据通过指挥中心4发出报警信息，将报警信息发 送至照顾老人的服务人员的移动终端设备上，服务人员及时采取措 施，每一移动终端设备与一位或多位特定老人进行绑定，用以只接收和监控该老人的信息；移动终端设备与信息处理子系统2通信连接， 用以接收信息处理子系统2发送的信息和查看终端中存储的老人的 个人信息，信息处理子系统2将处理后的信息统一传输到指挥中心4， 由指挥中心4向移动终端设备发送信息，并在指挥中心4处能够查看 存储的老人信息。

在室内或室外公共区域中，主要活动的老人类型为自理老人，在 公共区域中安装有智能监控设备用于监控自理老人的身体姿态，包括 自理老人是处于立、卧、坐、静止在内的状态，还能够监控老人的运 动姿态，包括老人在监控画面中是处于行走状态还是处于跌倒状态； 智能监控设备中设置有用以处理图像信息的智能图像处理算法模块， 用以处理并判断自理老人的状态信息，每一智能监控设备均与基于物 联网的云平台3通信连接，用以将获得的信息传输至云平台3，再经 云平台3传输至信息处理子系统2然后将处理后的信息传输至与信息 处理子系统2通信连接的移动终端设备；在发现老人的运动姿态突然 发生包括摔倒在内的变化，监控画面中检测到老人出现久坐在内的异 常情况时，智能监控设备就会将信息最终传递至信息处理子系统2， 由信息处理子系统2向移动终端设备发出报警信息；在该区域活动的 老人佩戴的智能手环有唯一的ID编号与老人的身份进行绑定；室内 定位基于UWB定位技术，通过建立基站与设有唯一ID编号的智能手 环配套，进行通信，用于在室内定位老人位置；便于在移动终端设备 的电子地图中查看老人的位置。

在室外活动区域，自理老人佩戴的智能手环主要监测老人的生命 体征，室外定位采用GPS定位模式，用于确定老人的位置，在移动终 端设备中设置有电子地图模块，能够获取智能手环传递过来的定位信 息，用以查看老人的位置，老人如果坐在智能轮椅中，智能轮椅中设 置有定位模块，智能轮椅也与云平台3通信连接，并能够将位置信息 传递至移动终端设备，用于查看和确定老人的位置。

本实施例中智能手环用以采集佩戴者的心率、血压、血氧饱和度 等各项生命体征，智能手环将监测到的人体体征和行为数据与以往病 史对比，再通过信息处理子系统2进行综合分析，对佩戴者出现的异 常情况及时作出预判和预警，并将预判和预警信息发送至移动终端设 备，智能手环还设置有语音识别功能，用以与家属联系。

服务人员负责照看指定区域的老人日常生活，其佩戴有移动终端 设备，该移动终端设备含有唯一的ID编号、服务人员的信息、护理 服务信息和服务人员所处的空间位置信息，移动终端设备与所需护理 的老人的智能手环、智能如厕探测器、智能床垫和监控摄像头通信连 接，能够实时获得所需护理人员的所有信息，在所需护理人员需要帮 助的情况下，通过其佩戴的智能手环中的语音功能通知对应服务人 员，该区域的服务人员收到消息帮助老人解决问题；服务人员的移动 终端设备还能够查看老人的位置和运动轨迹；服务人员的移动终端 设备与老人佩戴的手环进行一对多的配对使用，通过WIFI设备将采 集的数据传输至云平台3。

本实施例中还设置有智能看护机器人，其设置有定位模块，能够 准确定位机器人所在的位置信息，并将信息通过云平台3发送至信息 处理子系统2，以便于服务人员实时监控，防老人发生意外情况，同 时便于及时救援；智能看护机器人还设置有智能语音交互信息模块能 够提醒老人按时吃药，与老人进行简单的日常交流问答，根据老人喜 好，能够播放对应歌曲或戏剧；还设置有人工智能模块，能够不断学 习新的声音和语调，提供对话式应答，机器人安装摄像头，用于人脸 识别，进行辅助性定位；

本实施例中，智能监控设备中设置有图像分析处理模块，用以对 获取的视频影像进行处理和分析，通过对视频影像的图像处理和分析 来获知视频影像中的老人的状态，并将该状态传输至云平台3，再通 过云平台3传输至信息处理子系统2，信息处理子系统2根据图像分 析处理模块发送的老人的状态进行分析和判定，并将分析和判定的结 果传输至指挥中心4，指挥中心4能够查看老人的轨迹信息，也能将 分析出来的数据推送给服务人员或者老人家属的实时通知终端，如果 分析处理的数据满足设定的危险指数就会触发报警器模块，指挥中心 4发出指令触发报警器模块。

本实施例中智能监控设备中的图像分析处理模块采用如下方法 进行视频图像分析，养老院的电子地图中可以显示出安装在不同位置 的基站，且每一基站均有唯一ID编号，而安装在养老院中的智能监 控设备的监控摄像头位置也是固定的，且摄像头有自己编号，都能够 在电子地图中标示出来，当老人佩戴的智能手环接收到距离它最近的 3个基站信号时，则就得到了老人的位置信息，查看电子地图便能够 知道老人的位置坐标和所属的ID编号，智能手环采集到的老人的信 息都会通过标准的传输协议上传到云平台3；得到老人的位置信息后， 就能够知道老人所处的智能监控设备监控摄像头的ID编号，联动动 作调出监控录像，调取老人所处的监控视频图像，该智能监控设备的 图像分析处理模块首先根据人体定位，跟踪检测每一个特定人员的运 动轨迹，采用现有的特征融合学校算法提取视频中动态人体行为特 征，从而检测该人员的行为特征，是否出现异常或有异常行为表现， 并提供该异常行为的置信度，置信度在85％以上，则该异常行为准确 可靠，智能监控设备将该状态判定为异常状态，并将该状态传输至云 平台3，再经云平台3传输至信息处理子系统2，信息处理子系统2 反馈出异常行为结果并报警。

本实施例中生命体征异常分析是对配备有信息采集设备的老人， 首先根据老人佩戴的具有唯一ID编号的智能手环和室内定位基站确 定老人的位置和身份信息，智能手环对应到每一位老人，综合老人的 健康档案、动态体征数据、运动状态等多种信息，结合专业的医疗知 识，采用数据分析和自学习算法，自主长期学习老人的动态数据，分 析老人是否存在体征异常，并提供该该老人体征异常的置信度，置信 度在85％以上为该体征异常准确可信，体征异常下反馈异常数据结果 和依据。

本实施例涉及的一种智慧养老系统具体使用方式按照如下步骤 进行：

S1、将所有入住老人均佩戴上具有唯一ID编号的智能手环，并 将非失能老人通过一个号段进行编号，失能和半失能老人通过另一个 号段进行编号，以便于区分，通过智能手环来监控老人的心率、血压、 血氧饱和度等各项生命体征数据；

S2、看管老人的护理人员均配有移动终端设备，将每位护理人员 的移动终端设备与所护理人员的智能手环和智能床垫进行绑定，能够 接收其个人体征信息和报警信息，以便于及时获知老人的情况；

S3、所有的智能手环将采集到的数据集中上传至云平台3，云平 台3再将数据传输至信息处理子系统2进行实时监控，信息处理子系 统2在接收到老人体征数据异常时，会及时将报警信息传输至指挥中 心4，并在显示报警信息模块中显示出来，指挥中心4的工作人员看 到信息会进行处理，同时报警信息还会通过指挥中心4传递至对应护 理人员的移动终端设备，护理人员根据接收到的报警信息及时对老人 进行救助，同时通过老人所佩戴的智能手环来精准确定老人的位置， 提高施救效率，节省施救时间；

S4、对于无法离床的失能和半失能老人，除智能手环外，还通过 智能床垫上的多种传感器来实时监控老人的体征，测温、测距、测湿 在内的多种传感器，具体信息传输路径和报警工作方式与S2中只能 手环的工作方式相同；

S5、护理老人的家属能够通过实时通知终端来获知老人体征数据 和紧急通知，家属通过将老人的ID与实时通知终端进行绑定，便能 够获得从指挥中心4传输过来的老人体征信息数据，在紧急情况下， 也能够将警报信息和紧急通知发送至实时通知终端来告知家属，以便 于家属能够随时了解护理老人的情况；

S6、老人在如厕时，通过智能如厕探测器来监测老人是否出现紧 急情况，先设定智能如厕探测器久坐的报警的时长，以20-40分钟为 最佳范围，若监测到智能如厕探测器通过传感器监测到20-40钟持续 有人在时，则将数据传输至云平台3，再传输至信息处理子系统2， 信息处理子系统2分析处理发现异常后将报警信息传输至指挥中心 4，指挥中心4收到报警信息后根据发出报警信息的智能如厕探测器 的ID及时派出护理人员进行施救；

S7、老人在户外活动时，通过智能监控设备来对老人进行实时监 测，通过老人的智能手环和基站的配合来确定老人的位置，并通过智 能监控设备来监控自理老人的身体姿态，包括自理老人是处于立、卧、 坐、静止在内的状态，在老人出现异常状态时，智能监控设备能够把 上述信息处理后传输至云平台3，再经云平台3传输至信息处理子系 统2，信息处理子系统2将信息发送至指挥中心4，由指挥中心4发 出警报，来通知护理人员及时作出处理；上述视频信息存储于指挥中 心4的视频监控信息模块，在需要查询老人活动情况时，通过该模块 来进行查询；

S8、在老人饮食方面，护理人员则能够通过智能饮食搭配模块来 进行选择，该模块能够根据收集到的老人体征信息来分析老人身体所 缺乏的哪类营养物质，自动推荐最优食谱，护理人员则根据推荐的食 谱和老人的个人口味偏好进行营养和口感的最优搭配；

S9、老人在需要陪护聊天则直接按压陪护聊天模块的发送请求 端，指挥中心4在收到请求后及时安排陪护聊天的人员至老人处进行 服务。

Claims (10)

1.一种智慧养老系统，其特征在于其主体结构包括：信息采集子系统、信息处理子系统、云平台和指挥中心，云平台为数据存储系统，用以将信息采集子系统收集到的信息进行存储，并传输至信息处理子系统进行分析处理，所述信息处理子系统作为信息处理的中枢设置有智能AI分析算法模块，将采集到的大数据进行智能分析整理，并将处理后的信息发送至指挥中心，指挥中心作为管理所有信息的中枢，能够存储所有信息并提供信息查询和传输服务，指挥中心设置有查看报警记录模块、显示报警信息模块、老人信息实时推送模块、视频监控信息模块、智能餐饮搭配模块、情绪疏导模块、理解沟通能力评估模块、陪护聊天模块，报警记录模块和显示报警信息模块用以管理收到的所有报警信息，其中报警记录模块存储所有报警的信息，根据所有的报警记录信息能够得知每一老人的健康状况，显示报警信息模块用以显示当前警报的信息，以便于管理指挥中心的人员及时获取报警信息并作出最快的处理；老人信息实时推送模块与服务人员使用的移动终端设备、家属人员使用的实时通知终端和通信连接，能够将接收到的信息根据设定的标准及时传输至上述终端，视频监控信息模块能够实时看到网络中任一智能监控设备的视频信息，并能够调取和观看历史视频信息，智能饮食搭配模块内预存有适用于多种情况的老人食用的食谱，该模块能够根据收集到的老人体征信息自动推荐最优食谱，护理人员也能够根据实际情况对食谱进行调整；情绪调整用以根据收集到的老人的体征信息和身体状况进行情绪评估，并对每一护理老人作出评估结果，护理人员能够根据评估结果和历史信息记录进行对应的护理服务，以调整老人的情绪至正常状态；理解沟通能力评估模块用以根据收集到的体征和健康状况信息对老人的理解沟通能力进行准确的评估，以提供对应的护理服务；在老人发出陪护聊天请求后，陪护聊天模块的发送请求端安装于每一老人床头处，并直接与陪护聊天模块通信连接，老人通过按陪护聊天模块的发送请求端能够直接将请求信号发送至指挥中心的陪护聊天模块，陪护聊天模块能够显示床位信息，陪护聊天模块能够及时接收到该信息并向老人提供对应的服务；指挥中心还设置有电子地图模块，能够接收所连接的信息采集子系统中的设备的定位信息，以迅速获得每一老人的位置便于及时提供服务和施救；指挥中心还设置有警报器模块，经由信息处理子系统传输至指挥中心的报警信息会由警报器模块发出警报信息来提醒护理人员。

2.根据权利要求1所述的一种智慧养老系统，其特征在于信息处理子系统包括有对视频图像的异常行为和体态分析以及对老人生命体征的异常进行大数据分析，所述大数据为信息采集子系统收集的的大数据，信息处理子系统根据上述大数据来准确有效的判别入院老人的当前状态，通过信息处理子系统中的AI智能分析模块还能够对大数据进行分析整理，交给医疗团队进行诊断分析，对潜在的病症及时发现治疗，通过联动机制融合多种信息采集设备得到的大数据进行理解分析，老人检测大数据不断积累，建模学习养老院老人的生理特征，能够很好的应对海量大数据的处理，及时对存在问题的数据结果进行反馈和预警，真正做到智能化；医疗团队能够根据处理后的大数据进行诊断分析，提高诊断分析的准确性。

3.根据权利要求1所述的一种智慧养老系统，其特征在于信息采集子系统用以监控老人的体征数据和活动状态，并收集上述信息传输至云平台，对可能出现的异常情况及时报警，信息采集子系统包括有以下设备：在卧室区域，对于自理老人佩戴有用以监测老人的生命体征信息的智能手环，用以采集包括佩戴者的心率、血压、血氧饱和度在内的生命体征，智能手环将监测到的人体体征和行为数据与以往病史对比，再通过信息处理子系统进行综合分析，对佩戴者出现的异常情况及时作出预判和预警，并将预判和预警信息发送至移动终端设备，智能手环还设置有语音识别功能，用以与家属联系；智能手环在室内采用UWB定位设备进行定位，用以准确定位出老人的位置，并通过WIFI设备将信息传输至云平台，在老人外出时，智能手环监测到的老人体征信息则通过智能手环中的sim卡由3G/4G网络将数据传输至云平台，在户外是采用GPS定位老人的位置；智能手环中还设置有身份识别模块，使每一个智能手环具有唯一ID编号来对应每位佩戴者的信息；卫生间中安装智能如厕探测器，用以探测老人是否出现久坐的情况，一旦老人在如厕过程中出现久坐不起的情况，智能如厕探测器就会报警，WIFI设备将采集的数据传输云平台，云平台用以存储WIFI设备传输过来的数据，并将其传输到信息处理子系统，再通过智能AI分析算法模块对数据处理后进行判断，判断后将报警信息传输至与信息处理子系统通信连接的移动终端设备，同时每一智能如厕探测器均设置有唯一ID编码，在智能如厕探测器发出报警信息后，救护人员能够根据反馈出的智能如厕探测器的ID编号，来迅速定位老人所处的位置，及时救援；在失能、半失能老人的床上安装有智能床垫，该智能床垫包括有测温、测距、测湿在内的多种传感器，上述传感器采集到的数据通过WIFI设备与云平台通信连接，用以将收集到的信息传输到云平台，再传输至信息处理子系统中的AI智能分析模块进行分析处理，用以实时监测老人的呼吸频率、心率、体动情况、睡眠质量、离床次数和大小便失禁等情况，如果发现老人出现呼吸急促等情况、心率与正常心率值偏差较大时、出现大小便失禁情况、起床次数过于频繁等，信息处理子系统分析出的数据通过指挥中心发出报警信息，将报警信息发送至照顾老人的服务人员的移动终端设备上，服务人员及时采取措施，每一移动终端设备与一位或多位特定老人进行绑定，用以只接收和监控该老人的信息；移动终端设备与信息处理子系统通信连接，用以接收信息处理子系统发送的信息和查看终端中存储的老人的个人信息，信息处理子系统将处理后的信息统一传输到指挥中心，由指挥中心向移动终端设备发送信息，并在指挥中心处能够查看存储的老人信息。

4.根据权利要求3所述的一种智慧养老系统，其特征在于在室内或室外公共区域中安装有智能监控设备用于监控自理老人的身体姿态，包括自理老人是处于立、卧、坐、静止在内的状态，还能够监控老人的运动姿态，包括老人在监控画面中是处于行走状态还是处于跌倒状态；智能监控设备中设置有用以处理图像信息的智能图像处理算法模块，用以处理并判断自理老人的状态信息，每一智能监控设备均与基于物联网的云平台通信连接，用以将获得的信息传输至云平台，再经云平台传输至信息处理子系统然后将处理后的信息传输至与信息处理子系统通信连接的移动终端设备；在发现老人的运动姿态突然发生包括摔倒在内的变化，监控画面中检测到老人出现久坐在内的异常情况时，智能监控设备就会将信息最终传递至信息处理子系统，由信息处理子系统向移动终端设备发出报警信息；在该区域活动的老人佩戴的智能手环有唯一的ID编号与老人的身份进行绑定；室内定位基于UWB定位技术，通过建立基站与设有唯一ID编号的智能手环配套，进行通信，用于在室内定位老人位置；便于在移动终端设备的电子地图中查看老人的位置；在室外活动区域，自理老人佩戴的智能手环主要监测老人的生命体征，室外定位采用GPS定位模式，用于确定老人的位置，在移动终端设备中设置有电子地图模块，能够获取智能手环传递过来的定位信息，用以查看老人的位置，老人如果坐在智能轮椅中，智能轮椅中设置有定位模块，智能轮椅也与云平台通信连接，并能够将位置信息传递至移动终端设备，用于查看和确定老人的位置。

5.根据权利要求4所述的一种智慧养老系统，其特征在于智能监控设备中设置有图像分析处理模块，用以对获取的视频影像进行处理和分析，通过对视频影像的图像处理和分析来获知视频影像中的老人的状态，并将该状态传输至云平台，再通过云平台传输至信息处理子系统，信息处理子系统根据图像分析处理模块发送的老人的状态进行分析和判定，并将分析和判定的结果传输至指挥中心，指挥中心能够查看老人的轨迹信息，也能将分析出来的数据推送给服务人员或者老人家属的实时通知终端，如果分析处理的数据满足设定的危险指数就会触发报警器模块，指挥中心发出指令触发报警器模块。

6.根据权利要求5所述的一种智慧养老系统，其特征在于本发明中智能监控设备中的图像分析处理模块采用如下方法进行视频图像分析，养老院的电子地图中可以显示出安装在不同位置的基站，且每一基站均有唯一ID编号，而安装在养老院中的智能监控设备的监控摄像头位置也是固定的，且摄像头有自己编号，都能够在电子地图中标示出来，当老人佩戴的智能手环接收到距离它最近的3个基站信号时，则就得到了老人的位置信息，查看电子地图便能够知道老人的位置坐标和所属的ID编号，智能手环采集到的老人的信息都会通过标准的传输协议上传到云平台；得到老人的位置信息后，就能够知道老人所处的智能监控设备监控摄像头的ID编号，联动动作调出监控录像，调取老人所处的监控视频图像，该智能监控设备的图像分析处理模块首先根据人体定位，跟踪检测每一个特定人员的运动轨迹，采用现有的特征融合学校算法提取视频中动态人体行为特征，从而检测该人员的行为特征，是否出现异常或有异常行为表现，并提供该异常行为的置信度，置信度在85％以上，则该异常行为准确可靠，智能监控设备将该状态判定为异常状态，并将该状态传输至云平台，再经云平台传输至信息处理子系统，信息处理子系统反馈出异常行为结果并报警。

7.根据权利要求1所述的一种智慧养老系统，其特征在于服务人员负责照看指定区域的老人日常生活，其佩戴有移动终端设备，该移动终端设备含有唯一的ID编号、服务人员的信息、护理服务信息和服务人员所处的空间位置信息，移动终端设备与所需护理的老人的智能手环、智能如厕探测器、智能床垫和监控摄像头通信连接，能够实时获得所需护理人员的所有信息，在所需护理人员需要帮助的情况下，通过其佩戴的智能手环中的语音功能通知对应服务人员，该区域的服务人员收到消息帮助老人解决问题；服务人员的移动终端设备还能够查看老人的位置和运动轨迹；服务人员的移动终端设备与老人佩戴的手环进行一对多的配对使用，通过WIFI设备将采集的数据传输至云平台。

8.根据权利要求1所述的一种智慧养老系统，其特征在于本系统中还设置有智能看护机器人，其设置有定位模块，能够准确定位机器人所在的位置信息，并将信息通过云平台发送至信息处理子系统，以便于服务人员实时监控，防老人发生意外情况，同时便于及时救援；智能看护机器人还设置有智能语音交互信息模块能够提醒老人按时吃药，与老人进行简单的日常交流问答，根据老人喜好，能够播放对应歌曲或戏剧；还设置有人工智能模块，能够不断学习新的声音和语调，提供对话式应答，机器人安装摄像头，用于人脸识别，进行辅助性定位。

9.根据权利要求1所述的一种智慧养老系统，其特征在于本发明中生命体征异常分析是对配备有信息采集设备的老人，首先根据老人佩戴的具有唯一ID编号的智能手环和室内定位基站确定老人的位置和身份信息，智能手环对应到每一位老人，综合老人的健康档案、动态体征数据、运动状态等多种信息，结合专业的医疗知识，采用数据分析和自学习算法，自主长期学习老人的动态数据，分析老人是否存在体征异常，并提供该该老人体征异常的置信度，置信度在85％以上为该体征异常准确可信，体征异常下反馈异常数据结果和依据。

10.根据权利要求1-9中任一权利要求所述的一种智慧养老系统，其特征在于本发明涉及的一种智慧养老系统的具体使用方式按照如下步骤进行：

S1、将所有入住老人均佩戴上具有唯一ID编号的智能手环，并将非失能老人通过一个号段进行编号，失能和半失能老人通过另一个号段进行编号，以便于区分，通过智能手环来监控老人的心率、血压、血氧饱和度等各项生命体征数据；

S2、看管老人的护理人员均配有移动终端设备，将每位护理人员的移动终端设备与所护理人员的智能手环和智能床垫进行绑定，能够接收其个人体征信息和报警信息，以便于及时获知老人的情况；

S3、所有的智能手环将采集到的数据集中上传至云平台，云平台再将数据传输至信息处理子系统进行实时监控，信息处理子系统在接收到老人体征数据异常时，会及时将报警信息传输至指挥中心，并在显示报警信息模块中显示出来，指挥中心的工作人员看到信息会进行处理，同时报警信息还会通过指挥中心传递至对应护理人员的移动终端设备，护理人员根据接收到的报警信息及时对老人进行救助，同时通过老人所佩戴的智能手环来精准确定老人的位置，提高施救效率，节省施救时间；

S4、对于无法离床的失能和半失能老人，除智能手环外，还通过智能床垫上的多种传感器来实时监控老人的体征，测温、测距、测湿在内的多种传感器，具体信息传输路径和报警工作方式与S2中只能手环的工作方式相同；

S5、护理老人的家属能够通过实时通知终端来获知老人体征数据和紧急通知，家属通过将老人的ID与实时通知终端进行绑定，便能够获得从指挥中心传输过来的老人体征信息数据，在紧急情况下，也能够将警报信息和紧急通知发送至实时通知终端来告知家属，以便于家属能够随时了解护理老人的情况；

S6、老人在如厕时，通过智能如厕探测器来监测老人是否出现紧急情况，先设定智能如厕探测器久坐的报警的时长，以20-40分钟为最佳范围，若监测到智能如厕探测器通过传感器监测到20-40钟持续有人在时，则将数据传输至云平台，再传输至信息处理子系统，信息处理子系统分析处理发现异常后将报警信息传输至指挥中心，指挥中心收到报警信息后根据发出报警信息的智能如厕探测器的ID及时派出护理人员进行施救；

S7、老人在户外活动时，通过智能监控设备来对老人进行实时监测，通过老人的智能手环和基站的配合来确定老人的位置，并通过智能监控设备来监控自理老人的身体姿态，包括自理老人是处于立、卧、坐、静止在内的状态，在老人出现异常状态时，智能监控设备能够把上述信息处理后传输至云平台，再经云平台传输至信息处理子系统，信息处理子系统将信息发送至指挥中心，由指挥中心发出警报，来通知护理人员及时作出处理；上述视频信息存储于指挥中心的视频监控信息模块，在需要查询老人活动情况时，通过该模块来进行查询；

S8、在老人饮食方面，护理人员则能够通过智能饮食搭配模块来进行选择，该模块能够根据收集到的老人体征信息来分析老人身体所缺乏的哪类营养物质，自动推荐最优食谱，护理人员则根据推荐的食谱和老人的个人口味偏好进行营养和口感的最优搭配；

S9、老人在需要陪护聊天则直接按压陪护聊天模块的发送请求端，指挥中心在收到请求后及时安排陪护聊天的人员至老人处进行服务。