CN109067873A - 一种物联网远程监护系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种新型的物联网远程监护系统，属于物联网远程监护和人工智能技术领域。该物联网远程监护系统包括由监护对象携带或者附着在监护对象上的传感器模块、近端通信子模块、监护管理云平台、大数据分析和人工智能子平台、护理中心、移动终端。传感器模块中除了有重力加速度，陀螺仪三轴传感器、位置传感器外，还可以嵌入视频模组和语音模组；监护管理云平台提供数据分析和人工智能，对监护对象的行为进行自学习、建模和预警判断。本发明成本低，适用范围广，可适用于所有需要监护的人员或者宠物以及贵重物品，有效地确保了监护对象的安全，同时也提高了监护人员的监护效率。

Description

一种物联网远程监护系统

技术领域

本发明属于物联网远程监护和人工智能领域，涉及一种监护系统，尤其是物联网远程监护系统。

背景技术

我国60周岁及以上老年人口已经达到2.3亿，占到总人口的16％多。而我国空巢和独居老年人已经接近1亿人，这是《中国养老产业发展白皮书》中披露的一组数据。根据白皮书统计，现阶段，我国80岁以上的老年人达2400多万，失能、半失能老人近4000万人；预计到2050年以后，我国80岁以上的高龄老人将会保持在1亿人这个规模上。而老年人口数量将超过4亿人，平均每3个人中就有1个老年人。对于空巢或独居老人，各种意外风险纷至沓来。疾病、摔倒、火灾等意外发生的概率非常高，而子女往往在外地，因工作压力无暇照顾老人。

在儿童方面，中国0-14岁以下儿童人数大约为2.2亿，有数据表明，自2016年5月11日至2016年6月12日，公安部儿童失踪信息紧急发布平台共发布全国47名“失踪儿童信息”。截至2016年6月12日上午6点，有22名儿童与家人团圆，10人意外溺亡，2人不幸遇害，13人下落不明。虽然有将近一半的儿童已经找回，但是那些还未找回的儿童依然占很大比重，尤其是意外溺亡和遇害的比例占将近四分之一比重。从儿童的走失时间从调查资料来看，从8点到18点每一个时间段都有儿童走失，这提醒着人们不容丝毫懈怠，时刻保护好儿童安全。

为了解决上述监护对象的动态信息，特别是老人和儿童的活动情况，让监护人员或者协助人员随时随地获得上述监护对象的信息，进而提供及时有效的监护和帮助的技术，具有非常重要的研究价值和现实意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够有效对老人、儿童、宠物或者贵重物品进行远程有效的物联网远程监护系统。

为了达到上述目的，本发明的解决方案是：

一种物联网远程监护系统，包括由监护对象携带或者附着在监护对象上的传感器模块、近端通信子模块、监护管理云平台、大数据分析和人工智能子平台、护理中心、移动终端。传感器模块中除了有重力加速度，陀螺仪三轴传感器、位置传感器外，还可以嵌入视频模块和语音模块；监护管理云平台提供数据分析和人工智能，对监护对象的行为进行自学习、建立个体特征模型和预警判断。

其中，所述传感器模块配置有重力加速度芯片，将检测数据传给监护管理云平台，监护管理云平台判断监护对象是否跌倒，将告警信息由监护平台转发给相关护理、监护人员；为了降低所述传感器的功耗，重力加速度的变化也可以由传感器判断，超过阈值后，才会给远程监护管理云平台发送重力变化检测数据；所述传感器模块还配置有姿态传感器芯片，即陀螺仪三轴芯片、或者六轴芯片、或者九轴芯片，用于实时采集监护对象的身体摆幅，将采集的数据回传到大数据分析和人工智能子平台，进行分析和建立个体特征模型，用于预警和判断监护对象的身体状况，是否出现异常，并将异常情况通过监护管理云平台推送给监护人员和监护对象，给予提醒警示；所述传感器模块还配置有定位芯片，用于对监护对象进行定位，将监护对象位置信息通过监护管理云平台推送给监护人；所述传感器模块还可以配置视频模组，在监护对象或者监护人需要的时候，启动视频功能，帮助监护人了解监护对象的情况和周围环境；所述传感器模块还可以配置语音模组，在监护对象或者监护人需要的时候，启动语音功能，帮助监护人与监护对象进行语音沟通；所述传感器模块还包括无线通信模块，用于将传感器的检测数据、语音和视频发给监护管理云平台；所述传感器模块还包括可充电电池或者普通便携电池；所述传感器模块还包括电源管理模块，在低电压的时候进行充电提醒，所述传感器模块除实时采集芯片在实时工作外，其他功能芯片都在电源管理芯片的控制下进入深度睡眠，只有需要这些功能芯片工作的时候，才会启动。

优选地，所述无线通信模块包括蓝牙、WIFI、NB-IoT/eMTC、Lora、2G/3G/4G/5G模组；

优选地，所述传感器模块还包括GPS/北斗定位功能，该功能子模组可以与无线通信组合在同一个模组芯片中，也可以是独立一套定位模组芯片；

所述近端通信子模块是为了降低监护对象携带的传感器的功耗，其中包括蓝牙或者WIFI功能芯片，用于将传感器的数据通过蓝牙或者WIFI中继的方式传到监护管理云平台；近端通信子模块是为了更加有效的降低传感器的功耗，传感器数据通过近端通信子模块中转，近端通信子模块采用电池、太阳能或者交流220v电源供电；

所述监护管理云平台是部署在云端服务器上的监护管理子系统，包括接收传感器发送来的数据，并将数据存储在数据库，同时转发到大数据分析和人工智能子平台；所述监护管理云平台还包括将经过大数据和人工智能子平台处理后的信息推送给监护人员或者监护对象；所述监护管理云平台还包括将监护人员或者护理中心发送的指令转发到对应的监护对象的传感器上；所述监护管理云平台还包括监护人员和监护对象注册、登录和管理，以及传感器注册和管理。

所述大数据分析和人工智能子平台部署在云端服务器，包括多台并行处理的主从服务器，服务器注册管理模块、分类和分析算法管理模块、自学习模块、个体特征建模模块、以及异常判断预警模块；所述主从服务器承担数据分类和分析算法管理模块、以及自学习模块、个体特征建模模块、异常判断预警模块的运行，一台主服务器带多台从服务器，主服务器将接收到的数据按照规则分配给不同的从服务器，即任务分发管理；所述分配规则可以是负载均衡规则，也可以是按数据来源分配规则；所述服务器注册管理模块运行在主服务器上，用于管理从服务器增减，当处理数量大，需要增加从服务器的时候，则通过服务器注册管理模块实现从服务器的接入和主服务器对从服务器的任务分发管理；所述分类和分析算法管理模块运行在从服务器上，是对接收到的数据进行分类，以及与个体特征建模模块反馈的正常模型进行初步的分析比较；所述自学习模块，是采用人工智能算法，对数据分类与分析模块分析后的数据进行学习建模；所述人工智能算法，可以是数值积分卡尔曼滤波算法、平方根滤波算法；所述个体特征建模模块，是将经过自学习模块处理后的数据，在个体特征建模模块对监护对象个体特征进行建模，建模数据作为数据分类和分析算法管理模块对新接收的数据分析的参考；所述建模数据包括监护对象的身体摆幅(三轴、六轴、九轴传感器检测出的检测对象身体摆动数据)、步态(每一步迈出时，重力加速度的波动数据)，步行速度；所述异常判断预警模块，是用于接收经过数据分类和分析算法管理模块初步判断是异常的数据，这些异常数据经过异常判断预警模块的深度分析，判断监护对象的身体行动是否异常，是否需要发送告警信息；所述深度分析，包括同类数据在不同日期，相同小时段的误差对比分析，不同类数据，在相同时间是否有对应异常数据出现的分析对比，以及同年龄段、同性别，不同相似个体特征模型参数的类比；

所述大数据分析和人工智能子平台的多台并行处理的主从服务器可同时并行分析多个来自不同监护对象的采集数据；所述大数据分析和人工智能子平台可根据监护对象的数据量来增加服务器进行扩容；所述大数据分析和人工智能子平台对监护对象的步态、身体摆幅、步行速度进行自学习和建模，建立监护对象正常情况下的个体特征状态模型库。

所述护理中心和移动终端，是用于通知监护人的信息展示载体，同时也是对监护对象传感器指令发送的工具，包括护理中心的大屏幕显示设备、个人携带的移动终端设备。

所述监护对象的传感器模块由监护人从移动终端或者个人电脑终端访问监护管理云平台的传感器管理页面，输入传感器模块的唯一标识码，向监护管理云平台进行远程注册；所述监护人完成注册后，即完成了监护人、监护对象、传感器的绑定；由所述监护对象的传感器通过无线网络给所述监护管理云平台实时传输监护对象的数据，由所述监护管理云平台将实时接收的数据转发给所述大数据分析和人工智能子平台，由所述大数据分析和人工智能子平台对所述监护对象的数据进行分析和建模，通过所述监护管理云平台给监护人推送监护信息。

优选地，所述远程注册的信息包括监护对象姓名、年龄、监护种类、传感器标识、监护人的姓名，年龄，以及与监护对象的关系、监护人的手机号码，微信号、紧急联系号码，监护人和监护对象的地址、监护人机构、监护机构名称、监护机构紧急联系电话和紧急联系人，即完成所述监护人、监护对象、监护传感器绑定；

优选地，所述监护人、监护对象、监护传感器绑定后，在所述监护管理云平台，传感器与监护人状态默认始终是激活状态，并且监护管理云平台与传感器、以及监护人的移动终端，或者护理中心保持长链接心跳包；

优选地，所述监护种类包括活动状态监护、活动轨迹监护、紧急呼叫，视频监护，预警监护；

优选地，所述活动状态的监护，采用主动发送的方式，在约定的时间周期，从所述监护对象的传感器将监护对象的活动状态数据发送到所述监护管理云平台，经过大数据和人工智能处理，得到该监护对象目前的状态，并将该状态信息发给监护人；

优选地，所述活动轨迹的监护，采用被动的获取方式，优选地，所述活动轨迹的获取方式有两种：(1)由所述监护对象的传感器在本地记录所有轨迹的经纬度，并保存在传感器，在每天某个固定的时间，将信息集中回传到所述监护管理云平台，所述监护人需要看所述监护对象的轨迹的时候，将完整的轨迹信息推送给监护人；或者(2)所述监护对象的传感器在本地不记录所有轨迹，在所述监护人需要获取当前位置信息的时候，由所述监护人通过监护人自己的移动终端的APP、网页或者微信小程序向所述监护管理云平台发起所述监护对象位置查询，所述监护对象的传感器激活被定位，将位置信息通过监护管理云平台，推送到监护人那里；

优选地，所述定位信息可以通过所述监护对象的传感器自带的GPS、北斗定位，或者通过移动互联网进行定位，也可以通过近端通信子模块进行定位；

优先地，所述近端通信子模块，可以是蓝牙或者WIFI；

优选地，所述紧急呼叫，包括两种模式：(1)由所述监护对象主动发起，当监护对象遇到紧急情况，需要帮助时，按压所述监护对象的随身携带的传感器紧急呼叫按键，将紧急呼叫信息传到所述监护管理云平台，并通知所述相关监护人或者护理机构；或者(2)由所述监护管理云平台通过所述数据分析和人工智能子平台进行分析后，判断监护对象出现异常，向所述监护人发起告警，由监护人主动发起呼叫给监护对象；

优选地，所述监护对象出现的紧急情况，包括跌倒后监护对象自己无法起来、监护对象周围发生火灾、水灾、盗抢、人身伤害；

优选地，所述视频监护，包括两种模式：(1)由所述监护对象主动发起，当监护对象遇到紧急情况，需要帮助时，长压所述监护对象的随身携带的传感器紧急呼叫按键，启动传感器所携带的视频模组，将监护对象周围的视频环境信息传到所述监护管理云平台，并将所述监护对象周围的视频环境信息转发给所述相关监护人或者护理机构；或者(2)由所述监护管理云平台通过所述数据分析和人工智能子平台进行分析后，判断监护对象出现异常，向所述监护人发起告警，由监护人主动发出视频启动命令给监护对象的传感器，启动监护对象的传感器所携带的视频模组，将监护对象周围的视频环境信息传到所述监护管理云平台，并将所述监护对象周围的视频环境信息转发给所述相关监护人或者护理机构；

优选地，所述预警监护，则是通过监护对象的历史数据，进行大数据分析和人工智能自学习建立个人特征模型库，结合当前监护对象的状态数据，产生预警信息，并将预警信息通过监护管理云平台通知监护对象和监护人或者监护机构；

优选地，所述监护对象的状态数据，包括步态、即脚步的大小，身体的摆幅，步行的速度；

优选地，所述紧急呼叫信息可以是以文字或者语音包的方式通过短信或者微信推送，也可以是语音呼叫；

优选地，所述紧急呼叫信息可以通过监护管理云平台与急救中心对接联通；

优选地，所述注册和登录方式，还包括通过微信公众号或者微信小程序进行注册和登录。

由于采用上述方案，本发明的有益效果是：本发明物联网远程监护系统能够实现对监护对象的实时动态信息的获取，避免错过对其进行及时有效的护理和帮助的时机。本发明成本低，适用范围广，可适用于所有需要监护的人员、宠物或贵重物品，有效地确保了监护对象的安全，同时也提高了监护的效率。

附图说明

图1为本发明第一实施例的通过NB-IoT/eMTC对监护对象进行监护的物联网远程监护系统的系统结构示意图；

图2为本发明第二实施例的通过Lora传输对监护对象进行监护的物联网远程监护系统的系统结构示意图；

图3为本发明第三实施例的通过蓝牙/WIFI传输对监护对象进行监护的物联网远程监护系统的系统结构示意图；

图4为本发明第四实施例的通过4G/5G传输对监护对象进行监护的物联网远程监护系统的系统结构示意图；

图5为本发明第五实施例的物联网远程监护系统对监护对象数据建模和预警判断的流程图；

图6为本发明第六实施例的启动语音或者视频进行监护的示意图

具体实施方式

以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。

本发明公布了一种物联网远程监护系统，该系统基于物联网和人工智能技术，能够有效对老人、儿童、宠物或者贵重物品进行远程有效的监护和预警，包括由监护对象携带或者附着在监护对象上的传感器模块、近端通信子模块、监护管理云平台、大数据分析和人工智能子平台、护理中心、移动终端。传感器模块中除了有重力加速度传感器，陀螺仪三轴传感器、位置传感器外，还可以嵌入视频模组和语音模组；监护管理云平台提供数据分析和人工智能，对监护对象的行为进行自学习、建模和预警判断。

其中，所述传感器模块配置有重力加速度芯片，将检测数据传给监护管理云平台，监护管理云平台判断监护对象是否跌倒，将告警信息由监护平台转发给相关护理、监护人员；为了降低所述传感器的功耗，重力加速度的变化也可以由传感器判断，超过阈值后，才会给远程监护管理云平台发送重力变化检测数据；所述传感器模块还配置有陀螺仪三轴芯片，用于实时采集监护对象的身体姿态，以及摆幅，将采集的数据回传到大数据分析和人工智能子平台，进行分析和建立个体特征模型，用于预警和判断监护对象的身体状况，是否出现异常，并将异常情况通过监护管理云平台推送给监护人员和监护对象，给予提醒警示；所述传感器模块还配置有定位芯片，用于对监护对象进行定位，将监护对象位置信息通过监护管理云平台推送给监护人；所述传感器模块还可以配置视频模组，在监护对象或者监护人需要的时候，启动视频功能，帮助监护人了解监护对象的情况和周围环境；所述传感器模块还可以配置语音模组，在监护对象或者监护人需要的时候，启动语音功能，帮助监护人与监护对象进行语音沟通；所述传感器模块还包括无线通信模块，用于将传感器的检测数据、语音和视频发给监护管理云平台；所述传感器模块还包括可充电电池或者普通便携电池；所述传感器模块还包括电源管理模块，在低电压的时候进行充电提醒，所述传感器模块除实时采集芯片在实时工作外，其他功能芯片都在电源管理芯片的控制下进入深度睡眠，只有需要这些功能芯片工作的时候，才会启动。

所述近端通信子模块设置在所述传感器模块的近端，是为了降低监护对象携带的传感器的功耗，其中包括蓝牙或者WIFI功能芯片，用于将传感器的数据通过蓝牙或者WIFI中继的方式传到监护管理云平台；近端通信子模块是为了更加有效的降低传感器的功耗，传感器数据通过近端通信子模块中转，近端通信子模块采用电池、太阳能或者交流220v电源供电；

所述监护管理云平台是部署在云端服务器上的监护管理子系统，包括接收传感器发送来的数据，并将数据存储在数据库，同时转发到大数据分析和人工智能子平台；所述监护管理云平台还包括将经过大数据和人工智能子平台处理后的信息推送给监护人员或者监护对象；所述监护管理云平台还包括将监护人员或者护理中心发送的指令转发到对应的监护对象的传感器上；所述监护管理云平台还包括监护人员和监护对象注册、登录和管理，以及传感器注册和管理。

所述大数据分析和人工智能子平台部署在云端服务器，以接收监护管理云平台发送的数据并进行处理。该大数据分析和人工智能子平台包括多台并行处理的主从服务器，服务器注册管理模块、分类和分析算法注册管理模块、自学习结果反馈比较模块、个体特征建模模块、以及异常判断预警模块；所述大数据分析和人工智能子平台的多台并行处理的主从服务器可同时并行分析多个来自不同监护对象的采集数据；所述大数据分析和人工智能子平台可根据监护对象的数据量来增加服务器进行扩容；所述大数据分析和人工智能子平台对监护对象的步态、身体摆幅、步行速度进行自学习和建模，建立正常情况下的个体特征状态模型库。该大数据分析和人工智能子平台与监护管理云平台通信连接，监护管理云平台能够由此获取大数据分析和人工智能子平台处理后的信息。从而，监护管理云平台既能够将待处理的信息发送给大数据分析和人工智能子平台，又能够从大数据分析和人工智能子平台处获取其处理后的信息。

所述护理中心和移动终端，是用于通知监护人的信息展示载体，同时也是对监护对象传感器指令发送的工具，包括护理中心的大屏幕显示设备、个人携带的移动终端设备。

所述监护对象的传感器模块由监护人从移动终端或者个人电脑终端访问监护管理云平台的传感器管理页面，输入传感器模块的唯一标识码，向监护管理云平台进行远程注册；所述监护人完成注册后，即完成了监护人、监护对象、传感器的绑定；由所述监护对象的传感器通过无线网络给所述监护管理云平台实时传输监护对象的数据，由所述监护管理云平台将实时接收的数据转发给所述大数据分析和人工智能子平台，由所述大数据分析和人工智能子平台对所述监护对象的数据进行分析和建模，通过所述监护管理云平台给监护人推送监护信息。

第一实施例：

本实施例中，监护对象为老人，通信模式采用NB-IoT/eMTC，传感器模块除了有重力加速度检测芯片、陀螺仪三轴传感芯片、卫星定位芯片、语音芯片、视频芯片、蓝牙芯片外，还设置有NB-IoT/eMTC无线通信模块。

图1所示为第一实施例中通过NB-IoT/eMTC对监护对象进行监护的物联网远程监护系统的系统结构示意图。在本实施例中，由监护人通过手机APP、网页、或者微信公众号关注后，登录远程监护管理云平台进行注册和绑定，注册的信息包括监护对象的姓名、年龄、监护种类、传感器ID、监护人的姓名，年龄，以及与监护对象的关系、监护人的手机号码，微信号、紧急联系号码，监护人员和监护对象的地址、监护人机构、监护机构名称、监护机构紧急联系电话和紧急联系人；完成注册后，远程监护管理云平台开始对被监护的老人进行实时监护，通过传感器中的重力加速度芯片、陀螺仪三轴芯片、以及定位芯片采集的数据，在大数据和人工智能子平台上进行分析和建模，针对不同的被监护的老人，建立不同的有特征的形态模型。

在本实施例中，当被监护的老人突然跌倒，则传感器将异常数据发给远程监护管理云平台，通过远程监护管理云平台通知相关对应的注册绑定的监护人员；监护人员可以启动传感器中的语音模组和视频模组，通过语音和视频的方式，与被监护的老人进行通话和视频，进一步了解被监护老人的状况。

在本实施例中，当被监护的老人在行走的过程中，通过三轴陀螺仪芯片进行姿态检测，检测数据出现身体摆幅过大，或者过小，或者步行速度缓慢，或者步行速度忽快忽慢，或者重力加速度芯片进行重力加速度检测，检测结果波动异常，大数据分析和人工智能子平台将数据与被监护老人的特征建模进行对比，异常状态超过预警门限后，将启动预警，即身体状态预警功能，给被监护老人的绑定监护人、监护机构发出预警信息，同时也给被监护老人发出预警提示，预警提示包括语音提示，如：请您就近找个安全的地方休息，等待护理人员给您帮助。

在本实施例中，当被监护的老人迷失方向或者走失的时候，被监护的老人可以启动紧急呼叫按键，或者启动视频按键，在启动上述两种按键的时候，传感器模块同时自动启动定位功能，将紧急呼叫、视频信息以及定位信息发给远程监控云平台，由远程监控云平台转发给绑定的监护人，对被监护的老人进行救助；

在本实施例中，当被监护的老人出现紧急情况的时候，也可以由现场的第三方按动上述按键；绑定的监护人可以通过远程监护管理云平台与第三方紧急救援机构(比如120急救中心)进行通信，将相关的紧急救助信息转发给紧急救援机构；

在本实施例中，当被监护的老人发现紧急情况的时候，比如火警、盗抢的情况，则可以启动随时携带的传感器紧急呼叫按键，或者视频按键，将周围的紧急情况发给相关绑定的监护人，由监护人通知第三方紧急救援机构(如110报警台、119报警台)，对被监护的老人进行救助；

在本实施例中，如果被监护的老人在室内，启动紧急呼叫按键或者视频按键后，卫星定位模组启动后，发现无法通过卫星进行定位，则可以启动蓝牙定位，通过室内预先设置的蓝牙定位模块，该蓝牙定位模块发出特定的beacon(蓝牙标签)标识，不同位置的蓝牙定位模块发出的beacon标识信息不同，通过蓝牙定位模块，传感器将接收到的定位标识信息发给远程监控云平台，通过定位标识的功率大小，计算出被监护老人在室内的位置，通知相关绑定的监护人员进行救助；

在本实施例中，蓝牙定位模块由电池供电，不受特殊情况，如火灾、断电的影响；

在本实施例中，如果绑定的监护人发现被监护的老人出现异常信息，该异常信息由大数据和人工智能子平台建模分析得出，比如老人突然摔倒，失去知觉，或者老人从床上跌落，无法做任何行动，任何行动包括启动紧急呼叫按键，则监护人可以第一时间，通过远程监护管理云平台，启动被监护老人随时携带的传感器的视频、语音、定位功能，第一时间了解被监护老人的状况，并由绑定的监护人启动紧急救助，去现场查看和救助或者向最近的第三方人员或者托管机构发出救助请求。

本实施例也可以适用于儿童监护，如果用于对儿童监护，为了降低虚警概率，监护人只需要将预警监护功能关闭；另外，儿童监护传感器可做成装饰物，缝制在儿童衣物或帽子上。

本实施例也可以适用于宠物监护，如果用于宠物监护，只需要将预警监护、紧急呼叫关闭，即可用于宠物监护。

本实施例也可以适用于贵重物品监管，如果用于贵重物品监管，只需要将预警监护、紧急呼叫关闭，即可用于贵重物品监管。

不同的应用场景，物联网远程监护系统对应的功能列表如表1，监护人可登录远程监护管理云平台的用户设置模块，根据需要选择对应的功能。

表1物联网远程监护系统对应的功能

编号	功能	老人	儿童	宠物	其他物品
						1	姿态检测	需要	不需要	不需要	不需要
2	重力加速度检测	需要	可选	不需要	不需要
						3	卫星定位	需要	需要	需要	需要
4	蓝牙/WIFI定位	需要	可选	可选	可选
						5	语音	需要	需要	不需要	不需要
6	紧急呼叫	需要	需要	不需要	不需要
						7	视频	需要	需要	可选	可选
8	大数据和人工智能建模	需要	可选	不需要	不需要
						9	身体状态预警	需要	可选	不需要	不需要

第二实施例：

本实施例中，监护对象为老人，通信模式采用Lora，传感器模块除了有重力加速度检测芯片、陀螺仪三轴传感芯片、卫星定位芯片、语音芯片、视频芯片、蓝牙芯片外，还要有Lora无线收发模块。

图2所示为第二实施例中物联网远程监护系统的系统结构示意图。本实施例与第一个实施例的差别在于通信设备是基于Lora的无线传输方式。第一实施例是基于NB-IoT的通信方式是必须要经过运营商的服务器，比如经过电信的服务器，而采用Lora的通信方式，可以不经过运营商，但需要在覆盖范围内有一个Lora转4G或者3G，或者5G，或者转有线网络的网关，从该网关将数据传到远程监护管理云平台。本实施例的数据流从传感器到Lora网关，再从Lora网关通过其他无线网络或者有线网络到监护管理云平台。

第三实施例：

本实施例中，监护对象为老人，通信模式采用蓝牙模块或者WIFI转发，传感器模块除了有重力加速度检测芯片、陀螺仪三轴传感芯片、卫星定位芯片、语音芯片、视频芯片、蓝牙芯片外，或者还要有WIFI模块。

图3所示为第三实施例中物联网远程监护系统的系统结构示意图。本实施例与第一实施例和第二实施例的差别在于通信设备是基于蓝牙模块或者WIFI转发的无线传输方式。通过蓝牙模块或者WIFI转发，然后通过3G/4G/5G或者线网络的网关，从该网关将数据传到远程监护管理云平台。本实施例的数据流从传感器到蓝牙模块或者WIFI网关，再从蓝牙模块或者WIFI网关通过其他无线网络或者有线网络到监护管理云平台。远程监护管理云平台从哪个蓝牙模块或WIFI网关收到的数据，就可以通过蓝牙模块或者WIFI网关提供定位信息。

第四实施例：

本实施例中，监护对象为老人，通信模式采用3G/4G/5G转发，传感器模块除了有重力加速度检测芯片、陀螺仪三轴传感芯片、卫星定位芯片、语音芯片、视频芯片、蓝牙芯片外，还要有3G/4G/5G的无线通信传输模块。

图4所示为第四实施例中物联网远程监护系统的系统结构示意图。本实施例与前面三个实施例的差别在于通信设备是基于3G/4G/5G的无线传输方式。通过3G/4G/5G将数据传到远程监护管理云平台。本实施例的数据流从传感器通信模块直接到监护管理云平台。

第五实施例：

本实施例中，监护对象为老人，通信模式采用NB-IoT/eMTC，传感器模块除了有重力加速度检测芯片、陀螺仪三轴传感芯片、卫星定位芯片、语音芯片、视频芯片、蓝牙芯片外，还要有NB-IoT/eMTC的无线通信传输模块。

图5所示为第五实施例中大数据分析和人工智能子平台对监护对象数据建模和预警判断的流程图。在本实施例中，无论传感器模块的数据以何种方式传到监控管理云平台，监护对象的数据被传感器采集，比如走路的身体摆幅、步子跨度大小，步行速度，通过大数据分析和人工智能子平台的分类和分析算法管理模块，对这些数据进行分类和分析，然后将分类和分析后的正常数据送到自学习模块，通过自学习，进入个体特征建模模块创建个体特征数据模型和数据库。在建立个体特征数据模型后，将正常状态的模型输出参数反馈给分类和分析算法管理模块；分类和分析算法管理模块不断地对接收的数据进行分类和分析，将在波动范围内的正常数据送到自学习模块，不断通过自学习完善个体特征模型；当分类和分析算法管理模块在某个单位时间内，比如3分钟的时间内，如果连续发现采集的数据与建模参考数据有差异，且差异超出门限，则将疑似异常数据送入模型比较模块；在模型比较模块将疑似异常数据与个体特征建模模块输出的个体正常特征模型数据进一步做比对分析，并结合不同类型的数据比对，判断是否出现异常，并通过异常判断和告警模块发出告警信息给监护人和监护对象。

第六实施例：

本实施例中，监护对象为老人，通信模式采用NB-IoT/eMTC，传感器模块除了有重力加速度检测芯片、陀螺仪三轴传感芯片、卫星定位芯片、语音芯片、视频芯片、蓝牙芯片外，还要有NB-IoT/eMTC的无线通信传输模块。

图6所示为第六实施例中启动语音或者视频监护系统的示意图。在本实施例中，当被监护的老人迷失方向或者走失的时候，被监护的老人可以启动紧急呼叫按键，或者启动视频按键，在启动上述两种按键的时候，传感器模块同时自动启动定位功能，将紧急呼叫、视频信息以及定位信息发给远程监控云平台，由远程监控云平台转发给绑定的监护人，对被监护的老人进行救助；

在本实施例中，当被监护的老人出现紧急情况的时候，也可以由现场的第三方按动上述按键；绑定的监护人可以通过远程监护管理云平台与第三方紧急救援机构(比如120急救中心)进行通信，将相关的紧急救助信息转发给紧急救援机构；

在本实施例中，当被监护的老人发现紧急情况的时候，比如火警、盗抢的情况，则可以启动随时携带的传感器紧急呼叫按键，或者视频按键，将周围的紧急情况发给相关绑定的监护人，由监护人通知第三方紧急救援机构(如110报警台、119报警台)，对被监护的老人进行救助；

在本实施例中，如果绑定的监护人发现被监护的老人出现异常信息，该异常信息由大数据和人工智能子平台建模分析得出，比如老人突然摔倒，失去知觉，或者老人从床上跌落，无法做任何行动，任何行动包括启动紧急呼叫按键，则监护人可以第一时间，通过远程监护管理云平台，启动被监护老人随时携带的传感器的视频、语音、定位功能，第一时间了解被监护老人的状况，并由绑定的监护人启动紧急救助，去现场查看和救助或者向最近的第三方人员或者托管机构发出救助请求。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种物联网远程监护系统，其特征在于：包括由监护对象携带或者附着在监护对象上的传感器模块、近端通信子模块、监护管理云平台、大数据分析和人工智能子平台、护理中心、移动终端；

所述传感器模块用于检测监护对象的状态，并发送给所述监护管理云平台；

优选地，所述传感器模块配置有重力加速度检测芯片，将检测数据传给监护管理云平台，监护管理云平台判断监护对象是否跌倒，将告警信息由监护管理云平台转发给所述护理中心和监护人员；或者重力加速度的数据变化由所述传感器模块判断，超过系统设定的阈值后，给远程监护管理云平台发送重力变化检测告警数据；所述传感器模块配置姿态传感器芯片，将检测数据实时传给所述大数据分析和人工智能子平台，进行分析和建立个体特征模型，预警和判断监护对象的身体状况，判断监护对象是否出现异常，并将异常信息通过监护管理云平台推送给监护人员和监护对象，给予提醒警示；

优选地，所述传感器模块还配置有定位芯片，用于对监护对象进行定位，将监护对象位置信息通过所述监护管理云平台推送给监护人员；

优选地，所述传感器模块还配置视频模组，在监护对象或者监护人需要的时候，启动视频功能，帮助监护人了解监护对象的情况和周围环境；所述传感器模块还配置语音模组，在监护对象或者监护人需要的时候，启动语音功能，帮助监护人与监护对象进行语音沟通；

优选地，所述传感器模块还包括无线通信模块，用于将传感器的检测数据、语音和视频发给监护管理云平台；

优选地，所述传感器模块还包括可充电电池或者普通便携电池；所述传感器模块还包括电源管理模块，在低电压的时候进行充电提醒，所述传感器模块除重力和姿态传感器芯片在实时工作外，其他功能芯片都在电源管理芯片的控制下进入深度睡眠，只有需要这些功能芯片工作的时候，才会启动；

所述近端通信子模块设置在所述传感器模块的近端，以将所述传感器模块检测的信息传送到所述监护管理云平台，并降低所述传感器模块的功耗；优选地，所述近端通信子模块采用无线中继的方式将所述传感器模块检测的信息传到监护管理云平台；

所述监护管理云平台是部署在云端服务器上的监护管理子系统，包括接收传感器模块发送来的数据，并将数据存储在数据库，同时转发到大数据分析和人工智能子平台；所述监护管理云平台还包括将经过大数据和人工智能子平台处理后的信息推送给监护人员或者护理中心；所述监护管理云平台还包括将监护人员或者护理中心发送的指令转发到对应的监护对象的传感器上；

优选地，所述监护管理云平台还包括监护人员和监护对象注册、登录和管理，以及传感器注册、管理和绑定；

所述大数据分析和人工智能子平台部署在云端服务器，以接收所述监护管理云平台发送的数据并进行处理；优选地，所述大数据分析和人工智能子平台包括多台并行处理的主从服务器，服务器注册管理模块、分类和分析算法管理模块、自学习模块、个体特征建模模块、以及异常判断预警模块。

2.根据权利要求1所述的物联网远程监护系统，其特征在于：所述无线通信模块包括蓝牙、WIFI、NB-IoT/eMTC、Lora、2G/3G/4G/5G模组；

所述传感器模块包括传感器定位子模块；

所述传感器定位子模块采用GPS/北斗定位，与无线通信模块组合在同一个模组芯片中，或者是独立的一套定位模组芯片；或者，所述传感器定位模块采用蓝牙定位；或者，所述传感器定位模块采用WIFI定位；

所述姿态传感器芯片包括陀螺仪三轴传感器芯片、或者六轴传感器芯片、或者九轴传感器芯片；

所述大数据分析和人工智能子平台的多台并行处理的主从服务器可同时并行分析多个来自不同监护对象的采集数据；所述大数据分析和人工智能子平台可根据监护对象的数据量来增加服务器进行扩容；

优选地，所述大数据分析和人工智能子平台对监护对象的步态、身体摆幅、步行速度进行自学习和建模，建立正常情况下的个体特征状态模型库；

所述近端通信子模块包括蓝牙或者WIFI功能芯片，用于将传感器的数据通过蓝牙或者WIFI中继的方式传到监护管理云平台；

所述护理中心和移动终端，是用于通知监护人的信息展示，同时也是对监护对象传感器指令发送的工具，包括护理中心的大屏幕显示设备、个人携带的移动终端设备。

3.根据权利要求1所述的物联网远程监护系统，其特征在于：所述传感器模块由监护人从移动终端或者个人电脑终端访问监护管理云平台的传感器管理页面，输入传感器模块的唯一标识码，向监护管理云平台进行远程注册。

4.根据权利要求3所述的物联网远程监护系统，其特征在于：所述监护人完成远程注册后，即完成了监护人、监护对象、传感器的绑定；由所述传感器模块通过无线网络给所述监护管理云平台实时传输监护对象的数据，由所述监护管理云平台将实时接收的数据转发给所述大数据分析和人工智能子平台，由所述大数据分析和人工智能子平台对所述监护对象的数据进行分析和建模，通过所述监护管理云平台给监护人推送监护信息；

优选地，所述远程注册的信息包括监护对象姓名、年龄、监护种类、传感器标识、监护人的姓名，年龄，以及与监护对象的关系、监护人的手机号码，微信号、紧急联系号码，监护人和监护对象的地址、监护人机构、监护机构名称、监护机构紧急联系电话和紧急联系人。

5.根据权利要求1所述的物联网远程监护系统，其特征在于：所述监护人、监护对象、监护传感器绑定后，在所述监护管理云平台，传感器与监护人状态默认始终是激活状态，并且监护管理云平台与传感器、以及监护人的移动终端，或者护理中心保持长链接心跳包。

6.根据权利要求1所述的物联网远程监护系统，其特征在于：所述监护种类包括活动状态监护、活动轨迹监护、紧急呼叫，视频监护，预警监护；

优选地，所述活动状态监护采用主动发送的方式，在约定的时间周期，从所述监护对象的传感器将监护对象的活动状态数据发送到所述监护管理云平台，经过所述大数据分析和人工智能子平台处理得到该监护对象目前的状态，并将该状态信息发给监护人员；

优选地，所述活动轨迹监护采用被动的获取方式；优选地，所述活动轨迹的获取方式有两种：(1)由所述监护对象的传感器在本地记录所有轨迹的经纬度，并保存在传感器，在每天某个固定的时间，将信息集中回传到所述监护管理云平台，所述监护人需要看所述监护对象的轨迹的时候，将完整的轨迹信息推送给监护人；或者(2)所述监护对象的传感器在本地不记录所有轨迹，在所述监护人需要获取当前位置信息的时候，由所述监护人通过监护人自己的移动终端的APP、网页或者微信小程序向所述监护管理云平台发起所述监护对象位置查询，所述监护对象的传感器激活被定位，将位置信息通过监护管理云平台，推送到监护人那里；

优选地，所述定位信息可以通过所述监护对象的传感器自带的GPS、北斗定位，或者通过移动互联网进行定位，也可以通过近端通信子模块进行定位；

优选地，所述紧急呼叫包括两种模式：(1)由所述监护对象主动发起，当监护对象遇到紧急情况，需要帮助时，按压所述监护对象随身携带的传感器紧急呼叫按键，将紧急呼叫信息传到所述监护管理云平台，并通知所述相关监护人或者护理机构；或者(2)由所述监护管理云平台通过所述数据分析和人工智能子平台进行分析后，判断监护对象出现异常，向所述监护人发起告警，由监护人主动发起呼叫给监护对象；

优选地，所述监护对象出现的紧急情况，包括跌倒后监护对象自己无法起来、监护对象周围发生火灾、水灾、盗抢、人身伤害；

优选地，所述视频监护包括两种模式：(1)由所述监护对象主动发起，当监护对象遇到紧急情况，需要帮助时，长压所述监护对象随身携带的传感器紧急呼叫按键，启动传感器所携带的视频模组，将监护对象周围的视频环境信息传到所述监护管理云平台，并将所述监护对象周围的视频环境信息转发给所述相关监护人或者护理机构；或者(2)由所述监护管理云平台通过所述数据分析和人工智能子平台进行分析后，判断监护对象出现异常，向所述监护人发起告警，由监护人主动发出视频启动命令给监护对象的传感器，启动监护对象的传感器所携带的视频模组，将监护对象周围的视频环境信息传到所述监护管理云平台，并将所述监护对象周围的视频环境信息转发给所述相关监护人或者护理机构；

优选地，所述预警监护为通过监护对象的历史数据，进行大数据分析和人工智能自学习建立个人特征模型库，结合当前监护对象的状态数据，产生预警信息，并将预警信息通过监护管理云平台通知监护对象和监护人或者监护机构。

7.根据权利要求1所述的物联网远程监护系统，其特征在于：所述监护对象的状态数据包括步态、即脚步的大小，身体的摆幅，步行的速度；

8.根据权利要求1所述的物联网远程监护系统，其特征在于：所述注册和登录方式，还包括通过微信公众号或者微信小程序进行注册和登录。

9.根据权利要求1所述的物联网远程监护系统，其特征在于：所述紧急呼叫信息以文字或者语音包的方式通过短信或者微信推送，或者通过语音呼叫发出；

优选地，所述紧急呼叫信息通过监护管理云平台与急救中心对接联通。

10.根据权利要求1所述的物联网远程监护系统，其特征在于：所述近端通信子模块采用电池、太阳能或者普通交流民用市电电源供电。