CN110246301A - 一种用于监测独居老人室内活动异常的系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于监测独居老人室内活动异常的系统，包括：至少一个双鉴探测器，用于采集老人的活动信息，并将所述信息发送给嵌入式网关；至少一个嵌入式网关，用于通过无线传感网络接收所述双鉴探测器发送的所述信息，并通过互联网将所述信息发送给云服务器；至少一个云服务器，用于接收嵌入式网关发送的数据，并根据所述数据判断老人活动是否异常，当所述判断结果为异常时，发出报警信号。本发明的优点在于：嵌入式网关综合效率更高；无线传感网方式有利于设备布点，打破布点位置的局限性，提高美观度；与最新的互联网科技结合，不仅具有Web页面报警功能，还具有云端服务器向手机APP推送报警消息的功能，智能化、便携化。

Description

一种用于监测独居老人室内活动异常的系统
技术领域
本发明涉及智能养老技术领域，具体来说涉及一种用于监测独居老人室内活动异常的系统。
背景技术
目前，我国人口老龄化的趋势日渐加剧，随之也产生了社会、经济等方面的诸多问题。从微观层面来说，如何更合理、有效、便捷地解决养老过程中的种种问题，是家庭和个人所要面对的一项长期的、重大的考验。
随着我们国家逐渐进入老龄化社会，老龄人群越来越多；同时，伴随着国家城市化进程的加速，人口流动特别是年轻人的流动成为常态，越来越多的“单身独居老人”出现，孤居老人已成为一种不容忽视的社会群体。据区民政局统计，截止2010年底，全国1.67亿60岁以上老人中，有一半过着“空巢”生活——不与子女居住在一起，或者没有子女。以上海市为例，2009年底共有空巢老人92.21万人，约占户籍人口老年人总数的29.2％，其中独居老人18.87万。而徐汇区60岁以上老龄人口约有21.61万，80岁以上老龄人口约有4.08万，其中纯老家庭33960户，单身独居老人11166人。
在以往的经验和教训中，我们听说过这样的案例：独居老人在室内发生意外损伤，在长时间无人问询后，造成更严重的伤亡后果。我国具有孝敬老人的优良传统，因此，对孤居老人的健康和安全是一个急需解决的问题。通常我们的父母以及其他的老人们有自己的生活规律和习惯，所以不愿离开生活多年的住所和环境，而儿女们也都有自己的事业和家庭，不可能天天去照看老人。而孤居老人因为年龄原因，生理机能、记忆力和智力均存在衰退，一旦遇到疾病或摔倒等意外，往往因无人知晓、自己难以自救而导致灾难性后果。
所以，提供一种设备或系统，其能够监测独居老人在室内活动的异常情况，成为了一种新的需求。同时，伴随着不断涌现的商业化养老服务，比如养老地产、养老公寓、养老机构，该需求也越加被重视。
专利《一种基于双鉴的摔倒事件检测系统》，在功能上力求解决老人摔倒时的报警，但无法解决老人在活动异常时报警，比如：老人突发某种疾病，卧床不起，这时通过摔倒报警不能达到报警目的。再者，专利中提到设备为“双鉴红外/微波探测器”，单从原理来说，该设备不具备直接检测摔倒的能力；那么结合文中提到的逻辑方法而言，从实践及分析的结果来看，并不能完备的检测摔倒。例如，从文中描述内容来说，如何判断以下情况：人瞬间晕倒，此时高位、低位探测器同时检测到人体运动，人晕倒后倒地不动，高位、低位探测器都检测不到人体运动，此时如何判断？
中国发明专利公开号CN102819658A公开了一种孤居老人睡眠和如厕监测分析系统，其包括以下步骤：信号探测：在厕所抽水马桶上方、卧室的床头上方以及门上，在合适的高度和角度，固定设置若干探测器采集信号；信号转换：将上述探测器产生的探测信号汇聚、转换，并接入、传输到计算机上，对采集到的信号进行处理和传输；信号处理：对异常数据进行检测和处理；信号监控：通过计算机网络对发送到设定的监护中心平台上的数据信息进行相应的救护处理；该发明能够一定程度的解决独居老人生活问题，对可能的健康和安全情况进行实时监护和积极干预，提高他们的生活质量。
然而，上述专利看似先进，但从实践的角度出发，仍有问题。如：老人在夜间睡着时的正常翻身和老人躺在床上失眠没有睡着这两种情况，基于文中的原理，如何统计、评估睡眠质量、及进行后续报警？文中室内用于主要处理数据的设备是计算机，并且有些老人居住场所，不具备接入以太网的条件，从设备复杂度和成本来说，当下使用嵌入式网关综合效率更高。文中未提及或没有进一步提及设备互联的方式，如果采用有线方式，在布点时，一定会因走线增加布点位置的局限性与美观度。文中未提及有移动式报警终端这类设备，比如利用移动互联网技术，手机就可以实现该功能。
发明内容
本发明力求解决独居老人室内活动异常的问题，解决上述所述部分存在的问题。本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于监测独居老人室内活动异常的系统，包括：
至少一个双鉴探测器，用于采集老人的活动信息，并将所述信息发送给嵌入式网关；
至少一个嵌入式网关，用于通过无线传感网络接收所述双鉴探测器发送的所述信息，并通过互联网将所述信息发送给云服务器；
至少一个云服务器，用于接收嵌入式网关发送的数据，并根据所述数据判断老人活动是否异常，当所述判断结果为异常时，发出报警信号。
优选的，所述系统进一步包括智能移动终端，通过移动互联网接收上述报警信号，并显示在APP或微信上。
优选的，所述系统进一步包括客户端，所述客户端具有Web页面，所述云服务器通过互联网将所述报警信号发送到Web页面。
优选的，所述双鉴探测器为微波红外双鉴探头。
优选的，所述微波红外双鉴探测器包括：微波红外双鉴探头、微处理器、433MHz通信模块组成，微波红外双鉴探头监测到老人活动时，产生信号，该信号经微处理器处理，通过基于433MHz频段的自主协议栈的无线传感网，传向网关。
优选的，所述无线传感网络是以下类型中的一种或多种：基于433MHz频段的自主协议栈无线传感网、无线ZigBee传感网或有线485传感网；所述无线传感网为星型结构，单工双向模式，协议层面具有握手机制，能够可靠传递传感器信息。
优选的，所述网关由433MHz通信模块、微处理器、以太或WiFi模块、GSM模块及SIM卡组成，通过所述无线传感网络接收来自双鉴探测器的信号，经微处理器处理，通过以太或WiFi模块或GSM模块经过互联网，传向云服务器。
优选的，所述云服务器可对双鉴探测器的报警时间段、报警阈值进行设置，当在所述报警时间段内超出报警阈值的时间未监测到老人在室内活动时产生报警。
优选的，所述报警的产生允许满足在某一个或某几个报警时间段内发生，其余时间段内不产生报警。
优选的，所述双鉴探测器的安装地点为老人经常活动的区域。
本发明的优点在于：
(1)能够更为有效的监测老人活动异常时的报警。
(2)室内主要用于处理数据的设备是嵌入式网关，在设备复杂度和成本上，有较大优势。
(3)各个传感器与嵌入式网关的互联方式采用无线传感器网络，规避了有线方式走线和布点的局限性。
(4)可多个传感器同时工作，扩大监测范围。
(5)具有多个报警时间段设置、报警阈值设置、报警功能开关设置功能，方便灵活。
(6)可通过Web页面管理相关设备，查看历史数据，接收报警数据。
(7)可通过手机管理相关设备，产看历史数据，接收报警数据。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
附图1示出了根据本发明实施方式的一种用于监测独居老人室内活动异常的系统原理示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
为了克服单一技术探测器的缺陷，通常将2种不同技术原理的探测器整合在一起，只有当2种探测技术的传感器都探测到人体移动时才报警的探测器称为双鉴探测器。
本发明提出一套系统，使用双鉴探测报警器，该系统用于监测独居老人在室内活动的异常情况。包括：
至少一个双鉴探测器，用于采集老人的活动信息，并将所述信息发送给嵌入式网关；
至少一个嵌入式网关，用于通过无线传感网络接收所述双鉴探测器发送的所述信息，并通过互联网将所述信息发送给云服务器；
至少一个云服务器，用于接收嵌入式网关发送的数据，并根据所述数据判断老人活动是否异常，当所述判断结果为异常时，发出报警信号。
优选的，本发明可以采用手机、平板电脑、智能可穿戴设备(例如智能手表等)，通过移动互联网接收上述报警信号，也可以通过互联网将所述报警信号发送到Web页面。
具体的，该系统的系统框图如图1所示，该系统的原理及技术方案如下所述：
一、由1个或多个双鉴探测器对老人的活动情况进行采集。
该双鉴探测器主要由微波红外双鉴探头、微处理器、433MHz通信模块组成。其中，微处理器可采用ST的STM8系列，433MHz收发器可采用TI的CC11XX系列。上述器件在性能和成本的折中考虑方面，较为推荐。微波红外双鉴探头监测到老人活动时，产生信号，该信号经微处理器处理，通过基于433MHz频段的自主协议栈的无线传感网，传向网关。该网络为星型结构，单工双向模式，协议层面具有握手机制，能够可靠传递传感器信息。所述433MHz通信模块包括STM32系列微控制器、射频芯片CC1101、天线，STM32系列微控制器实现控制射频芯片CC1101与信号调理功能，射频芯片CC1101负责信号收发功能。
本发明中提到的无线传感网是基于433MHz频段的自主协议栈无线传感网，然而，优选的，本发明的传感网也可用无线ZigBee或有线485方案来实现。
本发明通过使用微波红外双鉴探头，有利于提高监测老人活动时产生信号的正确率，降低误报率。因为，仅仅是红外探测，从其原理来说，在温度较高的地区，容易出现错误探测，增加微波功能，能有效规避这一错误。另外，本发明除了可以使用微波红外双鉴探测器。优选的，本发明可在室内1个或多个位置放置双鉴探测器，建议放置位置为老人经常活动的位置。如：卫生间、厨房、卧室、客厅等均可放置。常见形态为吸顶安装。例如，安装在洗手间或者卧室内，使其探测范围能分别覆盖马桶及其正前方1-2米、卧室床铺等区域；这样，一旦老人到马桶前如厕或到床上睡觉，探测器即能检测到人体。
二、网关对来自双鉴探测器的信息进行转发。
本发明的网关采用嵌入式网关。该网关由433MHz通信模块、微处理器、以太或WiFi模块、GSM模块及SIM卡组成。其中，微处理器可采用ST的STM32系列，以太、Wi-Fi、GSM或其他移动互联通信模块选其一即可，主要为了适配室内不通的网络通信条件。
网关通过基于433MHz频段的自主协议栈的无线传感网接收来自双鉴探测器的信号，经微处理器处理，通过以太或WiFi模块、GSM模块经过互联网，传向云服务器。所述433MHz通信模块包括STM32系列微控制器、射频芯片CC1101、天线，STM系列微控制器实现控制射频芯片CC1101与信号调理功能，射频芯片CC1101负责信号收发功能。
在常规的结构的室内，1个此网关可覆盖约200平方的面积，为了提高信号传输的质量，可将该网关悬挂于距顶30cm的墙壁上。
三、云服务器对设备进行管理，并处理来自网关的信息。
本发明的云服务器硬件可采用阿里云的云服务器，采用B/S架构，可通过Web页面处理下述内容。具有账户管理功能，用于不同用户管理自己的设备，及查看历史记录。可对各个双鉴探测器的报警时间段、报警阈值进行设置；可根据老人出入不通场所的频率和时间段灵活定制。如：厨房的报警时间段可设置为06:00～12:00、15:00～21:00等，报警阈值为1小时。其他时间段可能为睡觉时间，不会出入厨房。具有一键开关报警的功能，便于由于出行等原因的整日不在室内的情况。较为重要的逻辑是：当与老人对应的1个或多个双鉴探测器中，只要有其中1个产生报警，就代表老人出现活动异常。报警信息能够显示到Web页面。能够查询历史数据，包括出入各个监控区域的时间，报警记录等。从一定层面反映老人的活动规律。
本发明是依据采集到的双鉴探测器采集的数据，进行相关分析判定，若经判定后符合发出警示信息条件，则依据是否是独居老人采取不同的发送警示信息途径，若是独居老人，配置参数的智能手机可充当转发器功能，发送警示信息至其子女，子女受到警示信息后可拨打电话与老人进行确认或通过云端服务器调取老人家中的视频传感器查看老人状况；若不是独居老人，可启动手机的声音报警功能唤醒家属，以便家属及时查看老人状况。
通过上述实施例的技术方案，本发明的该系统具有如下功能：
A)当长时间未监测到老人在室内活动时产生报警；
B)该报警的产生允许满足在某一个或某几个报警时间段内发生，比如在08:00～20:00的时间段内能够产生报警，其余时间段内不产生报警；
C)该报警的产生允许满足一个报警阈值，比如在监测到老人6个小时未活动后，产生报警；
D)该报警可以通过Web页面、手机APP或微信推送等功能，向与老人相关的亲属或看护人员进行提醒。
本发明的优点在于：嵌入式网关综合效率更高；无线传感网方式有利于设备布点，打破布点位置的局限性，提高美观度；与最新的互联网科技结合，不仅具有Web页面报警功能，还具有云端服务器向手机APP推送报警消息的功能，智能化、便携化。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，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权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种用于监测独居老人室内活动异常的系统，其特征在于，包括：
至少一个双鉴探测器，用于采集老人的活动信息，并将所述信息发送给嵌入式网关；
至少一个嵌入式网关，用于通过无线传感网络接收所述双鉴探测器发送的所述信息，并通过互联网将所述信息发送给云服务器；
至少一个云服务器，用于接收嵌入式网关发送的数据，并根据所述数据判断老人活动是否异常，当所述判断结果为异常时，发出报警信号。
2.根据权利要求1所述的一种用于监测独居老人室内活动异常的系统，其特征在于，
所述系统进一步包括智能移动终端，通过移动互联网接收上述报警信号，并显示在APP或微信上。
3.根据权利要求1所述的一种用于监测独居老人室内活动异常的系统，其特征在于，
所述系统进一步包括客户端，所述客户端具有Web页面，所述云服务器通过互联网将所述报警信号发送到Web页面。
4.根据权利要求1所述的一种用于监测独居老人室内活动异常的系统，其特征在于，
所述双鉴探测器为微波红外双鉴探头。
5.根据权利要求4所述的一种用于监测独居老人室内活动异常的系统，其特征在于，
所述微波红外双鉴探测器包括：微波红外双鉴探头、微处理器、433MHz通信模块组成，微波红外双鉴探头监测到老人活动时，产生信号，该信号经微处理器处理，通过基于433MHz频段的自主协议栈的无线传感网，传向网关。
6.根据权利要求1所述的一种用于监测独居老人室内活动异常的系统，其特征在于，
所述无线传感网络是以下类型中的一种或多种：基于433MHz频段的自主协议栈无线传感网、无线ZigBee传感网或有线485传感网；所述无线传感网为星型结构，单工双向模式，协议层面具有握手机制，能够可靠传递传感器信息。
7.根据权利要求1所述的一种用于监测独居老人室内活动异常的系统，其特征在于，
所述网关由433MHz通信模块、微处理器、以太或WiFi模块、GSM模块及SIM卡组成，通过所述无线传感网络接收来自双鉴探测器的信号，经微处理器处理，通过以太或WiFi模块或GSM模块经过互联网，传向云服务器。
8.根据权利要求1所述的一种用于监测独居老人室内活动异常的系统，其特征在于，
所述云服务器可对双鉴探测器的报警时间段、报警阈值进行设置，当在所述报警时间段内超出报警阈值的时间未监测到老人在室内活动时产生报警。
9.根据权利要求1所述的一种用于监测独居老人室内活动异常的系统，其特征在于，
所述报警的产生允许满足在某一个或某几个报警时间段内发生，其余时间段内不产生报警。
10.根据权利要求1所述的一种用于监测独居老人室内活动异常的系统，其特征在于，
所述双鉴探测器的安装地点为老人经常活动的区域。
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Application publication date: 20190917