CN110533876A - 一种居家养老安防报警系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及老人安全保障技术领域，具体涉及一种居家养老安防报警系统，包括：安防报警器、服务器以及用户终端，用户终端和安防报警器均和服务器信号连接；安防报警器用于自动检测室内可燃气体量、烟雾量，还用于自动判断是否有人侵入以及老人是否动作异常，然后根据检测判断结果发出报警或者通过服务器发送信息给老人家人对应用户终端。本方案通过安防报警器同时实现了检测室内可燃气体量、烟雾量工作，判断是否有人侵入以及老人是否动作异常等工作，使用方便。

Description

一种居家养老安防报警系统

技术领域

本发明涉及老人安全保障技术领域，特别涉及一种居家养老安防报警系统。

背景技术

对于老人而言，随着年龄的增长，各项身体机能慢慢退化，会出现听力较弱、失忆健忘、体力与自理能力差等情况。当老人独居在家时，容易出现如下几个问题：

(1)因记忆力减退，常常出现因忘记关燃气而引发火灾、燃气中毒事件的发生。

(2)由于独居老人多住在非封闭的老居民区，安防监控措施差，老人不会用支付宝、微信等电子支付方式，为了方便，常取现金在家中。因此，独居老人是入室盗窃的主要目标。

(3)根据调查数据显示，在往年的入室盗窃案中，独居老人占的比例居高，老人独居家中还容易发生跌倒等安全事故导致伤亡。

首先，针对防火、防燃气中毒和防盗问题，目前市场上已有现成可用安防报警系统，如：可燃气体检测报警器、烟雾报警器、防盗报警器等。可燃气体检测报警器是一种适合家庭使用的小型燃气安全防范产品，它能有效地避免因燃气泄漏而引起的爆炸、火灾、中毒等恶性事故；烟雾报警器是通过监测烟雾的浓度来实现火灾防范的，烟雾报警器内部采用离子式烟雾传感，它是一种技术先进、工作稳定可靠的传感器，被广泛运用到各种消防报警系统中；对于防盗报警器由配件主动触发，产生报警信号，报警信号再传输给报警主机，由报警主机发出报警提示。

但是，针对上述几种安防报警系统的机制是：当发生危险情况时才报警，居家老人或监护人从知道报警到采取措施，需要一段时间，这段时间可能造成事故的发生。且现有的设备大多是单独成体系的，独居老人如果要防止上述危险发生，需要安装可燃气体检测报警器、烟雾报警器和防盗报警器三套设备，当发生报警时，老人也不容易分清到底是哪种报警器在报警。对于家庭成员来说，也不知道家里发生了什么状况。

其次，针对老人摔倒的问题。目前，防跌倒检测的方法很多，主要可以分为基于穿戴设备和基于视觉监测两种方式。对于穿戴设备而言，老人容易健忘，经常会忘记带穿戴设备，穿戴设备对动作的敏感度比较强，大人锻炼身体时的一个动作，就有可能引起报警，这将大大降低使用体验感。而对于基于视觉的防跌倒方法，如果老人整个身体能在监控区域，可以有良好的效果，但是如果是老人被家里物品遮挡、或者只拍摄了部分身体在监控镜头中，将对跌倒进行检测不准确。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何通过一套系统实现防火、防燃气中毒、防盗以及防摔倒等多种功能。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种居家养老安防报警系统，包括：安防报警器、服务器以及用户终端，用户终端和安防报警器均和服务器信号连接；

安防报警器用于自动检测室内可燃气体量、烟雾量，还用于自动判断是否有人侵入以及老人是否动作异常，然后根据检测判断结果发出报警或者通过服务器发送信息给老人家人对应用户终端。

本发明的有益效果是：本方案通过安防报警器实现了检测室内可燃气体量、烟雾量，判断是否有人侵入以及老人是否动作异常。且整个检测可然气体量和烟雾量时是自动完成，无需触发，同时，检测是否有人侵入以及老人动作是否异常时也是自动完成，无需侵入者或者老人触动物品才能检测。且监护人(或称老人家人)在情况出现时价将收到对应信息，避免老人动作异常(如摔倒无法起来)情况出现时家人无法及时知道而使得老人无法及时医治等情况出现。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，安防报警器包括可燃气体检测报警装置，可燃气体检测装置上信号连接有电动开窗联动控制装置，所述可燃气体检测装置用于检测可燃气体，并判断室内可燃气体量是否达到对应的预设值，若没有超出预设值，则将数据进行存储，并将存储的数据和历史数据进行对比，若存储数据值相对与历史数据有所升高，则发出报警；若判断检测到的可燃气体量超过对应预设值，控制模块控制电动开窗联动控制装置工作，使得窗户开启，同时发出报警，并通过服务器发送一个信息给该老人家人对应的用户终端。

采用上述进一步方案的有益效果是：本方案中通过将检测到的可燃气体量和预设值进行对比，判断当前是否存在可燃气体量过多的问题，当可燃气体过多时自动开启窗户，便于空气流通，减小发生火灾或者爆炸的可能性；而将当前可燃气体量和历史可燃气体量进行对比，则是为了避免当前可燃气体量虽然没有超过预设值，但是却在持续增加，可能是可燃气体发生了泄露，这时发出警报便可以提醒老人查看是否有气体泄露的问题出现，而发送信息给老人家人对应的用户终端，则是为了使得家人能够实时了解老人在家情况。

进一步，安防报警器包括烟雾检测报警装置，烟雾检测报警装置和电动开窗联动控制装置信号连接，烟雾检测报警装置用于检测室内烟雾量，并在检测到室内烟雾量大于预设值时控制电动开窗联动控制装置工作，将窗户打开，同时发出报警并通过服务器发送一个信息给老人家人对应的用户终端。

采用上述进一步方案的有益效果是:烟雾检测报警装置检测室内烟雾量，当烟雾量大于预设值时，打开窗户使得烟雾出去，若是发生了火灾等情况，打开窗户使得烟雾飘出还能使得周围人能够及时发现该处发生火灾的情况。

进一步，安防报警器包括入侵检测报警装置，入侵检测报警装置和电动开窗联动控制装置信号连接，所述入侵检测报警装置用于检测是否有人入侵，当有人入侵时，发出报警，同时控制电动开窗联动控制装置工作使得窗户开启，并通过服务器发送信息给老人家人对应用户终端。

采用上述进一步方案的有益效果是：本方案中发出报警一是提醒老人有人入侵，二是对入侵人起到警示作用，关闭窗户是为了避免入侵者从窗户逃离，而家人收到信息则是便于家人掌握有人入侵的情况。

进一步，安防报警器包括异常动作检测报警装置，异常动作检测报警装置用于对室内进行图像采集，根据采集的图像判断老人行为是否存在异常，当老人行为存在异常时通过服务器发送信息给对应用户终端。

采用上述进一步方案的有益效果是，当老人摔倒等情况出现时，则为老人行为异常情况，这时老人家人对应的用户终端便能接收到信息，便于家人及时帮助老人。

进一步，可燃气体检测报警装置、烟雾检测报警装置、入侵检测报警装置和异常动作检测报警装置中均包括控制模块，控制模块均采用互补金属氧化物构成的互补型MOS集成电路。

采用上述进一步方案的有益效果是：降低器件整体功耗，使电路静态耗能达到最小。

进一步，可燃气体检测报警装置、烟雾检测报警装置、入侵检测报警装置和异常动作检测报警装置上均可拆卸固定有底座，所述底座固定在墙上。

采用上述进一步方案的有益效果是：各个装置和底座之间通过可拆卸固定的方式固定，便于拆卸安装。

进一步，可燃气体检测报警装置的控制模块上线路连接有电源、报警器、UWB通信模块解码模块和A/D转换器，且控制模块通过UWB通信模块信号连接电动开窗联动控制装置，电动开窗联动控制装置安装在窗户上，A/D转换器上连接有可燃气体传感器，A/D转换器和可燃气体传感器之间连接有放大电路。

采用上述进一步方案的有益效果是：本方案中可燃气体检测报警装置和电动开窗联动控制装置之间通过UWB通信模块，UWB通信模块的使用具有传输速度快、报警及时、功耗小、设备统一管理的优点。

附图说明

图1为本发明实施例中居家养老安防报警系统的逻辑框图；

图2为本发明实施例中可燃气体检测报警装置的逻辑框图；

图3为本发明实施例中烟雾检测报警装置的逻辑框图；

图4为本发明实施例中入侵检测报警装置的逻辑框图；

图5为本发明实施例中异常动作检测报警装置的逻辑框图；

图6为本发明实施例中网关主机装置的逻辑框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例

如图1所示，本实施例中居家养老安防报警系统，包括：安防报警器、服务器和用户终端。用户终端可以选用手机。

服务器包括五层，分别为视图层、控制层、业务逻辑层、数据接口层、数据存储层。视图层实现人机交互；控制层负责视图层信息传递，负责调用模型的方法，更新模型的状态，并帮助控制应用程序的流程；接收控制层参数，进行业务方面的处理；数据接口层主要接收业务层内容，之后进行数据操作；数据存储层实现数据存储。服务器接收数据后，通过标志位发现数据帧首部，进行校验，校验通过后，根据编号和长度读取数据帧，获取数据，进行存储。同时，把数据发送给用户终端。

服务器中还具有用户管理、绑定设备、解除设备、查看安防数据、查看报警信息、处理报警信息、弹屏功能。系统管理员登录系统后，可以查看用户和设备信息，当有报警装置发送来报警信息时，会弹出消息框，以提示有危险发生，管理员可以及时通知家人，以防止家人看不到信息。危险解除后，可以通过处理报警信息功能，填写报警处理过程。

安防报警器包括：可燃气体检测报警装置、烟雾检测报警装置、入侵检测报警装置、异常动作检测报警装置、网关主机装置，安防报警器配套设置有遥控器。

如图2所示，可燃气体检测报警装置包括控制模块，控制模块上线路连接有电源、报警器、UWB通信模块解码模块和A/D转换器，且控制模块通过UWB通信模块信号连接电动开窗联动控制装置，电动开窗联动控制装置安装在窗户上，A/D转换器上连接有可燃气体传感器，可燃气体传感器监测的信号经过放大电路处理后传递给A/D转换器，然后经过A/D转换器将将可燃气体传感器检测到的模拟信号转换成数字信号发送给控制模块。UWB通信模块上连接有USB天线，解码模块上连接有红外天线。

电动开窗联动控制装置包括电源、电机、L型机械臂、UWB通信模块、控制模块组成。电机通过螺栓固定在L型机械臂上，L型机械臂通过螺栓固定安装在窗户旁的墙面上，本实施例中的电机可以根据窗户类型不同而选择，若窗户类型为旋转开启类型，则可以选择步进电机安装在窗户的转动轴上，进而驱动窗户开启和关闭；若窗户为水平推动开启类型，则可以选用直线电机，通过直线电机的输出轴伸缩实现控制窗户的开启和关闭。当触发开启电动窗户联动装置时，控制板通过UWB通信模块接收命令，同时控制电机工作，开启或关闭窗户。这里设计了一个标志Flag，当窗户开启时，Flag值为1，关闭时Flag值为0；这里，我们设置1的级别高于0的级别。例如：发现有人闯入布防区域，触动报警关闭窗户，这时发生天然气泄漏，触动报警开启窗户，开启窗户优先级别高于关闭窗户。

可燃气体检测报警装置的工作过程为：可燃气体传感器检测可燃气体，并将检测到的信号经过放大电路放大处理后发送给A/D转换器，A/D转换器将接收到的模拟信号转换成数字信号发送给控制模块，控制模块判断可燃气体传感器检测到的可燃气体是否达到对应的预设值，若没有超出预设值，则将数据进行存储，并将存储的数据和当天历史数据进行对比，若数据值相对与当天历史数据有所升高，则控制模块控制报警器工作；若控制模块判断检测到的可燃气体超过对应预设值，控制模块控制电动开窗联动控制装置工作，使得窗户开启，以便于室内通气，同时控制报警器工作，并通过UWB通信模块发送一个信号给该老人家人对应的用户终端。

如图3所示，烟雾检测报警装置与可燃气体检测报警装置相比，区别在于烟雾检测报警装置中的A/D转换器上连接的是烟雾检测传感器，烟雾检测传感器检测的信号通过放大电路放大处理后传送给A/D转换器，且烟雾检测装置中的控制模块上还连接有存储器，烟雾检测报警装置中的其他构成和可燃气体检测报警模块相同。

烟雾检测报警装置的工作过程为：烟雾检测传感器用于检测室内烟雾量，并将检测信号通过放大电路放大后传递给烟雾检测报警装置中A/D转换模块，A/D转换模块将接收到的信号发送给控制模块进行信号判断室内烟雾量是否已经达到对应的预设值，若判断室内烟雾量已经达到对应预设值时，控制模块控制电动开窗联动控制装置工作，以便于烟雾排出；同时控制报警器工作，并通过UWB通信模块发送一个信号给该老人家人对应的用户终端。

如图4所示，入侵检测报警装置与可燃气体检测报警装置的区别在于，入侵检测装置的A/D转换器上连接红外传感器，红外传感器检测的信号经过放大电路放大后发送给A/D转换器；且入侵检测报警装置的控制模块上还连接有存储器和照明联动装置，入侵检测报警装置中的其他构成和可燃气体检测报警模块相同。控制模块中对开启和关闭状态分别设置有标志Flag，Flag为1表示开始，Flag为0表示关闭。

入侵检测报警装置的工作过程为：本方案中的红外传感器可以安装在门窗附近，当有人进入时，红外先传感器将检测到信号并发送给控制模块，控制模块控制报警器工作，提醒主人有人进入，同时控制电动开窗来联动装置工作使得窗户关闭，同时控制报警器工作，通过UWB通信模块发送一个信号给该老人家人对应的用户终端。

如图5所示，异常动作检测报警装置与可燃气体检测报警装置的区别在于：异常动作检测报警装置的A/D转换器上连接有图像采集传感器，图像采集传感器采集的信号直接发送给A/D转换器；异常动作检测报警装置上连接有存储器，但没有连接电动开窗联动控制装置。图像采集传感器选用360°摄像头，从不同的角度拍摄居家老人的行为图像。通过级联局部特征防跌倒检测算法，首先拍摄跌倒身体局部样本图(如，跌倒时人体的手、脚、头的特征)，为了提高检测率，可以通过调整级联结构来增加更多不同姿态下的样本。通过长宽比和倾斜角来识别老人的结构特征，利用目标特征、分类区分在学习目标和新目标之间进行样本训练，将训练样本转换为灰度，计算并存储每个训练图像补充的整体样本图像。从图像中提取了三种不同类型的HAAR小波特征(即2条直线特征和1条不同尺度的边缘特征)，形成了完整的样本集。

特征提取和分类构成了基本模块,特征提取简化了准确描述大量数据所需的资源量，分类器区分类对象和非类对象之间的特征。与实时拍到的老人活动图片，通过计算纵横比和倾斜角检测跌倒，从而发现老人是否跌倒，并发出警报。

异常动作检测报警装置的工作过程为：图像采集传感器对室内图像进行采集，然后将采集的图像发送给A/D转换器，A/D转换器进行数据处理后发送给控制模块，控制模块根据接收到的数据判断屋内的老人行为是否异常，在屋内老人行为异常时UWB通信模块将发送相应的信息给老人家人对应的用户终端，以便于老人家人能够及时掌握老人情况。本方案中的入侵检测报警装置主要用于检测老人是否摔倒等情况。

如图6所示，网关主机装置包括控制模块，控制模块上连接有电源、存储器、WIFI模块和UWB模块，UWB模块上连接有UWB天线。

网关主机工作过程为：通过UWB通信模块接收来可燃气体检测报警装置、烟雾检测报警装置、入侵检测报警装置、异常动作检测报警装置发来的数据，数据以帧为单位，包括起始码、数据长度、主机MAC、地址、网关主机ID、时钟、数据、校验码、结束符，经过控制模块处理后。填充成新的数据帧，每个数据帧包含两个部分：帧首部和帧数据，帧首部固定为12个字节，帧数据的内容由帧首部的ID确定，数据帧包括功能码、数据体、结束符、总结束符，其理论长度范围是0～65523个字节，通过Wifi模块发送给服务器。

具体实施时，本实施例中不同装置内的控制模块均采用互补金属氧化物构成的互补型MOS集成电路来降低器件整体功耗，使电路静态耗能达到最小。

且可燃气体检测报警装置、烟雾检测报警装置、入侵检测报警装置、异常动作检测报警装置和网关主机装置中均安装有电源，其中可燃气体检测报警装置和烟雾检测报警装置耗电量较少，可以采用电池供电，而入侵检测报警装置、异常动作检测报警装置和网关主机装置通过220V转12V变压器连接市电，并配UPS电源，以防止断电，有电时，使用市电供电，断电时，使用UPS电源供电。

可燃气体检测报警装置、烟雾检测报警装置、入侵检测报警装置、异常动作检测报警装置和网关主机装置上均通过卡口固定有底座，底座可以通过螺栓和双面胶粘贴在墙上。且当上述各装置报警时，均可以通过红外遥控器控制接触报警状态，本实施例中使用的红外遥控器有四个区域，每个区域两个按键。每个按键对应一个报警装置，第一按键是布防，第二按键是解除布防，8个按键通过编码进行功能的区分。按下遥控器上按键，红外遥控信号接收器接收信号，进行解码，进一步发送信号给控制模块，控制模块发送命令给报警装置，进行布防或解除布防或停止报警。例如：当报烟雾报警装置打开电源开关后，选择遥控上烟雾区域第一按钮，报烟雾报警装置发出声音，布防成功；选择第二按钮，报烟雾报警装置发出声音，解除成功；当报警器发出报警声音时，选择第二按钮解除报警。

需要说明的是，上述各实施例是与上述各方法实施例对应的产品实施例，对于本实施例中各结构装置及可选实施方式的说明可以参考上述各方法实施例中的对应说明，在此不再赘述。

读者应理解，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

以上，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，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改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权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种居家养老安防报警系统，其特征在于，包括：安防报警器、服务器以及用户终端，用户终端和安防报警器均和服务器信号连接；

安防报警器用于自动检测室内可燃气体量、烟雾量，还用于自动判断是否有人侵入以及老人是否动作异常，然后根据检测判断结果发出报警或者通过服务器发送信息给老人家人对应用户终端。

2.根据权利要求1所述的居家养老安防报警系统，其特征在于：安防报警器包括可燃气体检测报警装置，可燃气体检测装置上信号连接有电动开窗联动控制装置，所述可燃气体检测装置用于检测可燃气体，并判断室内可燃气体量是否达到对应的预设值，若没有超出预设值，则将数据进行存储，并将存储的数据和历史数据进行对比，若存储数据值相对与历史数据有所升高，则发出报警；若判断检测到的可燃气体量超过对应预设值，控制模块控制电动开窗联动控制装置工作，使得窗户开启，同时发出报警，并通过服务器发送一个信息给该老人家人对应的用户终端。

3.根据权利要求2所述的居家养老安防报警系统，其特征在于：安防报警器包括烟雾检测报警装置，烟雾检测报警装置和电动开窗联动控制装置信号连接，烟雾检测报警装置用于检测室内烟雾量，并在检测到室内烟雾量大于预设值时控制电动开窗联动控制装置工作，将窗户打开，同时发出报警并通过服务器发送一个信息给老人家人对应的用户终端。

4.根据权利要求3所述的居家养老安防报警系统，其特征在于：安防报警器包括入侵检测报警装置，入侵检测报警装置和电动开窗联动控制装置信号连接，所述入侵检测报警装置用于检测是否有人入侵，当有人入侵时，发出报警，同时控制电动开窗联动控制装置工作使得窗户开启，并通过服务器发送信息给老人家人对应用户终端。

5.根据权利要求4所述的居家养老安防报警系统，其特征在于：安防报警器包括异常动作检测报警装置，异常动作检测报警装置用于对室内进行图像采集，根据采集的图像判断老人行为是否存在异常，当老人行为存在异常时通过服务器发送信息给对应用户终端。

6.根据权利要求5所述的居家养老安防报警系统，其特征在于：可燃气体检测报警装置、烟雾检测报警装置、入侵检测报警装置和异常动作检测报警装置中均包括控制模块，控制模块均采用互补金属氧化物构成的互补型MOS集成电路。

7.根据权利要求5所述的居家养老安防报警系统，其特征在于：可燃气体检测报警装置、烟雾检测报警装置、入侵检测报警装置和异常动作检测报警装置上均可拆卸固定有底座，所述底座固定在墙上。

8.根据权利要求6所述的居家养老安防报警系统，其特征在于：可燃气体检测报警装置的控制模块上线路连接有电源、报警器、UWB通信模块解码模块和A/D转换器，且控制模块通过UWB通信模块信号连接电动开窗联动控制装置，电动开窗联动控制装置安装在窗户上，A/D转换器上连接有可燃气体传感器，A/D转换器和可燃气体传感器之间连接有放大电路。