CN111260879A - 一种基于物联网的独居老人管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于物联网的独居老人及管理方法，包括用户健康监控程序和环境安全监控程序。本发明独居老人管理系统具有健康监测、环境安全监测及日常辅助功能，大大提高了独居老人的生活安全性和便捷性，且能避免隐私泄露，提高老人的生活安全感。

Description

一种基于物联网的独居老人管理方法

技术领域

本发明涉及一种独居老人管理装置，特别涉及一种基于物联网的独居老人管理方法。

背景技术

“空巢家庭”的出现是社会发展的趋势、社会进步的体现及人们价值观念改变的结果。在发达国家，空巢家庭出现较早，现在十分普遍，老年人与子女同住的只占10－30％，而发展中国家达到60－70％。美国第二次世界大战前，52％的老年人与子女同住，到80年代，只有百分之十几。独居老年人占较大的比例。如在比利时、丹麦、法国和英国，80年代初，全部家庭户中65岁以上独居者占11％。瑞典独居老年人达到40％，即每十个老年人中就有四人独居。现如今，发达国家中，除了日本，大多数老年人均生活在空巢家庭，与子女分居。

我国经济实力的提高从主观和客观两方面促成了空巢家庭的迅速发展。随着社会转型加快，代沟越来越突出。物质生活水平提高后，人们追求精神生活，老少两代人都要求有独立的活动空间和越来越多的自由，传统的大家庭居住方式已经不适应人们的需求，小家庭被普遍接受。我国的家庭正趋向核心化和小型化。近几年，我国城市居住条件显著改善，子女首先搬入新家，离开原先一起居住的父母。农村掀起建房热农村青年婚后一、二年建立自己的小家庭在许多地区已经成为一种时尚。迁入新住宅往往成为代际之间分离的契机。

我国实行计划生育政策已20多年，二、三十年后，随着独生子女逐渐进入中年，他们的父母进入老年，空巢家庭将越来越多。可以预料，空巢家庭将是21世纪我国城市，甚至许多农村地区老年人家庭的主要模式。空巢家庭的增加对传统的家庭养老产生强烈的冲击。养老的含义是包括经济供给、生活照顾、精神慰藉三个主要方面。处于空巢家庭的老人面临的也是这三方面的问题。我国历史上以多子多福、子孙满堂的大家庭为荣。子孙同堂、兄弟不分的联合家庭、扩大家庭被认为是繁荣幸福的象征。我国尊老、敬老、养老的优良传统正是通过大家庭的居住方式来体现的。如今，子女离开家庭从空间上对他们在经济上依靠子女造成困难，日常生活照料失去了依靠，精神上失去寄托。特别是进入鳏寡期的老年人，他们面临的困难更大。因此独居老人的健康及安全是中国乃至全世界面临的一个重大社会问题。

发明内容

【1】要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是提供一种对独居老人的健康、安全进行实时监控的基于物联网的独居老人管理系统及管理方法。

【2】解决问题的技术方案

本发明提供一种基于物联网的独居老人管理方法，其包括用户健康监控程序和环境安全监控程序。

进一步的，所述用户监控程序通过信息采集单元对老人健康数据进行采集，并将采集到的老人健康数据通过通讯单元传递至处理单元进行处理和分析，并在满足报警条件时发出执行信号，执行单元接收到上述执行信号后执行相应动作。

进一步的，所述采集单元包括智能手环，所述智能手环的用户监控程序包括以下步骤：

c1、通过智能手环检测用户的心率及体温信息，当检测到心率低于第一心率设定值h1、或高于第二心率设定值h2、或体温低于第一体温设定值t1、或体温高于第二体温设定值t2时，发出报警信号s1,该报警信号传递至处理单元，处理单元发出执行信号E1，该执行信号为轻度报警信号，将报警、提醒信息通过通讯单元以短信或拨号的方式推送至已设定的报警号码终端，同时该报警信号通过通讯模块推送至用户的app监控软件，并形成事件记录于本地存储及app端存储，其中h1＜h2，t1＜t2；

c2、通过智能手环检测用户的心率及体温信息，当检测到心率低于第三心率设定值h3、或高于第四心率设定值h4、或体温低于第三体温设定值t3、或体温高于第四体温设定值t4时，发出报警信号s2,该报警信号传递至处理单元，处理单元发出执行信号E2，该执行信号为重度报警信号，将报警、提醒信息通过通讯单元以短信或拨号的方式推送至已设定的报警号码终端，同时该报警信号通过通讯模块推送至用户的app监控软件，并形成事件记录于本地存储及app端存储，上述第三心率设定值h3＜第一心率设定值h1，第四心率设定值h4>第二心率设定值h2，第三体温设定值t3＜第一体温设定值t1，第四体温设定值t4>第二体温设定值t2，同时执行单元动作。

进一步的，接收到执行信号E2时，所述执行单元执行以下程序：

c21、检测环境变量，当环境变量为E1时，住所内照明灯打开；

c22、温度传感器检测燃气灶温度，以判断燃气灶是否打开，当燃气灶为打开状态时，阀门控制装置工作，阀门电机转动，驱动第一锥齿轮转动，所述第一锥齿轮带动与其啮合的第二锥齿轮，所述第二锥齿轮带动轴体转动，从而使位于所述轴体上的主驱动齿轮转动，所述主驱动齿轮的转动带动滑配的齿条滑动，从而驱动位于所述齿条另一侧的副驱动齿轮，副驱动齿轮带动阀杆转动并关闭第一燃气阀，关闭后位于齿条端部的位置感应开关发出关闭信号；

c23、智能门禁动作，所述智能门禁包括第一离合器、第三离合器、驱动电机、锁体和和门体启闭装置，当接收到执行信号E2时，第一离合器开启联动，第三离合器不联动，驱动电机转动，所述驱动电机通过第一齿轮组驱动凸轮驱动齿轮转动，所述凸轮驱动齿轮带动同轴的凸轮转动，所述凸轮转动至短轴端与后滑块接触，在弹簧力的作用下开启锁体，而后所述第一离合器不联动，所述第三离合器联动，所述驱动电机带动第二齿轮组，所述第二齿轮组驱动转轴驱动齿轮转动，所述转轴驱动齿轮驱动与其连接的转轴转动，所述转轴驱动顶部的拨杆转动，拨杆带动拨块，拨块推动与其连接的门框上的条形支架，实现开门，方便外部人员进入并进行救援；

c24、将报警信号发送至就近的医疗机构；

c25、用户门上的警示灯和蜂鸣器工作，发出声光报警，用于提醒周边人员进行救援，减少等待时间；

c26、咪头和扬声器开启，用于与远程服务端进行通话，用于远程沟通、救援；

c27、摄像头开启，用于现场监控，利于救援和监控。

进一步的，所述用户健康监控程序还包括老人摔倒检测程序，所述老人摔倒检测程序通过智能地板检测，所述智能地板上设有压力传感器，各所述智能地板形成一个位置矩阵，老人摔倒时，使至少4块以上智能地板产生压力，且上述智能地板相互连接时，发出摔倒报警信号，处理单元通过通讯单元发出执行信号，将报警、提醒信息通过通讯单元以短信或拨号的方式推送至已设定的报警号码终端，并将报警信号报至附近医疗机构，同时该报警信号通过通讯模块推送至用户的app监控软件，并形成事件记录于本地存储及app端存储；

同时执行c21、c22、c23、c24、c25、c26和c27程序。

进一步的，当老人摔倒时，使至少4块以上智能地板产生压力，且上述智能地板相互连接时，发出一级报警信号，并激活热成像仪工作，热成像仪形成现场热图像，并将现场图像与背景模板图像进行差值运算，当得到的差值图像b＝a，b＝[mi,ni]，a＝[Xi,Yi],且产生的差值图像内的温度为30°及以上的图像像素占比大于50时，且一级报警信号持续时间超过预设值时，发出摔倒报警信号。

进一步的，所述环境安全监控包括一环境安全检测装置，所述环境安全检测装置包括与处理单元连接的温度传感器和烟雾报警器，所述温度传感器朝向燃气灶并用于检测锅底的温度，所述烟雾报警器安装在天花板，当检测到锅底温度高于预设值时，发出报警信号并执行程序c22；当烟雾传感器检测到烟雾时，判断为环境着火，发出报警信号，将报警、提醒信息通过通讯单元以短信或拨号的方式推送至已设定的报警号码终端，且将该报警信号报至附近消防站，同时该报警信号通过通讯模块推送至用户的app监控软件，并形成事件记录于本地存储及app端存储；并执行程序执行程序c21、c22、c23、c24、c25、c26和c27。

进一步的，还包括日常辅助程序，所述日常辅助程序包括智能地板，所述智能地板上设有压力传感器和辅助照明灯，所述智能地板的侧壁或顶面设有透光层，当环境变量为E1，且感应到压力时，智能地板内的辅助照明灯亮起，为老人提供辅助照明，并延时T秒后关闭，T为延时预设值。

进一步的，还包括系统初始程序，所述系统初始程序包括以下程序：

a1、智能地板形成位置矩阵，矩阵中的每个点对应一个智能地板；

a2、背景模板生成，热成像仪对室内进行环境成像，并对该图像划分为m×n个区域，其中m为列数，n为行数，其中m＝智能地板列数，n＝y，x为矩阵列数，y为矩阵行数，并将该图像作为背景模板；

a3、用户初始设置，包括报警终端号码设置，用于在检测到非正常状态时将报警信号发送至该移动终端，报警方式设定，报警方式包括短信推送、拨号报警中的一种或多种；设置附近医院、消防站；

b、环境变量设定，光传感器检测环境亮度，当亮度低于或等于设定值时，环境变量设为e1，当亮度高于设定值时，环境变量为e2。

进一步的，所述日常辅助程序还包括夜间管理程序，所述夜间管理程序包括设定作息时间，当时间达到该设定值时，自动灭灯，且自动关闭燃气管。

【3】有益效果

本发明独居老人管理系统具有健康监测、环境安全监测及日常辅助功能，大大提高了独居老人的生活安全性和便捷性，且能避免隐私泄露，提高老人的生活安全感。

附图说明

图1为本发明基于物联网的独居老人管理系统的布局示意图；

图2为本发明基于物联网的独居老人管理系统的智能地板的剖视图；

图3为本发明基于物联网的独居老人管理系统的智能地板的结构示意图；

图4为本发明基于物联网的独居老人管理系统的智能地板的后视图；

图5为本发明基于物联网的独居老人管理系统的开锁装置的结构示意图；

图6为本发明基于物联网的独居老人管理系统的开锁装置的另一角度结构示意图；

图7为本发明基于物联网的独居老人管理系统的卡索装置的俯视图；

图8为本发明基于物联网的独居老人管理系统的第一离合装置的结构示意图；

图9为图8中A部放大图；

图10为本发明基于物联网的独居老人管理系统的燃气控制装置的结构示意图；

图11为本发明基于物联网的独居老人管理系统的燃气控制装置的齿条的结构示意图；

图12为本发明基于物联网的独居老人管理系统的燃气控制装置的显示面板的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，详细介绍本发明实施例。

参阅图1至图12，本发明提供一种基于物联网的独居老人管理系统，用于管理独居老人的日常生活，以管理老人的生活，实现本地管理及远程监控。具体的，其包括有信息采集单元、通讯单元、处理单元、执行单元和远程服务单元，采集单元用于采集相关数据信息，并将采集到的数据信息通过通讯单元传递至处理单元，处理单元对上述采集到的相关信息进行处理和分析，通过分析判断监控对象的状态，检测到监控对象非正常时发出执行命令，执行单元接收到执行命令后执行，实现本地相应，同时通过通讯单元对远程服务端进行报警提醒，以实现最高效率的救护，避免因为时间耽误而对监控对象造成无法挽回的损失。

智能地板1，即用于信息采集，同时也可作为执行单元，参阅图1至图4，铺设在用户的居所房间内，其规格大于20cm×20cm且小于50cm×50cm，本实施例中，其为正方形结构，且其规格为30cm×30cm，包括上端敞口的底板11，在底板的四个侧壁上设有固定部件，用于相邻两底板之间的相互连接及固定，具体的，该固定部件包括条形卡槽112及条形卡块113，条形卡槽和条形卡块的长度方向平行于底板的四条长边，且条形卡槽和条形卡块位于同一水平面上，其中位于两相对侧壁上的条形卡槽和条形卡块形成一组固定部件，底板侧壁具有两组固定部件，即具有两个条形卡槽和两个条形卡块，例如，条形卡槽位于底板的左端和后端，条形卡块位于底板的右端和前端，组装时，底板左侧的条形卡槽与左端底板的右侧的条形卡块连接，底板后侧的条形卡槽与后端底板的前侧的条形卡块连接，底板右侧的条形卡块与右端底板的左侧的条形卡槽连接，底板的前侧的条形卡块与前端底板的后端的条形卡槽连接，从而实现底板的四边固定，该智能底板组装时采用整排或整列同时组装的方式进行，为了提高固定效果，条形卡块外侧的宽度大于其根部的宽度，因此，条形卡块和条形卡槽的横截面可以为燕尾型(梯形)、三角形、T形等，为了避免由于生产误差或组装误差影响连接精度，使两底板之间存在空隙而在踩踏时存在噪声，因此，条形卡槽与条形卡块的接触面之间设有橡胶层，该橡胶层一方面可以对间隙进行补偿，避免存在间隙而在踩踏时相互撞击而产生噪声，另一方面，能增大摩擦，避免相互滑移，提高连接强度和可靠性，为了便于插入，在条形卡槽的插入端设有倒角，用于快速定位；底板的上端敞口并形成一个矩形的安装腔，在该安装腔内设下支撑板12及位于下支撑板上端的上支撑板13，其中，下支撑板的侧壁贴合于安装腔的内壁，在下支撑板的上表面开设有第一导孔120，该第一导孔为4个且分别位于下支撑板的四个角上，四个第一导孔之间的连线为矩形，同时在下支撑板的上表面还开设有四个第一环形凹槽122，一个第一导孔对应一个环形凹槽，且相互同轴，在下支撑板的中心贯穿有中心孔121，该中心孔为上端大下端小的阶梯孔，同时在下支撑板的上表面开设有连通第一导孔与中心孔的第一线槽123，本实施例中，相邻两第一线槽之间的角度为90度；上支撑板位于下支撑板的上端，在上支撑板的下底面设有与第一导孔对应的支撑柱14，在该支撑柱套设在第一导孔内，在第一导孔的底面设有圆形垫板141，在圆形垫板与支撑柱之间设有第一压力传感器，该第一压力传感器通过导线与安装在中心孔内的子控制电路板连接，导线卡设在第一线槽内，在中心孔内设有密封圈，子控制电路板的数据连接线穿穿过该密封圈并延伸至底板外，在数据连接线的端部设有快速连接头和密封套，用于快速组装及密封；在第一环形槽内设有橡胶垫，该橡胶垫与上支撑板的下表面接触；安装腔的上端径向向内折弯90度形成朝下的第一止挡面，在上支撑板上设有朝上的第二止挡面，该第二止挡面与第二止挡面之间设有间隙，该间隙小于0.8mm，在第二止挡面上开设有密封圈槽，在密封圈槽内设有密封圈，该密封圈与第一止挡面贴合，上支撑板的上表面高于底板的上表面，当人踩踏至上支支撑板上时，受压力影响，对第一压力传感器产生压力，形成一个压力电信号并传输该子控制电路板，受压时，上支撑板的下移距离小于0.5mm；在上支撑板内还设有一个辅助照明灯，在支撑板的上表面和或侧壁开设有透光层，辅助照明灯发出的光能从该透光层投射至外部，当支撑板的上表面透光时，透光层采用磨砂层，从而形成漫透射，避免直射；由于上支撑板的突出端的侧壁为斜面，当上支撑板的侧壁透光时，透光层位于该斜面上，其整体为矩形的环形，其透光层也可以为磨砂层，该辅助照明灯为采用LED灯源，由于其为夜间辅助照明，因此其亮度不用太高(亮度可调)，为了便于铺设，在底板的下底面开设有第二线槽124，本实施例中，第二线槽为4条或8条，其连通中心孔，且绕中心孔的周向周向均布在底板下底面，用于卡设线缆；在底板的下端面的四个角上设有支撑块111，该支撑块的高度大于线缆或线接头的直径，其能避免在使用时底板的下底面挤压线头，同时能提高安装平稳性，避免由于安装基面的平整度影响底板安装；该智能地板用于采集压力信号，可用于判断是否摔倒，或者作为夜间夜灯辅助照明，避免摔倒，该智能地板作为一个信息采集单元，同时也作为一个执行单元；当人体正常行走时，单个脚踩于一个智能地板或相邻的两个智能地板上，两个脚最多激活其中四个，当接触面积大于四个智能地板时，启动摔倒判断程序；当夜间不开灯行走(上厕所、开门等)时，踩至智能地板上时，检测到压力后辅助照明灯开启，对地面进行照明，辅助行走，避免摔倒。

上述智能地板安装后形成一个矩阵，该矩阵重合于用户的活动区域，即当用户处于某一位置时，由于人体重力而对所踩的智能地板产生压力信号，该压力信号对应矩阵中的a＝[X,Y],其中X为横向坐标，Y为纵向坐标。

智能门禁，为执行单元，与处理单元连接，其安装在住所大门上，用于在判断为老人摔倒时自动开门，以方便救护人员进行救援，或者在正常状态时辅助开关门，其结构参阅图5至图7，其安装在大门本体2内，包括驱动电机21、及与该驱动电机连接的锁体装置和门体启闭装置，其中锁体装置包括锁架，该锁架包括相互平行的第一支架板2312和后支架板2311，在前支架板和后支架板之间固定有导杆234，导杆为两根，其与两支架板之间形成一个矩形结构，两导杆上滑配有前滑块232和后滑块233，前滑块与后滑块之间通过连接杆235实现刚性连接，在前滑块的前端设有锁舌236，在前支架板上开设有能容锁舌穿过的孔，在前支架板与前滑块之间设有第一弹性部件，该第一弹性部件使前滑块\后滑块有向后的运动趋势，本实施例中，该第一弹性部件为压缩弹簧且套设在导杆上，两导杆上的弹簧压缩弹簧的旋向相反，在后滑块的侧壁固定有一顶板，同时在门体内转动地安装有凸轮237，该凸轮位于后滑块的前端，其工作面与顶板的表面接触，当凸轮的长轴端与顶板表面接触时，为开锁状态，当凸轮的短轴端与顶板表面接触时，在弹簧力的作用下滑块向前运动，使用锁舌伸出并为上锁状态，在凸轮上设有凸轮驱动齿轮212，该凸轮驱动齿轮与凸轮同轴设置，在驱动电机的输出端设有第一蜗杆210，在该第一蜗杆上啮合有第一蜗轮211，该第一蜗轮通过第一齿轮组件与凸轮齿轮连接，用于控制开关锁，在第一齿轮组件上(输入端)设有第一离合器，用于控制驱动电机与锁体装置的连接或脱离，为了避免在脱离驱动电机滑块在弹簧力下滑动，在第一齿轮组件内设有蜗轮蜗杆，以达到自锁功能；门体启闭装置用于开门或闭门，检测到老人摔倒时，为开门状态，用于救援人员进入，避免由于无法进入室内而影响救援，其包括转动安装在门体内的转轴222，该转轴垂直设置，在转轴的下端设有转轴驱动齿轮221，在门体的上端设有启闭装置安装座233，转轴的上端通过轴承安装在该启闭装置安装座内，且转轴的顶部向上延伸至安装座外且与一拨杆224连接，在该拨杆的端部设有一个圆柱形的拨块2241，该拨块的轴线平行于转轴的轴线，同时在门框上固定有一个水平设置的条形支架225，本实施例中，该条形支架的横截面为L形，在该条形支架上沿长度方向开设有条形槽2251，拨块套设在该条形槽内，为了提高稳定性，避免在滑动过程脱离，在圆柱形的拨块的侧壁开设有环形凹槽，该环形凹槽开设在条形槽内，在条形槽的端部设有一个安装孔，该安装孔的直径大于或等于拨块的直径，用于拨块的安装，转轴驱动齿轮通过第二齿轮组与第一蜗轮连接，在第二齿轮组的输入端设有蜗轮蜗杆，以达到自锁，为了提高运行的稳定性和可靠性，上述转轴包括同轴设置的第一转轴41和第二转轴42，第一转轴位于上端，作为输出端与拨杆连接，第二转轴位于下端，作为输入端，在第一转轴与第二转轴之间设有第三离合器3，参阅图8和图9，第三离合器包括离合器壳体，在离合器壳体的上端开设有上安装孔，第一转轴由上而下穿过该上安装孔并延伸至离合器壳体内，在离合器壳体的下端开设有与上安装孔同轴的下安装孔，第二转轴由下而上穿过该下安装孔并延伸至离合器壳体内，在第一转轴41的下端端部固定有上接触盘43，该上接触盘为圆柱形，即其横截面为圆形，该上接触盘的直径大于第一转轴的直径，在上接触盘的下表面开设有与圆形凹槽和上环形凹槽，该圆形凹槽、上环形凹槽与第一转轴同轴，圆形凹槽的直径大于第一转轴41的直径，且圆形凹槽的深度在1-5mm之间，在圆形的(上)底面周向均布有至少4个凹孔431，该凹孔为半球形，且凹孔的深度小于或等于凹孔的半径，上述若干凹孔形成的分度圆直径大于第一转轴的直径；在第二转轴的上端端部滑配有与上接触盘同轴的下接触盘44，该下接触盘也为圆柱形，即横截面也为圆形，且其直径与上接触盘的直径相同，下接触盘沿轴线方向滑配在第二转轴的端部，且下接触盘具有上运动极限位和下运动极限位，具体的，在第二转轴的外壁周向均布有滑槽，该滑槽的长度方向平行于第二转轴的轴线，在下接触盘上固定有滑套，该滑套滑配在滑槽内，且在滑槽的上下端均设有限位块，用于限制滑套的上下滑动的行程，本实施例中，该下接触盘的运动行程为凹孔的半径的2-4倍，在下接触盘的上端面设有圆形凸台和下环形凹槽，圆形凸台、下环形凹槽与下接触盘同轴，圆形凸台的高度为凹孔半径的2-5倍，且圆形凸台的直径小于圆形凹槽的直径、且大于凹孔分度圆的直径，圆形凸台位于圆形凹槽内，且在下接触盘位于上极限位时，圆形凸台(上端面)与圆形凹槽(底面)之间不接触，即两者之间存在间隙，该间隙大大小于凹孔的半径，本实施例中，该间隙小于1mm，在圆形凸台的上端面周向均布有与凹孔对应的顶杆441，该顶杆数量与凹孔数量相同，且至轴线间的距离相同，因此能套入至凹孔内，该顶杆的半径与凹孔的半径相同，且顶杆的端部为半球形，该半球形的半径等于顶杆的半径，顶杆的轴线平行于第二转轴的轴线，且其沿轴线方向滑配在下接触盘上，在顶杆与下接触盘之间设有第二弹性部件，该第二弹性部件使顶杆有向上的运动趋势，顶杆的运动行程小于或等于凹孔的半径，该第二弹性部件为波形弹簧，为了提高离合效果，凹孔和顶杆的数量均为8个，下环形凹槽与上环形凹槽的内、外侧壁的半径相同，在下环形凹槽内设有推力轴承434，在上环形凹槽内设有上垫片432，在推力轴承与上垫片之间开设有第三弹性部件，本实施例中，该第三弹性部件也为波形弹簧，第三弹性部件使下接触盘有向下的运动趋势；即在弹簧力的作用下，下接触盘与上接触盘脱离、或顶杆与其少量接触，因此上接触盘与下接触盘之间能实现相对转动；在第二转轴的顶端设有安装槽，在该安装槽内设有一接触开关，当下接触盘位于下极限位时，下接触盘的底面与该接触开关接触；在离合器壳体内设有电磁铁51和衔铁52，电磁铁固定在离合器壳体内，衔铁滑配在离合器壳体内，且衔铁的滑动方向平行于第二转轴的轴线，衔铁位于电磁铁的下方，在衔铁上固定有支撑架53，在支撑架的上端向上延伸，且在支撑架的上端设有支撑环531，该支撑环与下接触盘同轴，在该支撑环的上端面设有石墨层532，同时在下接触盘的下端设有下支撑面，当衔铁在受电磁铁作用力下向上运动时，支撑环上的与下支撑面接触，用于推动下接触盘向上运动，本实施例中，电磁铁为圆环形且固定在离合器壳体的侧壁，同时衔铁因为圆环形，其滑配在离合器壳体的侧壁，支撑架53为圆筒形，且固定在衔铁上，且穿过电磁铁内壁与第二转轴外壁之间的间隙，衔铁的运动行程大于下接触盘的运动行程；离合器壳体与第一转轴、第二转轴之间设有密封圈，本实施例中，在上安装孔和下安装孔内均设有油封，该油封与第一转轴、第二转轴的外壁接触，该智能门禁通过单个驱动电机，实现上锁、解锁，并能帮助老人开门或关门，例如，当老人双手拿东西不方便时，能实现自动开关门；或出现紧急状态时，门自动解锁并打开，便于逃生或救援，在用户门上还配设有警示灯和蜂鸣器，用于在出现紧急状态时进行声光报警。

阀门控制装置，为执行单元，用于在非正常使用或非正常状态时自动关闭天然气管道，其安装在燃气管道60上，在燃气管道上安装有第一阀门61和第二阀门62，其中第一阀门为总阀门，安装在户内天然气管道的总管上，该总管分支成一个或多个支管，第二阀门可以安装在总管上，也可以安装在支管上，第二阀门为手动操作，用于手动开启或关闭阀门，阀门控制装置固定在总管上，且与第一阀门连接，用于控制第一阀门的开启或关闭，具体的，该阀门控制装置包括壳体71，在壳体上开设有容管道穿过的管道孔，本实施例中，壳体由第一壳体和第二壳体组成，安装时，第一壳体位于管道的一侧，第二壳体安装在管道的另一侧，两者通过螺钉固定，在壳体与管道外壁的接触面之间设有橡胶垫，用于提高固定强度，第一阀门位于该壳体内，在壳体内设有阀门电机75，本实施例中，该阀门电机的轴线平行于管道的长度方向，在阀门电机的输出端设有第一锥齿轮76，在壳体内转动地安装有轴体77，该轴体的轴线垂直于阀门电机的轴线，同时平行于第一阀门的阀杆的轴线，在该轴体上固定有第二锥齿轮78和主驱动齿轮79，其中，第二锥齿轮与阀门电机上的第一锥齿轮啮合，主驱动齿轮与滑配在壳体内的齿条啮合，该齿条的滑动方向平行于管道的轴线，本实施例中，齿条的两端滑配在壳体内，在齿条两个相对面上(例如左和右，前和后)均设有齿，主驱动齿轮与齿条的一个面上的齿啮合，同时在第一阀门的阀杆上固定有副驱动齿轮72，该副驱动齿轮与齿条另一侧的齿啮合，本实施例中，主驱动齿轮与副驱动齿轮的连线垂直于齿条的长度方向；在齿条的两运动极限位上均设有位置感应开关，本实施例中采用的是接触开关，为了能肉眼观察第一阀门的开启或关闭状态，该轴体延伸至壳体外，且在轴体的端部固定有指针771，在壳体的外壁设有指示盘，在该指示盘上标识有“开”和“关”，当第一阀门处于开状态时，该指针指向“开”，当第一阀门处于关状态时，该指针指向“关”。

智能灯具或与灯具连接的智能开关，该智能开关或智能灯具与处理单元连接，用于在接收到执行信号时打开灯具，上述灯具为屋内的照明灯。

信息采集单元安装在用户居所内或监控用户身体上，用于采集用户所处的环境数据信息和用户本身的健康数据信息，智能地板为信息采集单元，同时，信息采集单元还包括：

智能手环，穿戴与用于手上，用于检测用户的心率及体温，同时该智能手环具有GPS定位模块和通讯模块，该通讯模块同时与处理单元、远程服务单元连接，与处理单元连接，可以实现本地报警及动作执行，与远程服务单元连接，可以实现远程报警及提醒。

温度传感器，与处理单元连接，用于检测温度，该温度传感器为多个，分别安装在卧式、客厅、餐厅及厨房，用于检测屋内各区温度，其中一温度传感器朝向燃气灶，用于检测燃气灶启闭状态。

烟雾传感器，与处理单元连接，用于检测烟雾，以判断是否着火。

热成像仪，与处理单元连接，形成热图像，以判断所在位置。

摄像头，与处理器连接，用于对住所进行视频监控，为了保护用户隐私，可以根据设定开启摄像头，本实施例中，摄像头处于关闭状态，当检测到非正常状态，开启摄像头进行监控。

光传感器，用于检测环境亮度。

咪头和扬声器，与处理单元连接，用于在需要时进行远程对讲。

通讯单元用于实现本地通讯和远程通讯，其与处理单元连接，接收各信息采集单元的数据信息，并将其提供给处理单元进行数据处理，处理单元根据处理结果发出执行信号，该执行信号通过通讯单元传送至相应的执行单元；同时该通讯单元通过4G或wifi信号与互联网连通，用于进行远程管理及监控，同时配设有移动端管理软件，可以实现移动端实时监控。

同时，本发明还提供该该老人管理系统的管理方法，其包括以下步骤；

a、系统初始化；

a1、智能地板形成位置矩阵，矩阵中的每个点对应一个智能地板，即该智能地板的压力信号对应矩阵中的a＝[X1,Y1],其中X1为横向坐标，Y1为纵向坐标，当地板采集到压力信号时，该压力信号能精确定位到矩阵中该信号的所处位置；

a2、背景模板生成，热成像仪对室内进行环境成像，并对该图像划分为m×n个区域，其中m为列数，n为行数，其中m＝x，n＝y，x为矩阵列数，y为矩阵行数，并将该图像作为背景模板；

a3、用户初始设置，包括报警终端号码设置，用于在检测到非正常状态时将报警信号发送至该移动终端，本实施例中，该终端为手机，可以为一个或多个，可以为父母、子女、亲戚或朋友等的手机号码；报警方式包括短信推送、拨号报警中的一种或多种；同时设置附近医院急救、火警报警的通讯，以在检测到非正常状态时对就近消防站或医院进行报警，以提高救援效率；

a4、可选择地设置夜间休息时间，在该时间段内进行自动灭灯，同时自动关闭燃气阀；

b、环境变量设定，光传感器检测环境亮度，当亮度低于或等于设定值时，环境变量设为E1，当亮度高于设定值时，环境变量为E2；

c、监测，包括用户健康监测和环境安全监测；

用户将康检测：

c1、通过智能手环检测用户的心率及体温信息，当检测到心率低于第一心率设定值h1、或高于第二心率设定值h2、或体温低于第一体温设定值t1、或体温高于第二体温设定值t2时，发出报警信号s1,该报警信号传递至处理单元，处理单元发出执行信号E1，该执行信号为轻度报警信号，其将报警、提醒信息通过通讯单元以短信或拨号的方式推送至已设定的报警号码终端，以短信形式报警时，短信信息包括用户的心率及体温，为拨号报警时，以语音的形式播报用户的心率及体温，同时该报警信号通过通讯模块推送至用户的app监控软件，并形成事件记录于本地存储及app端存储，其中h1＜h2，t1＜t2；

c2、通过智能手环检测用户的心率及体温信息，当检测到心率低于第三心率设定值h3、或高于第四心率设定值h4、或体温低于第三体温设定值t3、或体温高于第四体温设定值t4时，发出报警信号s2,该报警信号传递至处理单元，处理单元发出执行信号E2，该执行信号为重度报警信号，其将报警、提醒信息通过通讯单元以短信或拨号的方式推送至已设定的报警号码终端，以短信形式报警时，短信信息包括用户的心率及体温，为拨号报警时，以语音的形式播报用户的心率及体温，同时该报警信号通过通讯模块推送至用户的app监控软件，并形成事件记录于本地存储及app端存储，上述第三心率设定值h3＜第一心率设定值h1，第四心率设定值h4>第二心率设定值h2，第三体温设定值t3＜第一体温设定值t1，第四体温设定值t4>第二体温设定值t2；

同时，将该执行信号E2发送至执行单元，执行单元执行以下程序：

c21、检测环境变量，当环境变量为E1时，住所内照明灯打开，即通过智能开关打开灯具，或智能灯具直接打开；

c22、温度传感器检测燃气灶温度，以判断燃气灶是否打开，当燃气灶为打开状态时，阀门控制装置工作，阀门电机转动，驱动第一锥齿轮转动，第一锥齿轮带动与其啮合的第二锥齿轮78，第二锥齿轮带动轴体转动，从而使位于该轴体上的主驱动齿轮79转动，主驱动齿轮的转动带动滑配的齿条滑动，从而驱动位于齿条另一侧的副驱动齿轮72，副驱动齿轮带动阀杆转动并关闭第一燃气阀61，关闭后位于齿条端部的位置感应开关发出关闭信号；

c23、智能门禁动作，第一离合器开启联动，第三离合器不联动，驱动电机转动21，其通过第一齿轮组驱动凸轮驱动齿轮转动，凸轮驱动齿轮带动同轴的凸轮转动，凸轮转动至短轴端与后滑块接触，在弹簧力的作用下开启锁体，即使锁舌脱离锁孔，而后第一离合器不联动，第三离合器联动，驱动电机21带动第二齿轮组，第二齿轮组驱动转轴驱动齿轮转动，转轴驱动齿轮驱动与其连接的转轴222转动，转轴驱动顶部的拨杆224转动，拨杆带动拨块，由于该拨块的另一端与门框上的条形支架连接，因此在扭矩的作用下，拨快在条形槽内滑动，并驱动门转动，实现开门，方便外部人员进入并进行救援；

c24、将报警信号发送至就近的医疗机构，以提高救援效率；

c25、用户门上的警示灯和蜂鸣器工作，发出声光报警，用于提醒周边人员进行救援，减少等待时间；

c26、咪头和扬声器开启，用于与远程服务端进行通话，用于远程沟通、救援；

c27、摄像头开启，用于现场监控，利于救援，且能在门体打开而使不法人员进入时进行监控，避免室内盗窃；该摄像头在正常情况下关闭，能提高用户的日常隐私，提高用户安全感；

c3、老人摔跤检测

老人摔倒时，使至少4块以上智能地板产生压力，且上述激活的智能地板相互连接，互为4邻域或互为8邻域，为了避免报警信号误报，位于同一相近位置的4个以上的智能地板产生压力时，发出一级报警信号，并激活热成像仪工作，热成像仪形成现场热图像，并将现场图像与背景模板图像进行差值运算，当得到的差值图像b＝a，b＝[m_i,n_i]，a＝[X_i,Y_i],且产生的差值图像内的伪色彩热图内的温度为30°及以上的图像像素占比大于50时，同时一级报警信号持续时间超过预设值时，发出摔倒报警信号，处理单元通过通讯单元发出执行信号，

其将报警、提醒信息通过通讯单元以短信或拨号的方式推送至已设定的报警号码终端，并将报警信号报至附近医疗机构(医院)，同时该报警信号通过通讯模块推送至用户的app监控软件，并形成事件记录于本地存储及app端存储；

同时，执行程序c21、c22、c23、c24、c25、c26和c27；

上述为老人健康监测，本发明中该系统还能进行环境安全监测及日常辅助；

环境安全监测：

d1、当通过温度传感器检测到燃气灶(锅底)的温度高于预设值时，判断为忘记关燃气灶，发出报警信号并执行程序c22；

d2、当烟雾传感器检测到烟雾时，判断为环境着火，发出报警信号，将报警、提醒信息通过通讯单元以短信或拨号的方式推送至已设定的报警号码终端，且将该报警信号报至附近消防站，同时该报警信号通过通讯模块推送至用户的app监控软件，并形成事件记录于本地存储及app端存储；并执行程序执行程序c21、c22、c23、c24、c25、c26和c27；

日常辅助程序；

当环境变量为e1，且当人体踩至智能地板上，即产生压力时，智能地板上的辅助照明灯亮起，为老人提供照明辅助，且该辅助照明灯的亮灯时间(延时)时间可设置，在无压力延时灭灯，提高老人晚上的行走方便，避免摔倒。

本发明独居老人管理系统具有健康监测、环境安全监测及日常辅助功能，大大提高了独居老人的生活安全性和便捷性，且能避免隐私泄露，提高老人的生活安全感。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于物联网的独居老人管理方法，其特征在于：包括用户健康监控程序和环境安全监控程序。

2.如权利要求1所述的基于物联网的独居老人管理方法，其特征在于：所述用户监控程序通过信息采集单元对老人健康数据进行采集，并将采集到的老人健康数据通过通讯单元传递至处理单元进行处理和分析，并在满足报警条件时发出执行信号，执行单元接收到上述执行信号后执行相应动作。

3.如权利要求2所述的基于物联网的独居老人管理方法，其特征在于：所述采集单元包括智能手环，所述智能手环的用户监控程序包括以下步骤：

c1、通过智能手环检测用户的心率及体温信息，当检测到心率低于第一心率设定值h1、或高于第二心率设定值h2、或体温低于第一体温设定值t1、或体温高于第二体温设定值t2时，发出报警信号s1,该报警信号传递至处理单元，处理单元发出执行信号E1，该执行信号为轻度报警信号，将报警、提醒信息通过通讯单元以短信或拨号的方式推送至已设定的报警号码终端，同时该报警信号通过通讯模块推送至用户的app监控软件，并形成事件记录于本地存储及app端存储，其中h1＜h2，t1＜t2；

c2、通过智能手环检测用户的心率及体温信息，当检测到心率低于第三心率设定值h3、或高于第四心率设定值h4、或体温低于第三体温设定值t3、或体温高于第四体温设定值t4时，发出报警信号s2,该报警信号传递至处理单元，处理单元发出执行信号E2，该执行信号为重度报警信号，将报警、提醒信息通过通讯单元以短信或拨号的方式推送至已设定的报警号码终端，同时该报警信号通过通讯模块推送至用户的app监控软件，并形成事件记录于本地存储及app端存储，上述第三心率设定值h3＜第一心率设定值h1，第四心率设定值h4>第二心率设定值h2，第三体温设定值t3＜第一体温设定值t1，第四体温设定值t4>第二体温设定值t2，同时执行单元动作。

4.如权利要求2所述的基于物联网的独居老人管理方法，其特征在于：所述执行单元包括智能门禁和阀门控制装置。

5.如权利要求3所述的基于物联网的独居老人管理方法，其特征在于，接收到执行信号E2时，所述执行单元执行以下程序：

c21、检测环境变量，当环境变量为e1时，住所内照明灯打开；

c22、温度传感器检测燃气灶温度，以判断燃气灶是否打开，当燃气灶为打开状态时，阀门控制装置工作，阀门电机转动，驱动第一锥齿轮转动，所述第一锥齿轮带动与其啮合的第二锥齿轮，所述第二锥齿轮带动轴体转动，从而使位于所述轴体上的主驱动齿轮转动，所述主驱动齿轮的转动带动滑配的齿条滑动，从而驱动位于所述齿条另一侧的副驱动齿轮，副驱动齿轮带动阀杆转动并关闭第一燃气阀，关闭后位于齿条端部的位置感应开关发出关闭信号；

c23、智能门禁动作，所述智能门禁包括第一离合器、第三离合器、驱动电机、锁体和和门体启闭装置，当接收到执行信号E2时，第一离合器开启联动，第三离合器不联动，驱动电机转动，所述驱动电机通过第一齿轮组驱动凸轮驱动齿轮转动，所述凸轮驱动齿轮带动同轴的凸轮转动，所述凸轮转动至短轴端与后滑块接触，在弹簧力的作用下开启锁体，而后所述第一离合器不联动，所述第三离合器联动，所述驱动电机带动第二齿轮组，所述第二齿轮组驱动转轴驱动齿轮转动，所述转轴驱动齿轮驱动与其连接的转轴转动，所述转轴驱动顶部的拨杆转动，拨杆带动拨块，拨块推动与其连接的门框上的条形支架，实现开门，方便外部人员进入并进行救援；

c24、将报警信号发送至就近的医疗机构；

c25、用户门上的警示灯和蜂鸣器工作，发出声光报警，用于提醒周边人员进行救援，减少等待时间；

c26、咪头和扬声器开启，用于与远程服务端进行通话，用于远程沟通、救援；

c27、摄像头开启，用于现场监控，利于救援和监控。

6.如权利要求1所述的基于物联网的独居老人管理方法，其特征在于：所述用户健康监控程序还包括老人摔倒检测程序，所述老人摔倒检测程序通过智能地板检测，所述智能地板上设有压力传感器，各所述智能地板形成一个位置矩阵，老人摔倒时，使至少4块以上智能地板产生压力，且上述智能地板相互连接时，发出摔倒报警信号，处理单元通过通讯单元发出执行信号，将报警、提醒信息通过通讯单元以短信或拨号的方式推送至已设定的报警号码终端，并将报警信号报至附近医疗机构，同时该报警信号通过通讯模块推送至用户的app监控软件，并形成事件记录于本地存储及app端存储；

同时执行c21、c22、c23、c24、c25、c26和c27程序。

7.如权利要求6所述的基于物联网的独居老人管理方法，其特征在于：当老人摔倒时，使至少4块以上智能地板产生压力，且上述智能地板相互连接时，发出一级报警信号，并激活热成像仪工作，热成像仪形成现场热图像，并将现场图像与背景模板图像进行差值运算，当得到的差值图像b＝a，b＝[mi,ni]，a＝[Xi,Yi],且产生的差值图像内的温度为30°及以上的图像像素占比大于50时，且一级报警信号持续时间超过预设值时，发出摔倒报警信号。

8.如权利要求1所述的基于物联网的独居老人管理方法，其特征在于：所述环境安全监控程序包括一环境安全检测装置，所述环境安全检测装置包括与处理单元连接的温度传感器和烟雾报警器，所述温度传感器朝向燃气灶并用于检测锅底的温度，所述烟雾报警器安装在天花板，当检测到锅底温度高于预设值时，发出报警信号并执行程序c22；当烟雾传感器检测到烟雾时，判断为环境着火，发出报警信号，将报警、提醒信息通过通讯单元以短信或拨号的方式推送至已设定的报警号码终端，且将该报警信号报至附近消防站，同时该报警信号通过通讯模块推送至用户的app监控软件，并形成事件记录于本地存储及app端存储；并执行程序执行程序c21、c22、c23、c24、c25、c26和c27。

9.如权利要求1所述的基于物联网的独居老人管理方法，其特征在于：还包括日常辅助程序，所述日常辅助程序包括智能地板，所述智能地板上设有压力传感器和辅助照明灯，所述智能地板的侧壁或顶面设有透光层，当环境变量为E1，且感应到压力时，智能地板内的辅助照明灯亮起，为老人提供辅助照明，并延时T秒后关闭，T为延时预设值。

10.如权利要求1所述的基于物联网的独居老人管理方法，其特征在于：还包括系统初始程序，所述系统初始程序包括以下程序：

a1、智能地板形成位置矩阵，矩阵中的每个点对应一个智能地板；

a2、背景模板生成，热成像仪对室内进行环境成像，并对该图像划分为m×n个区域，其中m为列数，n为行数，其中m＝智能地板列数，n＝y，x为矩阵列数，y为矩阵行数，并将该图像作为背景模板；

a3、用户初始设置，包括报警终端号码设置，用于在检测到非正常状态时将报警信号发送至该移动终端，报警方式设定，报警方式包括短信推送、拨号报警中的一种或多种；设置附近医院、消防站；

b、环境变量设定，光传感器检测环境亮度，当亮度低于或等于设定值时，环境变量设为e1，当亮度高于设定值时，环境变量为e2。

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