CN111951524A - 一种非接触式监测养老院老人异常行为的智能报警系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种非接触式监测养老院老人异常行为的智能报警系统，涉及智慧安防领域，包括设置于楼层间的楼层感知设备，与楼层感知设备通信连接的楼层交换机，与楼层交换机通信连接的汇聚交换机，与汇聚交换机通信连接的AI服务器主机，与AI服务器主机通信连接的楼层安防主机，与楼层安防主机电连接的声光报警器；所述楼层交换机还与楼层安防主机通信连接。采用非接触的方式进行监测，并且通过局域网的进行数据传输；针对养老机构公共区域场所对老人的动作及行为进行识别，并且在楼层护士站和走廊内进行声光报警，提醒养老院护理员进行紧急处理，降低异常事件的风险，提高养老护理服务质量，从而实现养老院智能化精细化的管理。

Description

一种非接触式监测养老院老人异常行为的智能报警系统
技术领域
本发明涉及智慧安防领域，特别是涉及一种非接触式监测养老院老人异常行为的智能报警系统。
背景技术
我国60岁以上老人口约2.5亿人，占总人口约18％。中国已步入老龄化社会，养老压力逐年增大，机构养老是我国的三大养老方式之一，在满足老人养老需求方面发挥着重要的作用。跌倒是老人面临的重要威胁之一，且随年龄的增加，跌倒的死亡率急剧上升。在中国，每年大约有4000万65岁以上的老人发生跌倒，每万人中有8位老人因跌倒死亡，有40％至70％会发生伤害需要就医，58.8％的老人从此患有跌倒恐惧症。全国疾病监测系统死因监测结果显示，跌倒死亡是65岁及以上人群因伤害致死的首要死因，被称“头号杀手”；另外，据统计，我国每年用于跌倒的直接医疗费用为几十亿元，间接费用还要增加3至5倍。
全国老龄委发布的《养老机构发展研究报告》显示，我国仅19.4％的养老机构略有盈利，48.1％的养老机构基本持平，32.5％的养老机构亏损，导致养老机构盈利困难的原因很重要的一点是经营成本不断上升。所以养老机构如何高效的监控老人跌倒等高危事件，降低人力成本和提高服务质量，实现智能化精细化的管理是急需解决的问题。
目前老人安全与健康相关的产品主要分为穿戴式与非接触式的；其中，穿戴式的产品需要接触人体，存在安全隐患，老人容易产生技术恐惧；并且需要频繁充电、佩戴的问题，会改变老人原有生活习惯；而非接触式产品属于被动监控，不改变老人生活习惯，无需充电、操作、佩戴等，可远距离健康监测，但非接触式产品的传感器为了能够更全面获取用户数据，大多使用深度摄像头或彩色摄像头，缺点是采集了用户的肖像、身体等隐私数据，容易泄露用户隐私，影响产品的推广应用。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种非接触式监测养老院老人异常行为的智能报警系统，采用非接触的方式进行监测，并且通过局域网进行数据传输；采用局域网进行数据传输比较稳定可靠，并且成本可控，扩展性较好，针对养老机构公共区域场所对老人的动作及行为进行识别，并且在楼层护士站和走廊内进行声光报警，提醒养老院护理员进行紧急处理，降低异常事件的风险，提高养老护理服务质量，从而实现养老院智能化精细化的管理。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种非接触式监测养老院老人异常行为的智能报警系统，所述系统包括设置于楼层间的楼层感知设备，与楼层感知设备通信连接的楼层交换机，与楼层交换机通信连接的汇聚交换机，与汇聚交换机通信连接的AI服务器主机，与AI服务器主机通信连接的楼层安防主机，与楼层安防主机电连接的声光报警器；所述楼层交换机还与楼层安防主机通信连接。
本发明通过楼层感知设备采集实时数据流，实时数据流通过楼层交换机和汇聚交换机传输到AI服务器主机，AI服务器主机软件对老人的异常行为智能识别后，触发报警信息，进一步形成报警命令字，在统一局域网内传输至楼层安防主机；楼层安防主机按照预先设置的报警命令字解析执行命令，控制分布式的声光报警器的开启或关闭，完成整个本地声光报警流程。
于本发明的一实施例中，所述AI服务器主机安装有AI服务器主机软件，所述AI服务器主机软件基于深度卷积网络对老人识别异常行为进行智能判断。
于本发明的一实施例中，所述楼层感知设备包括普通彩色摄像头、深度摄像头、红外摄像头、激光摄像头、雷达探测器、WIFI设备、红外探测设备以及传感器模块。
于本发明的一实施例中，所述传感器模块包括温度传感器模块、湿度传感器模块、水浸传感器模块以及烟雾传感器模块。
于本发明的一实施例中，所述楼层感知设备通过网线或者光纤与楼层交换机通信连接。
于本发明的一实施例中，所述楼层交换机之间通过千兆网线通信连接，并且与汇聚交换机通信连接；楼层交换机与楼层安防主机之间也通过千兆网线通信连接。
于本发明的一实施例中，所述楼层安防主机使用RS485串口、同轴线或者双绞线与声光报警器电连接。
于本发明的一实施例中，所述声光报警器包括楼道护士站的蜂鸣器和卤素灯，楼层走廊内的LED屏、房间门顶上的LED灯。
如上所述，本发明的一种非接触式监测养老院老人异常行为的智能报警系统，具有以下有益效果：本发明采用非接触的方式进行监测，并且通过局域网的进行数据传输；采用局域网进行数据传输比较稳定可靠，并且成本可控，扩展性较好，针对养老机构公共区域场所对老人的动作及行为进行识别，并且在楼层护士站和走廊内进行声光报警，提醒养老院护理员进行紧急处理，降低异常事件的风险，提高养老护理服务质量，从而实现养老院智能化精细化的管理。
附图说明
图1显示为本发明实施例中公开的非接触式监测养老院老人异常行为的智能报警系统的结构框图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
本发明提供一种非接触式监测养老院老人异常行为的智能报警系统，所述系统包括设置于楼层间的楼层感知设备，与楼层感知设备通信连接的楼层交换机，与楼层交换机通信连接的汇聚交换机，与汇聚交换机通信连接的AI服务器主机，与AI服务器主机通信连接的楼层安防主机，与楼层安防主机电连接的声光报警器；所述楼层交换机还与楼层安防主机通信连接。
通过楼层感知设备采集实时数据流，实时数据流通过楼层交换机和汇聚交换机传输到AI服务器主机，AI服务器主机软件对老人跌倒、深蹲、久坐不动、扶墙、门窗边企图逃离等高危动作和异常行为识别异常行为智能识别后，触发报警信息，进一步形成报警命令字，在统一局域网内传输至楼层安防主机；楼层安防主机按照预先设置的报警命令字解析执行命令，控制分布式的声光报警器的开启或关闭，完成整个本地声光报警流程。
具体的，所述AI服务器主机软件基于深度卷积网络对老人识别异常行为进行智能判断。
其中，AI服务器主机软件算法流程如下：
1.采用MS COCO(Microsoft COCO：Common Objects in Context)图像数据集中训练的18点人体特征点模型。其中，微软发布的COCO数据库是一个大型图像数据集,专为对象检测、分割、人体关键点检测、语义分割和字幕生成而设计。
2.采用深度卷积网络Caffe(Convolution Architecture For FeatureExtractioncaffe)，对人体视频或图像进行处理；首先估计得到身体部位地点(如肘关节、膝盖等)的二维置信图，然后预测人体部位亲和度的一组2D向量空间，最后针对多人场景中每人身体全部部位组合点的部位关联度映射关系，形成多人的人体骨骼图。
其中，深度卷积网络Caffe是一个清晰，可读性高，快速的深度学习框架；
3.搭建人体动作库，对人体站立、坐下、深蹲、跌倒的照片进行标注。
4.采用SVM模型算法，对人体视频或图像进行训练和推理。
5.基于SVM模型算法，对人体实时骨骼图进行姿态类型的识别，实现老人识别异常行为的智能判断。
具体的，所述楼层感知设备包括普通彩色摄像头、深度摄像头、红外摄像头、激光摄像头、雷达探测器、WIFI设备、红外探测设备以及传感器模块。
所述彩色摄像头、深度摄像头、红外摄像头以及激光摄像头均采用壁挂的方式进行安装，对出入口和电梯口的正面、背面、侧面共三个角度进行覆盖安装；对走廊的起点、终点的正面、背面进行覆盖安装；对老人活动室出入口、四个拐角、电视机等进行覆盖安装；所述彩色摄像头、深度摄像头、红外摄像头以及激光摄像头的安装位置距离地面2.5～3.5米，安装角度尽量和人脸正面角度不超过60度；并且采用POE供电或者电源直接供电的方式。
所述传感器模块包括温度传感器模块、湿度传感器模块、水浸传感器模块以及烟雾传感器模块。
所述楼层感知设备通过网线或者光纤与楼层交换机通信连接。
所述楼层交换机之间通过千兆网线通信连接，并且与汇聚交换机通信连接；楼层交换机与楼层安防主机之间也通过千兆网线通信连接。
所述AI服务器主机使用TCP协议通信，将智能识别出的报警命令字传输到同一局域网内的楼层安防主机。
所述楼层安防主机使用RS485串口、同轴线或者双绞线与声光报警器电连接；楼层安防主机通过RTU协议通信，将预先设置的报警命令字解析执行命令，控制分布式的声光报警器的开启或关闭，完成整个本地声光报警流程。
具体的，所述声光报警器包括楼道护士站的蜂鸣器和卤素灯，楼层走廊内的LED屏、房间门顶上的LED灯。
综上所述，本发明采用非接触的楼层感知设备，并且楼层感知设备安装简单，不改变被监测老人的正常生活习惯，可以连续监测并实时报警；并且统计养老院老人的高危动作和日常活动轨迹；系统不存储本地采集数据，不涉及老人用户隐私，不需配置本地存储设备，节省成本；从楼层安防主机到声光报警器均采用分布式架构，采用有线方式，稳定可靠；方便扩展楼层感知设备，比如增减摄像头、增减各种传感器模组来实现监控区域的覆盖，成本可控；可以对AI分析服务器主机程序升级来实现系统升级。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种非接触式监测养老院老人异常行为的智能报警系统，其特征在于：所述系统包括设置于楼层间的楼层感知设备，与楼层感知设备通信连接的楼层交换机，与楼层交换机通信连接的汇聚交换机，与汇聚交换机通信连接的AI服务器主机，与AI服务器主机通信连接的楼层安防主机，与楼层安防主机电连接的声光报警器；所述楼层交换机还与楼层安防主机通信连接。
2.根据权利要求1所述的非接触式监测养老院老人异常行为的智能报警系统，其特征在于：所述AI服务器主机安装有AI服务器主机软件，所述AI服务器主机软件基于深度卷积网络对老人识别异常行为进行智能判断。
3.根据权利要求1所述的非接触式监测养老院老人异常行为的智能报警系统，其特征在于：所述楼层感知设备包括普通彩色摄像头、深度摄像头、红外摄像头、激光摄像头、雷达探测器、WIFI设备、红外探测设备以及传感器模块。
4.根据权利要求3所述的非接触式监测养老院老人异常行为的智能报警系统，其特征在于：所述传感器模块包括温度传感器模块、湿度传感器模块、水浸传感器模块以及烟雾传感器模块。
5.根据权利要求1所述的非接触式监测养老院老人异常行为的智能报警系统，其特征在于：所述楼层感知设备通过网线或者光纤与楼层交换机通信连接。
6.根据权利要求1所述的非接触式监测养老院老人异常行为的智能报警系统，其特征在于：所述楼层交换机之间通过千兆网线通信连接，并且与汇聚交换机通信连接；楼层交换机与楼层安防主机之间也通过千兆网线通信连接。
7.根据权利要求1所述的非接触式监测养老院老人异常行为的智能报警系统，其特征在于：所述楼层安防主机使用RS485串口、同轴线或者双绞线与声光报警器电连接。
8.根据权利要求7所述的非接触式监测养老院老人异常行为的智能报警系统，其特征在于：所述声光报警器包括楼道护士站的蜂鸣器和卤素灯，楼层走廊内的LED屏、房间门顶上的LED灯。
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