CN113110084A

CN113110084A - 基于案例推理的老年人独居的风险智能预警系统设计

Info

Publication number: CN113110084A
Application number: CN202110408936.8A
Authority: CN
Inventors: 魏建兵; 马秦靖; 王玲平; 张娟
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-04-16
Filing date: 2021-04-16
Publication date: 2021-07-13

Abstract

本发明属于老年人风险智能预警技术领域，尤其为基于案例推理的老年人独居的风险智能预警系统设计，包括智能预警系统，智能预警系统包括传感器层，通行层，数据处理层，检索算法，案例搜寻，系统设计的思想和系统的功能，智能预警系统利用无线传感器设备所采集的远程实时数据，构建了一个基于案例推理的空巢老人智能风险预警系统，以确定监测对象是否出现不安全情况，并发出预警信息以便及时处理，本发明是利用电脑技术、无线传感网络等手段，通过在家用电器中植入电子芯片，可对老人的日常生活进行远程监控。使用高度集成的微型传感器、无线传感器网络可以完成对环境或检测对象信息感知、采集和实时检测，以无线的方式来传播信息。

Description

基于案例推理的老年人独居的风险智能预警系统设计

技术领域

本发明涉及老年人风险智能预警技术领域，具体为基于案例推理的老年人独居的风险智能预警系统设计。

背景技术

从1999年开始，中国开始逐渐步入老龄化社会，2016年我国老年人口数量将达到2.2亿，老龄化水平达到14.8％，16-59岁的劳动年龄人口，从2011 年的峰值9.40亿人下降到2013年的9.36亿人[1]。到2051年，中国老年人口规模将达到峰值4.37亿。这一阶段，老年人口规模将稳定在3-4亿，老龄化水平基本稳定在31％左右，80岁及以上高龄老人占老年总人口的比重将保持在25-30％，进入一个高度老龄化的平台期[2]。由于社会的开放，子女上学，外出就业，人口流动性增大以及传统家庭正在向现代家庭的转变，家庭的空巢化日趋严重，空巢家庭大幅上升，2013年全国空巢老人已突破1亿大关，占老年人口的50％[3]。在这个社会背景下，国家老龄办提出以居家养老为基础，社区照料为依托，机构养老为补充的方向建立和完善居家养老服务体系，全国各地都在积极进行居家养老服务体系的试点建设。根据调查显示，老年化普遍具有比较强烈的居家养老的愿望。

虽然我国已经进入老年化社会，老年人口比例快速提高，但是相应的养老机构和医疗资源的发展却相对滞后。同时也因为社会竞争激烈、生活节奏快，年轻的子女对于老人的照顾和关心也不够全面，除此之外，更有一部分年轻人定居生活在外地甚至国外，老人长期独居在家。很大一部分老年人在生活和精神上缺乏照顾。这对于丧失另外一名配偶、或者有慢性疾病的老年人来说问题更加严峻。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了基于案例推理的老年人独居的风险智能预警系统设计，已解决上述问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：包括智能预警系统，所述智能预警系统包括传感器层，通行层，数据处理层，检索算法，案例搜寻，系统设计的思想和系统的功能，所述智能预警系统利用无线传感器设备所采集的远程实时数据，构建了一个基于案例推理的空巢老人智能风险预警系统，以确定检测对象是否出现不安全情况，并发出预警信息以便及时处理。

优选的，所述传感器层分布在房间的各个角落，位于房间，厨房，浴室，卧室和走廊，主要框架由房子、传感设备、案例推理系统组成，所述传感器层由三种传感器组成，红外运动检测传感器、压力传感器和磁传感器，红外运动检测传感器用于检测人体运动，磁传感器检测门的开启或关闭状态，压力传感器可以位于诸如沙发和床的地方，以检测是否该人是休息或躺在其中一个。与这些压力传感器，它是可以检测到人的位置，即使该人是不移动。

优选的，所述通行层提供的数据是由传感器层记录的，所述传感器层收集的数据放在一个节点中，并根据时间戳同步发送所接收的传感器数据，所述通行层用一个给定的频率创建一个记录的数据，每一个新创建的日志都是空的，所以日志被创建的频率将决定其存储的数据量。因此，如果需要在家中长时间的观察期，必须用低频率创建日志。相反，日志文件创建的高频包含的数据较少，因为他们代表短的观察期。

优选的，根据所述通行层所提供的信息来看，所述数据处理层试图推断中老年人的状态，也就是，也就是根据该情况背景下的案例来进行说明，所述数据处理层可以进行数据的处理，根据数据的储备量来进行判断和定义，如果独居者已经下降或者跌倒，失去意识或骨折，这种情况的检测是基于不活动的过多的时间被检测的，这是不正常的，一旦异常情况被检测到时，系统发出警报，报警监控使用UMTS通信技术，在一个特定的预定协议被激发。

优选的，所述检索算法提出了一种动态规划方法，用于搜索操作的最小数量来转换查询模式。

所述检索算法

事件序列之间的编辑距离x，y[18,19]，

输入：两个事件序列，

插入和删除操作的费用，

输出：给定序列之间的编辑距离。

优选的，所述案例搜寻主要以CBR系统为核心检索，所述案例搜寻的检索过程可以粗略地分成两个大类，即案例索引和案例检索，这两个过程不是独立的，而是一种相辅相成的概念，案例的索引技术通常有三种：K最近邻法、归纳推理法和知识引导法，CBR系统的检索与案例的索引相对应，分为三种：相联检索、层次检索、基于知识的检索，相联检索，指的是利用最近邻方法，算法会判断输入案例与案例库的案例的匹配程度，依照这样的规则来检测出最合适的案例，层次检索，主要适用于按层次对结构组织案例的情况，算法是从顶之下对案例进行检索的，直到叶节点为止，基于知识的检索是利用知识指导检索，通常可利用规则推理的方法实现。

优选的，所述系统设计的思想包括Mysql数据库，所述Mysql数据库包括系统维护，案例维护，案例仿真和预警模块，所述Mysql数据库是系统使用的主要数据库，所述系统维护，案例维护，案例仿真和预警模块他们之间是相互联系的，所述系统维护主要指系统的用户管理这一块，为系统鉴权做服务；所述案例维护则主要维护现有的案例库，包括添加训练案例、删除案例等操作；所述案例仿真则用于仿真用于输入的案例，模拟系统的真实运行情况；所述预警模块则主要用于系统发现危险后的一个报警操作，通过四个模块的组合就可以组成一个系统。

优选的，所述系统的功能包括系统主界面，账户管理功能，案例管理功能和案例仿真功能，所述系统主界面是进入系统的最初页面，所述账户管理功能可以添加用户、修改账户信息，所述案例管理功能主要包含添加案例和删除案例，所述案例仿真功能要包含两个功能，一个是输入仿真的案例，一个是运行案例仿真，最后会得出案例的仿真结果，我们可以通过结果去得到我们想要的仿真信息，从而和实际相结合。

与现有技术相比，本发明提供了基于案例推理的老年人独居的风险智能预警系统设计，具备以下有益效果：

1、该系统是利用电脑技术、无线传感网络等手段，通过在家用电器中植入电子芯片，可对老人的日常生活进行远程监控。使用高度集成的微型传感器、无线传感器网络可以完成对环境或检测对象信息感知、采集和实时检测，以无线的方式来传播信息。

2、智能居家养老综合服务系统不仅仅可以合理利用养老服务资源，还可以监测老年人健康状况，具备较强的交互性与适应性，能够 “学习”居住者的日常生活习性，如发现老人不慎跌倒，立即启动报警系统。

附图说明

图1为本发明的整体模块关系图；

图2为本发明的案例搜寻的流程图；

图3为本发明的系统设计的思想的流程示意图；

图4为本发明系统的功能的关系图；

图5为本发明的新案例输入的流程示意图；

图6为本发明案例仿真的流程图。

图中：1、传感器层；2、通行层；3、数据处理层；4、检索算法； 5、案例搜寻；6、系统设计的思想；7、系统的功能；606、Mysql数据库；61、系统维护；62、案例维护；63、案例仿真；64、预警模块；71、系统主界面；72、账户管理功能；73、案例管理功能；74、案例仿真功能。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，本实施方案中：包括智能预警系统，所述智能预警系统包括传感器层1，通行层2，数据处理层3，检索算法4，案例搜寻5，系统设计的思想6和系统的功能7，所述智能预警系统利用无线传感器设备所采集的远程实时数据，构建了一个基于案例推理的空巢老人智能风险预警系统，以确定监测对象是否出现不安全情况，并发出预警信息以便及时处理。

所述传感器层1分布在房间的各个角落，位于房间，厨房，浴室，卧室和走廊，主要框架由房子、传感设备、案例推理系统组成，所述传感器层1由三种传感器组成，红外运动检测传感器、压力传感器和磁传感器。

所述通行层2提供的数据是由传感器层1记录的，所述传感器层1 收集的数据放在一个节点中，并根据时间戳同步发送所接收的传感器数据，所述通行层2用一个给定的频率创建一个记录的数据。

根据所述通行层2所提供的信息来看，所述数据处理层3试图推断中老年人的状态，也就是，也就是根据该情况背景下的案例来进行说明，所述数据处理层3可以进行数据的处理，根据数据的储备量来进行判断和定义。

所述检索算法4提出了一种动态规划方法，用于搜索操作的最小数量来转换查询模式。

所述检索算法4

事件序列之间的编辑距离x，y[18,19]，

输入：两个事件序列，

插入和删除操作的费用，

输出：给定序列之间的编辑距离。

所述案例搜寻5主要以CBR系统为核心检索，所述案例搜寻5的检索过程可以粗略地分成两个大类，即案例索引和案例检索，这两个过程不是独立的，而是一种相辅相成的概念，案例的索引技术通常有三种：K最近邻法、归纳推理法和知识引导法，CBR系统的检索与案例的索引相对应，分为三种：相联检索、层次检索、基于知识的检索。

所述系统设计的思想6包括Mysql数据库606，所述Mysql数据库 606包括系统维护61，案例维护62，案例仿真63和预警模块64，所述Mysql数据库606是系统使用的主要数据库，所述系统维护61，案例维护62，案例仿真63和预警模块64他们之间是相互联系的，所述系统维护61主要指系统的用户管理这一块，为系统鉴权做服务；所述案例维护62则主要维护现有的案例库，包括添加训练案例、删除案例等操作；所述案例仿真63则用于仿真用于输入的案例，模拟系统的真实运行情况；所述预警模块64则主要用于系统发现危险后的一个报警操作。

所述系统的功能7包括系统主界面71，账户管理功能72，案例管理功能73和案例仿真功能74，所述系统主界面71是进入系统的最初页面，所述账户管理功能72可以添加用户、修改账户信息，所述案例管理功能73主要包含添加案例和删除案例，所述案例仿真功能74要包含两个功能，一个是输入仿真的案例，一个是运行案例仿真63，最后会得出案例的仿真结果。

作为本发明的一种优选技术方案，案例表示的表达式如下所述：

case c＝(sequence,solution)

其中

solution∈{normal,scenario1,scenario2,…}

Sequence＝<(loc1,t1),(loc2,t2)…,(locn,tn)>

其中loc∈{corridor,bedroom,…},tn<tn+1

一、给定一个日志，由通信层级2产生的智能预警系统操作如下：二、一个智能预警系统创建的日志包含时间标记并且具备时间顺序排列的数据。三、从所收集的传感器数据的事件进行序列化。随后，这个事件序列被用作检索步骤的输入查询。四、从案例库中检索到这些情况最相似的事件序列的输入。五、基于检索的情况下，系统推断出与输入的类型最佳匹配的类型。六、当活动被分类为异常(根据定义的解决方案标签)，系统发送一个消息到报警监控中心，专家决定，对检测到的场景做出最合适的行动。最后，当异常情况被正确的分类，一个新的案例将保留在案例库中。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.基于案例推理的老年人独居的风险智能预警系统设计系统，包括智能预警系统，其特征在于：所述智能预警系统包括传感器层(1)，通行层(2)，数据处理层(3)，检索算法(4)，案例搜寻(5)，系统设计的思想(6)和系统的功能(7)，所述智能预警系统利用无线传感器设备所采集的远程实时数据，构建了一个基于案例推理的空巢老人智能风险预警系统，以确定监测对象是否出现不安全情况，并发出预警信息以便及时处理。

2.根据权利要求1所述的基于案例推理的老年人独居的风险智能预警系统设计，其特征在于：所述传感器层(1)分布在房间的各个角落，位于房间，厨房，浴室，卧室和走廊，主要框架由房子、传感设备、案例推理系统组成，所述传感器层(1)由三种传感器组成，红外运动检测传感器、压力传感器和磁传感器。

3.根据权利要求1所述的基于案例推理的老年人独居的风险智能预警系统设计，其特征在于：所述通行层(2)提供的数据是由传感器层(1)记录的，所述传感器层(1)收集的数据放在一个节点中，并根据时间戳同步发送所接收的传感器数据，所述通行层(2)用一个给定的频率创建一个记录的数据。

4.根据权利要求3所述的基于案例推理的老年人独居的风险智能预警系统设计，其特征在于：根据所述通行层(2)所提供的信息来看，所述数据处理层(3)试图推断中老年人的状态，也就是，也就是根据该情况背景下的案例来进行说明，所述数据处理层(3)可以进行数据的处理，根据数据的储备量来进行判断和定义。

5.根据权利要求1所述的基于案例推理的老年人独居的风险智能预警系统设计，其特征在于：所述检索算法(4)提出了一种动态规划方法，用于搜索操作的最小数量来转换查询模式。

所述检索算法(4)

事件序列之间的编辑距离x，y[18,19]，

输入：两个事件序列，

插入和删除操作的费用，

输出：给定序列之间的编辑距离。

6.根据权利要求1所述的基于案例推理的老年人独居的风险智能预警系统设计，其特征在于：所述案例搜寻(5)主要以CBR系统为核心检索，所述案例搜寻(5)的检索过程可以粗略地分成两个大类，即案例索引和案例检索，这两个过程不是独立的，而是一种相辅相成的概念，案例的索引技术通常有三种：K最近邻法、归纳推理法和知识引导法，CBR系统的检索与案例的索引相对应，分为三种：相联检索、层次检索、基于知识的检索。

7.根据权利要求1所述的基于案例推理的老年人独居的风险智能预警系统设计，其特征在于：所述系统设计的思想(6)包括Mysql数据库(606)，所述Mysql数据库(606)包括系统维护(61)，案例维护(62)，案例仿真(63)和预警模块(64)，所述Mysql数据库(606)是系统使用的主要数据库，所述系统维护(61)，案例维护(62)，案例仿真(63)和预警模块(64)他们之间是相互联系的，所述系统维护(61)主要指系统的用户管理这一块，为系统鉴权做服务；所述案例维护(62)则主要维护现有的案例库，包括添加训练案例、删除案例等操作；所述案例仿真(63)则用于仿真用于输入的案例，模拟系统的真实运行情况；所述预警模块(64)则主要用于系统发现危险后的一个报警操作。

8.根据权利要求1所述的基于案例推理的老年人独居的风险智能预警系统设计，其特征在于：所述系统的功能(7)包括系统主界面(71)，账户管理功能(72)，案例管理功能(73)和案例仿真功能(74)，所述系统主界面(71)是进入系统的最初页面，所述账户管理功能(72)可以添加用户、修改账户信息，所述案例管理功能(73)主要包含添加案例和删除案例，所述案例仿真功能(74)要包含两个功能，一个是输入仿真的案例，一个是运行案例仿真，最后会得出案例的仿真结果。