CN206421549U - 基于射频技术的养老院定位报警装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于射频技术的养老院定位报警装置，包括佩戴在老人身上的移动终端和安装在室内的工控机，所述移动终端用于获取老人的数据信息，所述工控机用于处理所述数据信息和对老人进行室内定位，所述移动终端通过无线网络与所述工控机进行双向无线通信；所述移动终端通过GPS对老人进行室外定位。本实用新型能够对养老院老人的日常生活进行远程监控和实时定位，便于及时发现老人需要紧急服务，提高设备使用效率；能实时监测老人心率，心率异常时可以及时呼救，缩减等待救援时间；室内外定位较为准确，易于携带，成本低；符合未来的养老服务需求，既便于养老院管理人员的管理，又可保障老人的安全。

Description

基于射频技术的养老院定位报警装置

技术领域

本实用新型涉及无线监测系统技术领域，更具体地，涉及一种基于射频技术的养老院定位报警装置。

背景技术

目前，人口老龄化是人口发展进程中出现的一个必然现象。一方面，我国城市人口老龄化的发展呈现出空巢化趋势，另一方面，改革开放给农村劳动力的大规模乡城迁移提供了机会，农村留守人口规模日益庞大。由于城乡经济基础和体制的不同，致使城乡养老形势发展的结果也不一样。目前，在一些大城市养老服务机构和设施相对较健全；而乡村的养老机构由于制度建设、经济水平和历史遗留等多方面原因，在运行管理方面存在许多问题和困难，其中安全隐患最为严重。

在养老院中，实时掌握内部老人的位置或区域可提高管理及处理紧急事件的效率。由于现在养老院的定位装置都是卡片式电子标签，佩戴不方便且容易丢失，当老人遇到危险时，现有的人员定位系统中，老人无法主动发起报警，由此可能耽误危险事故的处理时间，导致意外事件的发生。而且现有定位装置的定位及监控措施不足，在保障老人安全方面存在较大的隐患。

实用新型内容

本实用新型提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的基于射频技术的养老院定位报警装置，该装置能够对养老院老人的日常生活进行远程监控和实时定位，符合未来的养老服务需求，既便于养老院管理人员的管理，又可保障老人的安全。

根据本实用新型的一个方面，提供一种基于射频技术的养老院定位报警装置，该装置包括佩戴在老人上的移动终端和安装在室内的工控机，所述移动终端用于获取并处理老人的数据信息，所述工控机用于处理所述数据信息和对老人进行室内定位，所述移动终端通过无线网络与所述工控机进行双向无线通信；所述移动终端通过GPS对老人进行室外定位。所述无线网络用于传输数据和远程监测，适用与长期数据采集和通信。

所述工控机和移动终端相互配合，通过室内外实时定位、智能查房、特殊房间超时报警以及心率信息监测等，可实时且准确地监管老人的人身安全。

所述移动终端包括微处理器模块、GPS定位模块、GSM通信模块、报警装置、用于实时检测心率的心率检测装置和RFID电子标签。

所述移动终端采集老人的数据信息包括位置信息、心率信息和紧急状态等信息，所述数据信息依次通过微处理器模块和GSM通信模块向外经由无线网络传输到所述工控机。

所述移动终端可通过按键向所述工控机发送紧急求助信号以及地理位置信息，所述移动终端也可通过按键拨打联系人电话以获取帮助。养老院负责人可以随时发送短信获取任一终端的位置信息以及老人的心率信息；通过心率传感器实时监测用户心率信息，异常情况发生时，将警报短信通过SIM模块发送到指定联系人。

所述无线网络包括GPRS无线通讯协议模组。

所述移动终端通过GPS/BD卫星定位以及室内定位获取老人的地理位置信息，然后通过GPRS无线通讯将该信息传输到室内的工控机。

所述GPS定位模块采用高精度的U-BLOX NEO-M8N-0-01定位模块。

所述报警装置包括GSM通讯模块以及SIM模块，所述报警装置上设有一键呼叫按键。

所述心率检测装置包括光电式心率传感器，如采用松恩电子有限公司的心率传感器SON1303。

所述工控机包括与所述RFID电子标签相对应的RFID阅读器和显示屏。所述RFID电子标签和RFID阅读器构成射频识别模块。

装置运行时，移动终端的GPS模块定位老人的位置信息，经无线网络发送到工控机。工控机通过射频识别模块自动采集老人携带的移动终端的信息，工控机通过定位信息记录老人的心率、室内位置和是否发生危险等，再经由工控机内部的微处理模块记录、管理、分析及处理信息后，判断是否通过无线网络发出报警信息。

本申请提出的无线智能定位报警装置，能够有效地对村镇养老院老人进行室内外实时定位，便于及时发现老人需要紧急服务，提高设备使用效率；能实时监测老人心率，心率异常时可以及时呼救，缩减等待救援时间；具有一键呼叫和自主报警等功能；通过运用RFID技术、GPS定位技术、传感器技术和通信与网络技术，使室内外定位较为准确，易于携带，成本低；采用无线传输方式，便于系统的安装部署。本申请能够对养老院老人的日常生活进行远程监控和实时定位，符合未来的养老服务需求，既方便了养老院管理人员的管理，又保障了老人的安全，因此具有广阔的市场前景。

附图说明

图1是实施例的移动终端的原理框图；

图2是实施例的微处理器原理图；

图3是实施例的MFRC522原理图；

图4是实施例的定位模块原理图；

图5是实施例的通信模块原理图；

图6是实施例的移动终端工作流程图；

图7是实施例的工控机工作流程图；

图8是实施例的RFID检测模型图；

图9是实施例的系统通讯模型图；

图10是实施例的室内外定位模型图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在根据本申请的一个实施例中，提供一种基于射频技术的养老院定位报警装置，该装置包括佩戴在老人上的移动终端和安装在室内的工控机，所述移动终端用于获取并处理老人的数据信息，如室内外定位信息、心率数据和紧急状态信息，所述工控机用于处理所述数据信息和对老人进行室内定位，所述移动终端通过无线网络与所述工控机进行双向无线通信；所述移动终端通过GPS对老人进行室外定位。所述无线网络用于传输数据和远程监测，适用与长期数据采集和通信。

所述工控机和移动终端相互配合，通过室内外实时定位、智能查房、特殊房间超时报警以及心率信息监测等，可实时且准确地监管老人的人身安全。

所述移动终端包括微处理器模块、GPS定位模块、GSM通信模块、报警装置、用于实时检测心率的心率检测装置和RFID电子标签。图1是本实施例的移动终端的原理图，其系统中不包括远程测控系统的其余部分。

所述移动终端采集老人的数据信息包括位置信息、心率信息和紧急状态等信息，所述数据信息依次通过微处理器模块和GSM通信模块向外经由无线网络传输到所述工控机。

所述移动终端通过GPS/BD卫星定位以及室内定位获取老人的地理位置信息，然后通过GPRS无线通讯将该信息传输到室内的工控机。

所述移动终端可通过按键向所述工控机发送紧急求助信号以及地理位置信息，所述移动终端也可通过按键拨打联系人电话以获取帮助。养老院负责人可以随时发送短信获取任一终端的位置信息以及老人的心率信息；通过心率传感器实时监测用户心率信息，异常情况发生时，将警报短信通过SIM模块发送到指定联系人。

所述无线网络包括GPRS无线通讯协议模组。

所述GPS定位模块采用高精度的U-BLOX NEO-M8N-0-01定位模块。

所述报警装置包括GSM通讯模块以及SIM模块，所述报警装置上设有一键呼叫按键。

所述心率检测装置包括光电式心率传感器，如采用松恩电子有限公司的心率传感器SON1303。

所述工控机包括与所述RFID电子标签相对应的RFID阅读器和显示屏。所述RFID电子标签和RFID阅读器构成射频识别模块。

装置运行时，移动终端的GPS模块定位老人的位置信息，经无线网络发送到工控机。工控机通过射频识别模块自动采集老人携带的移动终端的信息，工控机通过定位信息记录老人的心率、室内位置和是否发生危险等，再经由微处理模块记录、管理、分析及处理信息后，判断是否通过无线网络发出报警信息。

其中，微处理器模块是系统的硬件核心，在综合考虑性能、价格等参数的基础上，可选择IAP15W4K48S4LQFP48芯片，其核心原理图如图2所示，该芯片工作在28MHz，程序空间大小为48KB，SRAM空间大小为4KB，具有低功耗、高性价比、高性能、多I/O口、方便应用、体积小以及易于扩展等特点。非常适用于手持及移动等终端设备的开发。

其中，射频识别模块可采用MFRC522芯片，其原理如图3所示，它是应用于13.56MHz非接触式通信中高集成度读写卡的芯片，其内部发送器部分可驱动读写器天线与ISO14443A/MIFARE卡和应答机的通信，无需其它的电路。接收器部分提供一个坚固而有效的解调和解码电路，用于处理ISO14443A兼容的应答器信号。数字部分处理ISO14443A帧和错误检测，如奇偶校验和CRC校验。此外，它还支持快速CRYPTO1加密算法，用于验证MIFARE系列产品。MFRC522支持MIFARE更高速的非接触式通信，双向数据传输速率高达424kbit/s。还可根据不同的用户需求，选取SPI、I2C或串行UART(类似RS232)模式之一，有利于减少连线，缩小PCB板体积，降低成本。

所述工控机内读写器向移动终端发一组固定频率的电磁波，移动终端内有一个LC串联谐振电路，其频率与读写器发射的频率相同，在电磁波的激励下，LC谐振电路产生共振，从而使电容内有了电荷，在这个电容的另一端，接有一个单向导通的电子泵，将电容内的电荷送到另一个电容内储存，当所积累的电荷达到2V时，此电容可作为电源为其它电路提供工作电压，将卡内数据发射出去或接取读写器的数据。鉴于每个RFID电子标签内有唯一的信息，可以通过射频识别模块识别为唯一用户。

其中，GPS定位模块可采用U-BLOX NEO-M8N-0-01，高精度GPS定位模块，该模块核心原理图如图4所示。U-BLOX M8,能够同时获取和跟踪不同的全球导航卫星(GNSS)系统:并行接收GPS(QZSS)和GLONASS或BeiDou，或同时接收GLONASS和BeiDou。此平台专门适应于即使在GPS信号差的环境下，尤其是城市峡谷，都需要最高的可用性和准确性的高性能应用。由于GPS/SBAS操作在晴空郊外条件下就可达到最佳定位，M8平台还配备了内置的智能自动切换功能。可根据GNSS卫星的可见性和可靠性，自动切换到单一GNSS操作模式。

U-BLOX M8还提供超长的离线A-GNSS(GPS和GLONASS)功能。使用U-BLOX公司的AssistNOW A-GNSS服务，离线辅助数据的有效期可达到35天。该芯片更新率高，同时支持北斗和GPS信号，功耗较低，定位速度快，定位精度高。

其中，GSM通信模块可采用SIMcom公司的的SIM800c模块，该模块核心原理图如图5所示，该模块可支持4频段GSM/GPRS：GSM850、EGSM900、DCS1800和PCS1900MHz。该芯片具有低功耗、兼容性高和体积小等特点，满足功耗和通信的要求，同时需要符合可穿戴设备的要求，定位信息和检测的心率数据直接通过GPRS网络以短信的形式发送到工控机，工控机接受后经过微处理模块处理后及时确定位置坐标，监管心率信息，确保老人人身安全。

其中，心率检测装置采用光电式心率传感器son1303，可放置于人体各部位测试人体心率和脉搏，采用反射式光电传感，配合son3130运放，使测量方式更加自由，应用范围遍及可佩戴式电子产品以及新式测试方法的脉搏测量仪器。传感器内部集成高科技纳米涂层环境，过滤不需要的光源，减少由其他光源干扰的误判动作。SON1303采用了570nm发光波长的绿光，与红外光相比反射率更高，测量感度更高，同时提高了S/N比特性，准确度高。

心率检测装置安装在移动终端的背面，如移动终端为手环，心率检测装置位于手环的与人体接触的内侧。

本申请的定位报警装置的工作流程包括移动终端采集数据、无线网络双向传输数据和工控机分析处理数据。

参考图6，移动终端的工作过程为：移动终端上电后，各个模块进行初始化，GSM模块向服务器发起连接，连接成功后通过串口将信息发给微处理器。GPS模块向卫星发起通讯，连接后通过串口将相关信息发送到微处理器。心率检测装置将用户的心率数据实时传回到微处理器。微处理器等待指令，执行过程中发现心率监测数据异常或者老人主动按下呼救按键，即刻发送AT指令到GSM模块，由GSM通过无线网络以短信或电话的形式与工控机通讯或与紧急联系人联系，并及时通知相关医护人员。GPS模块实时将定位信息发送到微处理器，由微处理器检测定位数据是否异常，从而判断老人是否有安全隐患。若发现老人位置信息出现异常，微处理器立即发送AT指令到GSM模块，GSM模块以短信和电话的形式通知相关医护人员，从而保障老人的健康和环境安全。

参考图7，工控机的工作过程为：工控机上电后，各个模块初始化，GSM模块向服务器发起连接，连接成功后通过串口将信息发给微处理器，并显示在液晶显示屏上。RFID阅读器模块启动后，等待老人进入识别区。当老人携带RFID电子标签进入识别区后，RFID阅读器识别出身份信息，通过串口通知微处理模块记录信息并记录时间等数据。根据位置，安装不同时间设定的工控机。以卫生间为例，根据相关文献，老人如厕时间不宜超过半小时，故将卫生间门口的工控机的定时设置在30分钟。从老人进入卫生间开始计时，若超过30分钟老人仍未离开卫生间，则工控机通过串口发送AT指令到GSM模块，通过短信的电话的形式通知相关医护人员，及时有效的保障老人的人身安全。

本实施例的RFID射频识别模块检测模型如图8所示，通讯模型如图9所示，室内外定位模型图如图10所示。

对于村镇养老院的安全管理，该定位报警装置可以有效地帮助管理人员及时的获取老人的健康状况和位置信息。当突发状况来临，例如老人心律不齐甚至休克的情况，本装置可以较为准确地监测到，并及时向相关管理人员发出警示，以缩短老人的等待救援时间，为老人的健康和安全做出保障。本装置能够有效地实现对老人状态的远程实时监测，便于及时发现并解决老人出行安全问题和身体健康问题，提高用户安全性、实时关注健康、缩短抢救的等待时间，同时系统架构简单，部署便捷，易于携带。

最后，本申请的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于射频技术的养老院定位报警装置，其特征在于：包括佩戴在老人身上的移动终端和与之无线通信连接的工控机，所述移动终端用于获取老人的数据信息，所述工控机安装在室内，所述工控机用于处理所述数据信息和通过射频识别模块对老人进行室内定位，所述移动终端通过GPS对老人进行室外定位。

2.根据权利要求1所述的定位报警装置，其特征在于，所述移动终端包括微处理器模块、GPS定位模块、GSM通信模块、报警装置、用于实时检测心率的心率检测装置和RFID电子标签。

3.根据权利要求2所述的定位报警装置，其特征在于，所述移动终端采集的数据信息包括老人的位置信息、心率信息和紧急状态，所述数据信息依次通过微处理器模块和GSM通信模块向外经由无线网络传输到所述工控机。

4.根据权利要求2所述的定位报警装置，其特征在于，所述无线网络包括GPRS无线通讯协议模组。

5.根据权利要求4所述的定位报警装置，其特征在于，所述移动终端通过GPS/BD卫星定位以及室内定位获取老人的地理位置信息，然后通过GPRS无线通讯将该信息传输至所述工控机。

6.根据权利要求2所述的定位报警装置，其特征在于，所述报警装置包括GSM通讯模块以及SIM模块，所述报警装置上设有一键呼叫按键。

7.根据权利要求2所述的定位报警装置，其特征在于，所述心率检测装置包括光电式心率传感器。

8.根据权利要求2所述的定位报警装置，其特征在于，所述工控机包括与所述RFID电子标签相对应的RFID阅读器和显示屏。