CN209559262U

CN209559262U - 一种室内人员识别及活动监测装置

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Publication number: CN209559262U
Application number: CN201920592761.9U
Authority: CN
Inventors: 周敏; 张磊; 张哲�; 高伟东; 赵珍仪; 刘旭晔; 朱安博; 张靖媛
Original assignee: China Architecture Design and Research Group Co Ltd
Current assignee: China Architecture Design and Research Group Co Ltd
Priority date: 2019-04-26
Filing date: 2019-04-26
Publication date: 2019-10-29
Anticipated expiration: 2029-04-26

Abstract

本实用新型涉及一种室内人员识别及活动监测装置，属于室内监测技术领域，解决传统监测装置监测种类单一，监测数据误差大、不稳定的问题；装置包括固定单元和多个移动单元；每个移动单元具有各自的唯一ID编号，且由不同的人员佩戴；固定单元固定于室内；当佩戴有移动单元的人员进入室内后，所述固定单元与移动单元建立无线通信连接，接收并识别所述移动单元的ID编号；固定单元还检测包括红外特征在内的人体特征信号，用于监测包括人员室内位置移动在内的活动情况。本实用新型使用无源RFID标签，成本低廉，便于佩戴置；通过多传感器得到数据互补的监测数据，便于综合利用，减小监测数据误差。

Description

一种室内人员识别及活动监测装置

技术领域

本实用新型涉及室内监测技术领域，尤其涉及一种室内人员识别及活动监测装置。

背景技术

目前，智能家居系统、打卡考勤系统、健康看护系统以及室内环境监测系统应用中，均需要对进入特定室内人员的身份、时间及活动进行监测，但由于以往大多采用单一种类的监测手段，因此存在监测数据误差大、不稳定的缺陷。

实用新型内容

鉴于上述的分析，本实用新型旨在提供一种室内人员识别及活动监测装置，克服了传统监测装置监测种类单一，监测数据误差大、不稳定的问题。

本实用新型的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种室内人员识别及活动监测装置，包括固定单元和多个移动单元；

每个所述移动单元具有各自的唯一ID编号，且由不同的人员佩戴；

所述固定单元固定于室内；当佩戴有移动单元的人员进入室内后，所述固定单元与移动单元建立无线通信连接，接收并识别所述移动单元的ID编号；

所述固定单元还通过监测包括人体红外特征在内的特征信号，监测包括人员室内位置移动在内的活动情况。

进一步地，所述移动单元为RFID标签；所述固定单元包括RFID读卡器；

所述RFID读卡器，用于与进入、离开室内的人员佩戴的RFID标签建立或断开无线通信，通过读取并识别RFID标签的ID编号来对进入室内的人员进行识别，记录所述人员进入或离开室内的时间。

进一步地，所述RFID标签为无源RFID标签，工作于900MHz频段；所述RFID读卡器为900MHz-UHF RFID读写器。

进一步地，所述固定单元还包括红外传感器，用于检测人体的红外移动信号，得到进入室内人员的红外数据。

进一步地，所述红外传感器为HC-SR501，对人体发出的特定波长10um左右的红外线进行监测。

进一步地，所述固定单元还包括多普勒微波雷达传感器，用于根据发射的微波信号和人体反射的回波信号，计算进入室内人员移动位置，得到进入室内人员的雷达数据。

进一步地，所述多普勒微波雷达为RCLW0516多普勒微波雷达，运行于3.1GHz频段，使用连续线性调频波探测模式。

进一步地，所述固定单元还包括红外成像传感器，用于根据进入探测范围的人体的红外移动信号进行红外成像，得到进入室内人员的红外热成像数据。

进一步地，所述固定单元还包括数据打包组件，所述数据打包组件与所述RFID读卡器、红外传感器、多普勒雷达传感器或红外热成像传感器分别连接；接收进入室内人员的ID编号列表和进入、离开室内的时间数据、红外数据、雷达探测数据和红外热成像数据，进行打包输出。

进一步地，所述固定单元还包括数据上传组件，所述数据上传组件与所述打包组件连接，将所述打包数据上传到服务器。

本实用新型有益效果如下：

1、在人员识别上采用RFID的无源标签成本低廉，可佩带于人员体表的任意位置，比如衣物、鞋等位置。

2、通过红外传感器、多普勒微波雷达和红外热成像进行人员运动状态监测，得到的监测数据可进行人员运动状态的综合监测，红外传感器对相对固定单元横向运动的人体更敏感、多普勒微波雷达对相对于固定单元纵向运动的人体更敏感，红外热成像可得到人体的二维红外平面图像，监测数据互补，可综合利用，减小监测数据误差，解决由于某个传感器的问题而引起监测数据不稳定的问题。

3、通过打包上传，能够实现数据的远程传输，便于实现对于室内情况的远程控制。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本实用新型的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本实用新型实施例中的室内人员识别及活动监测装置组成连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理。

本实用新型的一个具体实施例，公开了一种室内人员识别及活动监测装置，如图1所示；包括固定单元和多个移动单元；

所述每个移动单元具有各自的唯一ID编号，且由不同的人员佩戴；

所述固定单元固定于室内；采用悬挂式固定于墙上，为10cm*20cm*30cm的长方体。

当佩戴有移动单元的人员进入室内后，所述固定单元与移动单元建立无线通信连接，接收并识别所述移动单元的ID编号；所述固定单元还检测包括红外特征在内的人体特征信号，用于监测包括人员室内位置移动在内的活动情况。

例如，当本实施例的装置在家庭中使用，移动单元的数量与家庭成员的数量相同，使每个移动单元的ID编号与家庭成员对应，通过识别移动单元的ID编号就能确定家庭成员的身份；

固定单元固定在家庭房间的固定位置，可使固定单元对处于室内任何地点的移动单元能够建立无线通信连接；

以同样的方式，可以在家庭的各个房间分别放置固定单元，并对每个房间的固定单元进行ID编号，方便对进入每个房间的人员进行识别及活动监测。

优选的，所述移动单元为RFID标签；所述固定单元包括RFID读卡器；

当佩戴RFID标签的人员进入室内后，所述RFID读卡器与RFID标签进行无线通信，通过读取并识别RFID标签的ID编号来对进入室内的人员进行识别，并记录所述人员进入室内的时间，当所述人员离开室内时，所述RFID读卡器与RFID标签的无线通信断开连接，并记录人员离开时间，得到进入室内人员的ID编号列表和进、出室内的时间戳数据。

通过上述数据，可以对人员进入室内的单次时长、总时长以及时间段分布进行分析，了解人员在室内的时间规律。

更具体的，所述RFID标签为无源RFID标签，工作于900MHz频段；所述RFID读卡器为900MHz-UHF RFID读写器。

使用无源RFID标签的成本低廉，可佩带于人员体表的任意位置，比如衣物、鞋等位置，成本更低，佩戴更方便；且无需充电，规避了其它监测技术需要移动模块频繁充电而导致的数据采集中断问题；

无源RFID标签工作于900MHz频段，该频段具有识别距离远，干扰低，防冲突性能好等特点；

RFID读写器采用高天线增益的900MHz-UHF读写器，其对无源标签的识别距离可达5～10m，支持多个标签的同时读取。

RFID读写器周期性读取位于室内的无源RFID标签，生成ID编号列表，并记录与ID编号对应的进、出室内的时间戳；读取周期可设置为1min～10min。

为了实现对人员运动状态的综合监测，固定单元还包括红外传感器、多普勒微波雷达传感器和红外热成像传感器；通过多个传感器的监测数据对人员运动状态可进行综合监测，给出室内人员运动状态的判定结果；

固定单元包括的红外传感器，用于检测人体的红外移动信号，得到进入室内人员的红外数据。

具体的，由于人体恒定体温一般在37度，会发出特定波长10um左右的红外线；红外传感器内内部包括菲泥尔滤光片、红外感应源和驱动电路；

人体发射的10um的红外线，通过菲泥尔滤光片增强后聚集到红外感应源上；

红外感应源采用热释电元件，这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，经检测后产生触发电位，后续的驱动电路对触发电位进行驱动，输出红外数据。

因此，在红外感应源的激发区域内发生红外热源(人体)的移动时，红外感应源会产生触发电位，进而被驱动电路驱动获得人体红外移动信号；由于红外感应源对宽扇面范围内的红外线敏感，所以红外传感器对横向运动的人体红外热源敏感。

优选的，本实施例中的红外传感器为HC-SR501。

固定单元包括的多普勒微波雷达传感器，用于根据发射的微波信号和人体反射的回波信号，计算进入室内人员移动位置，得到进入室内人员的雷达数据。

多普勒微波雷达对运动的物体敏感，当室内人员运动时，射的微波信号和人体反射的回波信号之间因时延作用将产生固定的频率偏差，该频率偏差与被检测人员的运动速度有关。在多普勒微波雷达中通过对回波混频信号做谐波检测与估计，传感器可给出运动物体的判决结果。特殊的，多普勒微波雷达传感器由于多普勒效应，对相对于传感器纵向运动的人员敏感，但对相对于传感器横向运动人体敏感度较弱，这正好与红外传感器相反，因而，红外数据与雷达数据之间可形成互补探测的效果。

优选的，多普勒微波雷达为RCLW0516多普勒微波雷达，运行于3.1GHz频段，使用连续线性调频波探测模式。

固定单元包括的红外成像传感器，用于根据进入探测范围的人体的红外移动信号进行红外成像，得到进入室内人员的红外热成像数据。

红外热成像传感器与人体红外传感器原理相似，其通过点阵形式的红外热源感应器件可得到二维红外平面图片数据；对多组红外二维平面图片数据做联合检测，可分析当前室内的热源分布情况，包括人体热源。通过比较不同帧的热源分布图，可获得红外热源(人体)的运动情况在红外热源发生移动之后，两次的红外图像帧可获得比较结果，从而可判决当前室内的人员运动状况。

优选的，本实施例的固定单元还包括数据打包组件和数据上传组件，所述数据打包组件与所述RFID读卡器、红外传感器、多普勒雷达传感器或红外热成像传感器分别连接；接收进入室内人员的ID编号列表和进、出室内的时间戳数据、红外数据、雷达探测数据和红外热成像数据，进行打包输出打包数据。

其中数据打包的方法可使用目前公开的数据打包方法。

数据上传组件与所述打包组件连接，将所述打包数据上传；可先将打包数据上传到安装在室内的网关，在通过网关上传到服务器。

而服务器获得历史积累的打包数据，根据数据中的RFID读卡数据列表以及进、出室内的时间戳数据、红外数据、雷达探测数据和红外热成像数据，还原出每个标签在室内的活动情况。

综上所述，本实施例公开的室内人员识别及活动监测装置，使用无源RFID标签，成本低廉，便于佩戴置；通过多传感器得到数据互补的监测数据，便于综合利用，减小监测数据误差，解决由于某个传感器的问题而引起监测数据不稳定的问题。通过数据打包上传便于实现对于室内情况的远程控制。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种室内人员识别及活动监测装置，其特征在于，包括固定单元和多个移动单元；

2.根据权利要求1所述的室内人员识别及活动监测装置，其特征在于，所述移动单元为RFID标签；所述固定单元包括RFID读卡器；

3.根据权利要求2所述的室内人员识别及活动监测装置，其特征在于，所述RFID标签为无源RFID标签，工作于900MHz频段；所述RFID读卡器为900MHz-UHF RFID读写器。

4.根据权利要求2所述的室内人员识别及活动监测装置，其特征在于，所述固定单元还包括红外传感器，用于检测人体的红外移动信号，得到进入室内人员的红外数据。

5.根据权利要求4所述的室内人员识别及活动监测装置，其特征在于，所述红外传感器为HC-SR501，对人体发出的特定波长10um左右的红外线进行监测。

6.根据权利要求2所述的室内人员识别及活动监测装置，其特征在于，所述固定单元还包括多普勒微波雷达传感器，用于根据发射的微波信号和人体反射的回波信号，计算进入室内人员移动位置，得到进入室内人员的雷达数据。

7.根据权利要求6所述的室内人员识别及活动监测装置，其特征在于，所述多普勒微波雷达为RCLW0516多普勒微波雷达，运行于3.1GHz频段，使用连续线性调频波探测模式。

8.根据权利要求2所述的室内人员识别及活动监测装置，其特征在于，所述固定单元还包括红外成像传感器，用于根据进入探测范围的人体的红外移动信号进行红外成像，得到进入室内人员的红外热成像数据。

9.根据权利要求2-8任一所述的室内人员识别及活动监测装置，其特征在于，所述固定单元还包括数据打包组件，所述数据打包组件与所述RFID读卡器、红外传感器、多普勒雷达传感器或红外热成像传感器分别连接；接收进入室内人员的ID编号列表和进入、离开室内的时间数据、红外数据、雷达探测数据和红外热成像数据，进行打包输出。

10.根据权利要求9所述的室内人员识别及活动监测装置，其特征在于，所述固定单元还包括数据上传组件，所述数据上传组件与所述打包组件连接，将所述打包数据上传到服务器。