DE202011003203U1

DE202011003203U1 - Sensorknoten und System mit Sensorknoten

Info

Publication number: DE202011003203U1
Application number: DE202011003203U
Authority: DE
Original assignee: CIBEK TECHNOLOGY and TRADING GmbH; Binder Elektronik 74889 GmbH; BINDER ELEKTRONIK GmbH; Cibek Technology & Trading GmbH; Cibek Technology and Trading 67117 GmbH; Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Cibek Technology and Trading De GmbH; Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2011-02-21
Filing date: 2011-02-21
Publication date: 2011-06-01
Anticipated expiration: 2021-02-22

Abstract

Sensorknoten (1, MSK1, MSK2, MSK3) umfassend:
eine Steuervorrichtung (2);
eine mit der Steuervorrichtung gekoppelte Speichervorrichtung (4);
ein Modul (5) zur drahtlosen Datenübertragung an eine Datenverarbeitungsanlage,
welches mit der Steuereinrichtung verbunden sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens ein erster und ein zweiter Sensor (3; PIR1–PIR4) zur Erfassung von Überwachungsdaten (3a'–3d') zur Durchführung eines Verfahrens zur unaufdringlichen Überwachung einer Person mit der Steuervorrichtung verbunden sind und die mindestens zwei Sensoren derart angeordnet sind, dass ein Sensor jeweils einen Überwachungsbereich (3a''–3d'') erfasst und die Überwachungsbereiche des ersten und zweiten Sensors (3; PIR1–PIR4) verschieden und überlappend sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Sensorknoten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein System mit mindestens zwei Sensorknoten und einer weiteren Datenverarbeitungsanlage nach dem Anspruch 15.
Aufgrund des demographischen Wandels der meisten Industrienationen wird ein Anwachsen von Notfallsituationen von hilfsbedürftigen Personen in ihrem normalen Aufenthaltsbereich erwartet. Die persönliche Betreuung derartiger Personen ist mit einem hohen finanziellen und personellen Aufwand verbunden.
Im Bereich ”Ambient Assisted Living”, welcher unter anderem die Überwachung mittels unaufdringlicher Methoden beinhaltet, stellt die automatische und zeitnahe Erkennung von potentiellen Notfällen von Personen im eigenen Heim oder einem definierten Aufenthaltsbereich eine zentrale Herausforderung dar. Durch die automatische und zeitnahe Erkennung soll ermöglicht werden, adäquate Hilfe initiieren zu können.
Zu diesen Notfallsituationen zählen insbesondere eine kurzfristige kritische Entwicklung von vitalen physiologischen Parametern oder Hilflosigkeit. Hilflosigkeit beschreibt dabei eine Situation, in der die betroffene Person nicht mehr in der Lage ist, dem gewohnten Tagesablauf weiter zu folgen und nicht mehr eigenständig Unterstützung oder Hilfe herbeirufen kann. Hilflosigkeit kann beispielsweise die Folge eines Sturzes, Herzversagens oder Schwächeanfalls sein.
Im Stand der Technik sind einige derartige Systeme oder Verfahren bekannt. Die meisten bekannten Ansätze befassen sich hauptsächlich mit der Erkennung der Ursache von Notfallsituationen an sich, z. B. der Sturzerkennung basierend auf einer Videoanalyse oder Analyse von Beschleunigungswerten oder Höhenwerten basierend auf körpernahen Sensoren. Andere Ansätze versuchen einen Sturz der Person basierend auf peripher gemessenen Geräuschen oder Vibrationen zu erkennen.
Eine technische Grundanforderung für die Akzeptanz eines geeigneten Systems ist, dass aus ethischen und praktischen Gründen keine Sensoren am Körper und auch keine ton- und bildgebenden Sensoren, wie Mikrofone oder Kameras, benutzt werden. Weiterhin müssen derartige Systeme kostengünstig, leicht installierbar, nachrüstbar, energieeffizient und möglichst leicht zu warten sein. Zudem müssen die Systeme in dem zu überwachenden Aufenthaltsbereich installierbar sein. Aufwendige Lösungen, wie beispielsweise 3D-Positionsbestimmungssysteme, werden daher nicht bevorzugt.
Zu der Problematik der ethischen Einschränkungen betreffs der Verwendung von Sensoren am Körper oder ton- und bildgebender Sensoren kommt erschwerend hinzu, dass eine Situation der physischen Hilflosigkeit bei diesen Ansätzen die Folge eines Sturzes sein muss. Physische Hilflosigkeit kann jedoch auch dann auftreten, wenn die betroffene Person nicht mehr in der Lage ist, einen Sitz- oder Liegeplatz zu verlassen. Außerdem ist es möglich, dass die Person sich trotz Sturzes weiterhin bewegt, z. B. indem sie versucht, aufzustehen oder sich an Gegenständen wieder aufzurichten.
Ein Verfahren zur unaufdringlichen Überwachung ist beispielsweise in der Anmeldung DE 10 2010 033 985.7 erläutert.
In dem dort erläuterten Verfahren werden eine Vielzahl von Sensoren mit einer Datenverarbeitungsanlage verbunden.
Der vorliegenden Anmeldung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufwand für die Installation, Konfiguration und Wartung des Systems zu senken und zugleich die Qualität der Situationserkennung aufgrund einer höheren Sensorabdeckung zu gewährleisten.
Die Aufgabe wird gelöst mittels eines Sensorknotens gemäß des Anspruchs 1 sowie eines Systems nach Anspruch 15.
Der Sensorknoten umfasst nebst einer Steuervorrichtung, einem mit der Steuervorrichtung gekoppelten Speichervorrichtung und einem Modul zur drahtlosen Datenübertragung an eine Datenverarbeitungsanlage, wobei das Modul mit der Steuereinrichtung verbunden ist, mindestens einen ersten und einen zweiten Sensor zur Erfassung von Überwachungsdaten zur Durchführung eines Verfahrens zur unaufdringlichen Überwachung einer Person.
Vorteilhafterweise handelt es sich bei den Sensoren um einen Bewegungsmelder, wie beispielsweise einem passiven Infrarotempfänger oder einen Ultraschallempfänger oder beispielsweise ein Richtmikrofon. Weitere Alternativen sind beispielsweise bildgebende Kameras im visuellen oder Infrarot-Bereich (Wärmebildkamera) oder „Time of Flight”-Sensoren bzw. laserbasierte Entfernungsmessungssensoren.
Die Sensoren sind mit der Steuervorrichtung verbunden und übermitteln Überwachungsdaten an die Steuervorrichtung, welche diese auswertet.
Erfindungsgemäß sind die mindestens zwei Sensoren derart angeordnet, dass ein Sensor jeweils einen Überwachungsbereich erfasst und die Überwachungsbereiche des ersten und zweiten Sensors verschieden und überlappend sind.
Vorteilhafterweise werden die Überwachungsbereiche derart gewählt, dass ein durch den Sensorknoten zu überwachender Raum durch die verschiedenen Überwachungsbereiche vollständig überwacht wird. D. h., die Überwachungsbereiche überdecken den Raum vollständig.
Mithilfe eines derartigen Sensorknoten ist es möglich, durch einmalige Befestigung des Sensorknotens in dem zu überwachenden Raum eine vollständige Installation zur Überwachung des Raums durchzuführen. Es ist also nicht länger notwendig, mehrere Sensoren an unterschiedlichen Positionen eines Raums anzuordnen.
Dabei wertet die Steuervorrichtung des Sensorknotens Überwachungsdaten, welche von den Sensoren übermittelt werden, aus und kann somit beispielsweise Bewegungsprofile oder Aktivitätsprofile innerhalb des Raums erfassen. Selbstverständlich ist es auch möglich, weitere Sensoren an dem Sensorknoten anzuordnen, so dass eine höhere Ortsauflösung gewährleistet werden kann.
Die Anordnung der Sensoren bzw. Überwachungsbereiche der Sensoren ist derart, dass beide Sensoren jeweils einen ersten bzw. zweiten Teilbereich alleine und einen weiteren Teilbereich gemeinsam erfassen, wobei der weitere Teilbereich zwischen dem ersten und zweiten Teilbereich liegt. Bei mehr als zwei Sensoren können komplexere Überlappungen auftreten.
Aufgrund dessen, dass in verschiedenen Raumbereichen eine vorbestimmte Anzahl von Sensoren aktiviert wird, wird der zu überwachende Bereich in einzelne klar und eindeutig zuordenbare Parzellen unterteilt.
Nebst weiteren Sensoren zur undaufdringlichen Überwachung einer Person, können weitere Sensoren wie beispielsweise Temperatursensoren, Luftfeuchtigkeitssensoren, Luftdrucksensoren, Gassensoren, Helligkeitssensoren oder Rauchsensoren mit den Sensorknoten gekoppelt werden. Hierdurch kann der Sensorknoten beispielsweise eine Kopplung der Überwachungsdaten der Sensoren zur Durchführung eines Verfahrens zur unaufdringlichen Überwachung mit weiteren gesundheitswesentlichen Informationen koppeln. So kann beispielsweise durch den Temperatursensor ein starker Anstieg beispielsweise im Falle eines Feuers festgestellt werden. Im Falle eines Luftfeuchtigkeitssensors kann beispielsweise ermittelt werden, ob beispielsweise eine zu überwachende Person das Wasser laufen lässt oder nicht. Mit Hilfe eines Gassensors kann beispielsweise der Kohlenmonoxid oder Kohlendioxidgehalt der Luft vermessen werden. Mit Hilfe eines Helligkeitssensors kann festgestellt werden, ob die zu überwachende Person Licht benutzt oder nicht. Mit Hilfe eines Rauchsensors können beispielsweise Rauchentwicklungen, wie beispielsweise bei Schwelbränden festgestellt werden.
Vorteilhaftweise umfasst der Sensorknoten eine Vorrichtung zur Erfassung der Zeit, vorzugsweise eine Echtzeiterfassungsvorrichtung. Mit Hilfe einer Echtzeiterfassungsvorrichtung können die von den Sensoren empfangenen Daten einem eindeutigen und exakten Zeitfenster zugeordnet werden. Dies bietet sich insbesondere dann an, wenn die Überwachungsdaten beispielsweise mit Hilfe eines Analog/Digitalwandlers in digitaler Form vorliegen.
Weiterhin umfasst der Sensorknoten vorteilhafterweise eine Speichervorrichtung mit mindestens einem RAM Speicher, vorzugsweise einem FRAM Speicher und/oder einem Flashspeicher.
Die von den Sensoren ermittelten Überwachungsdaten werden in der Steuervorrichtung verarbeitet und gegebenenfalls auf internen oder zusätzlichen externen Speichermöglichkeiten abgelegt. Diese abgelegten Daten können beispielsweise an eine weitere externe Datenverarbeitungsanlage weitervermittelt werden oder durch aktives Auslesen der Daten händisch einer weiteren Datenverarbeitungsanlage zur Verfügung gestellt werden. Vorteilhafterweise werden die Daten jedoch mit Hilfe des Moduls zur drahtlosen Übertragung an eine weitere externe Datenverarbeitungsanlage übertragen.
Vorteilhafterweise weist der Sensorknoten eine Stromversorgungsvorrichtung auf, um autark operieren zu können. Die Stromversorgung kann beispielsweise ein Netzteil, eine Aufnahme für einen Akkumulator bzw. einen Akkumulator oder ähnliches umfassen. Durch die eigene Stromversorgung ist es möglich, den Aufbau einer Sensorumgebung im häuslichen Umfeld zu erleich tern. Das aufwendige Verlegen von Kabeln oder wiederholte Wechseln von Batterien entfällt. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn zusätzlich zu einem Netzteil ein Akkumulator vorhanden ist, welcher im Falle eines Stromausfalls die Stromversorgung des Sensorknotens übernimmt. Hierdurch wird auch in kritischen Situationen ein einwandfreies Funktionieren der Sensorknoten gewährleistet.
Vorteilhaftweise umfasst die Steuervorrichtung des Sensorknotens einen Mikroprozessor und/oder einen programmierbaren Mikrocontroller. Mit Hilfe derartiger Steuervorrichtungen lassen sich auch komplexe Auswertungen der Überwachungsdaten auf dem Sensorknoten selbst durchführen. Auch dies erhöht den Grad der Autarkie des Sensorknotens gegenüber herkömmlichen Sensorsystemen.
Um eine besonders einfache Handhabung des Sensorknotens zu gewährleisten sind die Steuervorrichtung, die Speichervorrichtung, die mindestens zwei Sensoren und das mindestens eine Modul zur drahtlosen Datenübertragung in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet. Vorteilhafterweise umfasst das Gehäuse ebenfalls das Netzteil. Hierdurch ist lediglich eine einzige gegenständliche Vorrichtung in einem zu überwachenden Raum anzubringen.
Vorteilhafterweise ist eine optische, akustische oder berührungssensitive Eingabe- und/oder Ausgabevorrichtung mit der Steuervorrichtung, vorzugsweise über das Funkmodul, drahtlos verbunden.
Für den Fall, dass der Sensorknoten eine ausbleibende Aktivität bemerkt, kann die Steuervorrichtung die Ein- und Ausgabevorrichtung aktivieren, so dass die zu überwachende Person gegebenenfalls durch ein optisch erkennbares Zeichen oder ein besonderes akustisches Zeichen oder durch Berühren der Ein- und Ausgabevorrichtung einen bevorstehenden Alarm, welcher beispielsweise an eine externe Datenverarbeitungsanlage eines Hilfedienstleisters abgesetzt wird, abgebrochen bzw. verhindert werden. Durch die Ein- und Ausgabevorrichtung wird also eine weitere Interaktion zwischen der zu überwachenden Person und dem Sensorknoten ermöglicht, bevor ein Alarm letztendlich ausgelöst wird.
In einer weiteren Ausführungsform wird auf dem Sensorknoten, insbesondere in der Steuervorrichtung ein Verfahren wie in der Anmeldung DE 10 2010 033 985.7 durchgeführt.
Dabei übermittelt die Steuervorrichtung über das Funkmodul die Überwachungsdaten an eine externe Datenverarbeitungsanlage, auf welcher jenes Verfahren durchgeführt wird, oder Teile des Verfahrens werden in der Steuervorrichtung des Sensorknotens selbst durchgeführt.
Das Verfahren beinhaltet das Konfigurieren einer Datenverarbeitungsanlage bzw. der Steuervorrichtung des Sensorknotens derart, dass mindestens eine Instanz eines Verhaltensnetzes zur automatischen und individuellen Erfassung eines Normalverhaltens einer zu überwachenden Person durch die Datenverarbeitungsanlage bzw. Steuervorrichtung des Sensorknotens vorgehalten wird. Die Instanz umfasst mindestens zwei durch Aktivitätsinformationen definierte Verhaltenszustände sowie mindestens jeweils einen Zustandsübergang zwischen jeweils zwei Verhaltenszuständen. Ein Zustandsübergang beinhaltet zumindest eine Zeitspanne als Attribut.
Die Instanz des Verhaltensnetzes wird durch eine externe Datenverarbeitungsanlage oder die Steuervorrichtung des Sensorknotens selbst bereitgestellt, wobei eine Instanz die programmtechnische und auf der Datenverarbeitungsanlage bzw. Steuervorrichtung ausführbare Realisierung eines Verhaltensnetzes ist. Hierzu kann die Datenverarbeitungsanlage bzw. Steuervorrichtung entsprechend programmtechnisch ausgelegt sein oder über entsprechend konfigurierte Mikrocontroller oder Prozessoren verfügen.
Aktivitätsinformationen {a₁, ..., a_m+n+o} ∊ A sind Informationen, welche durch Sensoren oder Komponenten der Instanz, beispielsweise in Form von Software-Komponenten, der Instanz zur weiteren Verarbeitung zur Verfügung gestellt werden. Aktivitätsinformationen repräsentieren eine Interaktion der zu überwachenden Person mit der Umgebung innerhalb des Aufenthaltsbereichs der Person. Jedem Verhaltenszustand liegt eine, vorzugsweise genau eine Aktivitätsinformation der Menge A zugrunde.
Diese Aktivitätsinformationen können direkt oder indirekt sein. Als direkte Aktivitätsinformationen werden Informationen bezeichnet, die von Sensoren, z. B. von Bewegungsmeldern, Druckmatten oder Kontaktsensoren, in Form von Sensordaten bereitgestellt werden. Die Sensorinformationen sind oftmals binärer Natur, d. h., es wird lediglich eine geringe Datenmenge von einem Sensor an die Datenverarbeitungsanlage übermittelt, was der zeitnahen und schnellen Erkennung zuträglich ist. Indirekte Aktivitätsinformationen bezeichnen Informationen, die von spezifischen Komponenten der Instanz bereitgestellt werden. Dabei werden, basierend auf einer Kombination von mehreren direkten Sensordaten und Wissen über die Zusammenhänge im Aufenthaltsbereich der Person, höherwertige Informationen bzw. Daten erzeugt. Unter dem Begriff Daten werden hierbei indirekte, unter dem Begriff Sensordaten direkte Aktivitätsinformationen bezeichnet.
Eine Instanz enthält eine endliche Anzahl m definierter Verhaltenszustände {s₁, ..., s_m} ∊ S. Ein Verhaltenszustand s_i repräsentiert eine durch die Instanz oder die Datenverarbeitungsanlage bereitgestellte Aktivitätsinformation, die, wie vorhergehend beschrieben, direkt oder indirekt sein kann. Vorzugsweise sind die möglichen Zustände s_i bekannt und die Anzahl m endlich. Ein Verhaltenszustand kann in Form eines ausführbaren Codes implementiert sein.
Ein gerichteter Wechsel von einem Verhaltenszustand s_i in einen anderen Zustand s_j zum Zeitpunkt t wird als Zustandsübergang t_ij ∊ T bezeichnet. Ein Zustandsübergang ist mit Attributen belegt, wobei mindestens eine Zeitspanne D_ij als Attribut beinhaltet ist.
Die Zustandsübergänge verbinden die verschiedenen Verhaltenszustände s_i miteinander.
Als Normalverhalten einer zu überwachenden Person wird das alltägliche Verhalten der Person in ihrem zu überwachenden Aufenthaltsbereich angenommen.
Zusätzlich kann eine Instanz derart konfiguriert werden, dass eine Lernphase zur Ermittlung des Normalverhaltens durchgeführt wird. Während der Lernphase verarbeitet die Instanz Überwachungsdaten, welche Aktivitätsinformationen der Verhaltenszustände umfassen. Die Überwachungsdaten werden aus Sensordaten mindestens zweier in einem Aufenthaltsbereich der zu überwachenden Person angeordneter Sensoren generiert, d. h., die Überwachungsdaten beinhalten direkte oder indirekte Aktivitätsinformationen.
Während der Lernphase wird mindestens eine einem Zustandsübergang zugeordnete Zeitspanne D_ij durch die Instanz erlernt und in einer der Datenverarbeitungsanlage bzw. der Steuervorrichtung zugeordneten Speichervorrichtung als Wert gespeichert und dem Zustandsübergang T_ij zugeordnet.
Weiterhin kann die Instanz derart konfiguriert sein, dass eine Erkennungsphase durchgeführt wird.
Anhand eingehender Daten, welche direkte oder indirekte Aktivitätsinformationen beinhalten, legt die Instanz einen mit diesen Daten korrespondierenden aktuellen Verhaltenszustand fest, d. h. dieser ist im Fokus der Instanz. Die Instanz ist weiterhin derart konfiguriert, dass ausgehend vom aktuellen Verhaltenszustand ein Alarmsignal initiiert wird, wenn die in Echtzeit nachfolgenden Aktivitätsinformationen der Daten dem aktuellen Verhaltenszustand nicht zugeordnet werden können und innerhalb einer Alarmzeitspanne c, welche eine Funktion des gespeicherten Werts der Zeitspanne D_ij ist, keinem weiteren Verhaltenszustand s_j oder lediglich einem in der Instanz definierten Alarmzustand zugeordnet werden können.
Unter Echtzeit wird hierbei die Verarbeitung der Sensordaten durch die Datenverarbeitungsanlage innerhalb weniger Sekunden verstanden.
Die Echtzeit wird vorzugsweise mit der Echtzeiterfassungsvorrichtung ermittelt.
Das Alarmsignal ist beispielsweise dergestalt ausgebildet, dass die Instanz eine festgelegte Ablaufroutine initiiert, mittels welcher eine Rettungsstelle, die mit der Datenverarbeitungsanlage in Verbindung steht, benachrichtigt oder alarmiert werden kann.
Vorteilhaft umfasst eine Instanz eine Vielzahl von Verhaltenszuständen s_i und damit verbunden eine Vielzahl von Zustandsübergängen t_ij.
Durch Auswertung der Sensordaten bzw. Überwachungsdaten wird die Zeitspanne, welche dem normalen Verhalten der Person zwischen zwei Verhaltenszuständen entspricht, vorzugsweise, wie vorhergehend beschrieben, automatisch erlernt und es bedarf keiner manuellen und starren Festsetzung der Zeitspanne.
Hierdurch ist das Verfahren in der Lage, aus dem Normalverhalten der Person die Zustandsübergänge bzw. die zugehörigen Zeitspannen automatisch zu erlernen und während des laufenden Betriebs zu aktualisieren. Hierdurch ist es möglich, dass sich eine Instanz im Laufe eines gewissen Zeitraums, wie beispielsweise mehrerer Wochen, Monate oder Jahre, an das Verhalten der Person automatisch anpasst. Ein manuelles ”Nachjustieren” der Schwellwerte bzw. der Zeitspannen ist nicht notwendig.
Da das Alarmsignal nur nach Ablauf eines Alarmzeitintervalls c initiiert wird, welches direkt von den gemessenen und erlernten Zeitintervallen der Zustandsübergänge t_ij von einem aktuellen Verhaltenszustand s_i zu den von diesem Verhaltenszustand erreichbaren Verhaltenszuständen s_j abhängt, passt sich das Alarmzeitintervall entsprechend dem sich verändernden Normalverhalten der zu überwachenden Person an. Dies verringert die Wahrscheinlichkeit eines Fehlalarms und trägt somit zum Lebenskomfort der zu überwachen den Person und zur Ressourcenschonung der überwachenden Rettungsstelle bei.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Alarmzeitspanne c eine Funktion der Zeitspanne D_ij und eine Funktion der möglichen Zustandsübergänge t_ij.
Entgegen einer ersten Möglichkeit, die Zeitspannen D_ij mit einem innerhalb der Instanz konstanten Faktor zu skalieren, kann der Skalierungsfaktor in Abhängigkeit vom Verhaltenszustand oder dem Zustandsübergang t_ij bestimmt werden. Auf diese Weise wird eine verbesserte individuelle Anpassung des Verfahrens an die zu überwachende Person und eine automatische Konfiguration der Instanz möglich.
Ein weiterer technischer Vorteil des Systems ist es, dass sich die Anzahl der Verhaltenszustände beliebig definieren und erweitern lässt.
Obgleich für gewöhnlich ein Zustandsübergang zwischen zwei jeweils verschiedenen Verhaltenszuständen auftritt, kann ein Zustandsübergang auch den Übergang von einem Verhaltenszustand s_i auf sich selbst bedeuten.
In einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst die Instanz weiterhin mindestens einen Anfangszustand s_a und mindestens einen Endzustand s_e, wobei die Instanz nach dem Eintreten des mindestens einen Endzustands derart konfiguriert wird, dass die Erkennungsphase beendet wird, d. h. die Instanz in einen nichtaktiven Zustand versetzt wird. Nach dem Eintreten des mindestens einen Anfangszustands wird die Instanz derart konfiguriert, dass die Erkennungsphase gestartet wird, d. h. die Instanz in den aktiven Zustand gesetzt wird. Die Kontrolle über die Instanz obliegt der Datenverarbeitungsanlage, welche programmtechnisch zur Initiierung der (De-)Aktivierung der Instanz ausgebildet ist.
Anfangszustände und Endzustände sind besondere Formen der Verhaltenszustände. Während ein Verhaltenszustand s_i mit einem anderen Verhaltenszustand s_j oder sich selbst über einen Zustandsübergang t_ij verbunden sein kann, können Anfangszustände nur in einen Verhaltenszustand oder einen Endzustand übergehen. Der Übergang in einen anderen Anfangszustand oder sich selbst ist nicht möglich. Der Übergang in einen Endzustand von einem Anfangszustand aus ist dagegen möglich. Analog hierzu ist der Endzustand dadurch definiert, dass er keinen Zustandsübergang von sich zu einem anderen Verhaltenszustand zulässt.
Mithilfe der Anfangs- und Endzustände ist es möglich, Ressourcen zu schonen, da die Instanz in einen aktiven oder nichtaktiven Zustand versetzt werden kann. Weiterhin wird die von der Datenverarbeitungsanlage zur Verfügung gestellte Prozessorleistung weniger in Anspruch genommen.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Instanz derart konfiguriert, dass während einer Erkennungsphase eingehende Daten für eine weitere Lernphase zur Aktualisierung der mindestens einen Zeitspanne D_ij oder zur Ermittlung einer einem weiteren Zustandsübergang zugeordneten Zeitspanne D_ij verwendet werden.
Mithilfe der weiteren Lernphase ist es möglich, innerhalb der Erkennungsphase die den Zustandsübergängen zugeordneten Zeitspannen zu aktualisieren oder bislang nicht gespeicherte Zeitspannen als Wert zu speichern. Das heißt, die Instanz aktualisiert die Zustandsübergänge im laufenden Betrieb und passt sich so an Änderungen des Normalverhaltens der zu überwachenden Person an.
In einer weiteren Ausführungsform ist der einem Zustandsübergang t_ij zugeordnete Wert der Zeitspanne D_ij ein Durchschnittswert von bis zu diesem Zeitpunkt erfassten Zeitintervallen dt_ij zwischen zwei Verhaltenszuständen. Hierdurch werden starke Abweichungen eines einmaligen veränderten Verhaltens lediglich gewichtet in den Wert der Zeitspanne D_ij integriert. Weiterhin ist es möglich, die Zeitspanne erst dann als Wert festzusetzen, wenn eine Mindestzahl Dt_ij von Zeitintervallen dt_ij gemessen und erfasst wurde. Hierdurch ist es möglich, dass eine Zeitspanne erst dann als Wert festgeschrieben wird, wenn eine Mindestanzahl von Zustandsübergängen zwischen zwei Verhaltenszuständen durchlaufen wurde. Dies ist insbesondere bei der erstmaligen Initialisierung des Verfahrens hilfreich, um starke Schwankungen der Zeitspanne zu vermeiden.
Alternativ zum Durchschnittswert kann auch ein Maximalwert, ein Minimalwert oder ein weiterer aus mehreren Zeitintervallen dt_ij erhaltener Wert als Zeitspanne D_ij vorgehalten werden. Alle aus mehreren Zeitintervallen dt_ij durch mathematische Vorschriften gewonnenen Werte werden durch den Begriff des dynamischen Zeitintervalls umschrieben.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst ein Zustandsübergang mindestens ein weiteres Attribut. Diese Attribute können die Dauer des letzten Zeitintervalls zwischen den zwei Verhaltenszuständen dt_ij sein, die Anzahl des bisherigen Auftretens des Zustandsübergangs nt_ij oder des Zeitpunkt des letzten Auftretens des Zustandsübergangs tt_ij sein. Mithilfe der weiteren Attribute können zusätzliche Informationen über das momentane Verhalten gegenüber dem bisherigen Verhalten der Person ermittelt werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Instanz derart konfiguriert, dass der einem Zustandsübergang zugeordnete Wert der Zeitspanne D_ij gelöscht wird, wenn das letzte Auftreten des Zustandsübergangs länger als ein vorbestimmtes Zeitintervall AZ zurückliegt. Hierdurch wird vermieden, dass beispielsweise bei längerer Abwesenheit und damit einhergehenden Veränderungen des Verhaltens ein Vergleich mit dem ursprünglichen Verhalten und nicht mit dem aktuellen Verhalten durchgeführt wird.
Die Erfindung umfasst ferner ein System mit mindestens zwei Sensorknoten nach den obigen Ausführungen sowie einer weiteren Datenverarbeitungsanlage, welche mit den mindestens zwei Sensorknoten vorzugsweise drahtlos verbunden ist.
Obgleich die Sensorknoten weiterhin eigene Instanzen eines Verhaltensnetzes in der Steuervorrichtung ausführen können, weist auch die weitere Datenverarbeitungsanlage eine Instanz eines Verhaltensnetzes auf. Hierbei können die Sensorknoten beispielsweise jeweils einen bestimmten voneinander abgegrenzten Bereich überwachen, wohingegen die Überwachung zwischen den beiden durch die Sensorknoten überwachten Bereichen durch die weitere Datenverarbeitungsanlage vorgenommen wird. Mit anderen Worten sind die Instanzen, welche auf der Steuervorrichtung des Sensorknotens konfiguriert sind, von höherer Sensitivität als die Instanzen, welche auf der weiteren Datenverarbeitungsanlage konfiguriert sind.
Die Daten zum Konfigurieren der Instanz erhält die weitere Datenverarbeitungsanlage von den Sensorknoten. Dabei werden entweder Aktivitätsinformationen direkt vom Sensorknoten an die weitere Instanz der Datenverarbeitungsanlage übermittelt oder die den Aktivitätsinformationen zugrunde liegenden Überwachungsdaten an die weitere Instanz übergeben.
Gegebenenfalls übermittelt der Sensorknoten lediglich bestimmte Aktivitätsinformationen bzw. die den Aktivitätsinformationen zugrunde liegenden Überwachungsdaten an die weitere Datenverarbeitungsanlage. Bei den Aktivitätsinformationen kann es sich um direkte oder indirekte Aktivitätsinformationen handeln. Da Vorgänge, welche innerhalb eines durch den Sensorknoten überwachten Raums vonstatten gehen, für die Auswertung der Instanz auf der weiteren Datenverarbeitungsanlage nicht zwangsläufig von Relevanz sind, müssen diese Daten gegebenenfalls nicht an die Datenverarbeitungsanlage übermittelt werden, so dass die gesamte Menge der zu transportierenden Daten gering gehalten wird.
Für die Anbindung der Sensorknoten an die weitere Datenverarbeitungsvorrichtung kann ein auf ZigBee basierendes oder ein anderes Funkprotokoll (z. B. 2,4 GHz, EnOcean, Funk KNX) verwendet werden. Von ZigBee können vor allem die Fähigkeiten im Bereich Routing oder Verschlüsselung genutzt werden. Der eigentliche Nachrichtenaufbau zur Übermittlung von Aktivitätsinformationen oder Überwachungsdaten würde in einem eigens für diese Kommunikation entwickelten Funkprotokoll erfolgen. Anstelle des ZigBee-Protokolls ist es auch möglich, andere Module mit anderen Übertragungsstandards einzusetzen.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Datenverarbeitungsanlage derart konfiguriert, dass eine weitere Instanz eines Verhaltensnetzes zur automatischen und individuellen Erfassung des Normalverhaltens der zu überwachenden Person vorgehalten und konfiguriert wird. Die weitere Instanz kann derart konfiguriert sein, dass sie beispielsweise zu gegenüber dem Aktivitätszeitraum der ersten Instanz unterschiedlichen Zeitpunkten aktiv ist. Zum Beispiel kann die erste Instanz innerhalb eines ersten Zeitraums und die weitere Instanz innerhalb eines weiteren, vom ersten verschiedenen, Zeitraum aktiv sein. Hierdurch lässt sich eine Verfeinerung des Gesamtmusters des Normalverhaltens durchführen.
Eine weitere Möglichkeit ist es, die weitere Instanz zum selben Zeitpunkt, jedoch mit einer anderen Anzahl oder einer anderen Art von Verhaltenszuständen zu initiieren. Auf diese Weise kann beispielsweise die zeitliche Auflösung der weiteren Instanz von der zeitlichen Auflösung der ersten Instanz verschieden sein. Während beispielsweise die erste Instanz Zustandsübergänge im Sekundenbereich misst, werden die Zustandsübergänge aufgrund verschiedener Verhaltenszustände in der weiteren Instanz im Minutenbereich gemessen. Auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, dass im Falle eines Sturzes der Person, nach welchem die Person versucht aufzustehen und sich somit weiterhin bewegt, die erste Instanz aufgrund der kontinuierlich auftretenden Aktivitätsinformationen und der damit verbundene Wechsel zwischen verschiedenen Verhaltenszuständen kein Alarmsignal initiiert, wohingegen ein ausbleibender Raumwechsel ein Alarmsignal der weiteren Instanz bewirkt. Das heißt, eine weitere Instanz oder zahlreiche weitere Instanzen können helfen, aufgrund ihrer unterschiedlichen zeitlichen oder räumlichen Auflösung oder des unterschiedlichen Zeitpunktes der Aktivierung eine robustere Erkennung einer Notfallsituation zu ermöglichen.
Als Sensoren kommen unter anderem Bewegungssensoren, Drucksensoren, Berührungssensoren, Temperatursensoren, Feuchtigkeitssensoren, Gassensoren zur Messung des Gehalts eines Gases in der Luft, Helligkeitssensoren oder ähnliche Sensoren in Frage, welche keine direkte, aufdringliche Überwachung der Person bedeuten.
Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels genauer erläutert werden. Es zeigen:
1 einen schematischen Aufbau eines Sensorknotens;
2 einen Signalverlauf verschiedener Sensoren und dazugehöriger Überwachungsdaten;
3 eine schematische Darstellung verschiedener sich überlappender Überwachungs- bzw. Aufenthaltsbereiche;
4a und 4b einen Zusammenhang zwischen Aktivitätsinformationen, Verhaltenszuständen und Zustandsübergängen;
5 eine schematische Darstellung einer Instanz eines Verhaltensnetzes zur automatischen und individuellen Erfassung eines Normalverhaltens auf einem Sensorknoten;
6a und 6b eine schematische Übersicht zu einem erfindungsgemäßen System mit weiterer Datenverarbeitungsanlage und mehreren Sensorknoten;
7 eine schematische Darstellung einer Instanz eines Verhaltensnetzes auf einer weiteren Datenverarbeitungsanlage;
8 eine schematische Darstellung der Funktionsweise der Kooperation mehrerer Instanzen miteinander; und
9 ein schematisches Flussdiagramm der Funktionsweise einer Instanz.
In der 1 ist ein beispielhaftes Blockschaltbild eines Sensorknotens dargestellt. Der Sensorknoten 1 umfasst einen Mikrocontroller, welcher über verschiedene Bussysteme mit Sensoren, einem Funkmodul, einer Spannungsversorgung und Speichereinheiten verbunden ist. Der Sensorknoten 1 umfasst passive Infrarotsensoren 3, wobei n eine beliebige Anzahl zwischen 1 und 100 oder beispielsweise 1 und 20 sein kann. Die durch die Sensoren 3 aufgenommenen Überwachungsdaten, werden mit Hilfe eines Input/Output-Expanders 3' an den Mikrocontroller übertragen. Hierbei kann der I/O-Expander, der Sensor selbst oder der Mikrocontroller gegebenenfalls eine Wandlung der analogen Signale in digitale Werte vornehmen.
Der Mikrocontroller 2 ist über einen I²C-Bus mit einem FRAM-Speicher verbunden. Der FRAM-Speicher kann beispielsweise auf einer Platine angeordnet werden, auf welcher ebenfalls der Mikrocontroller angeordnet ist. Über einen weiteren Bus ist der Mikrocontroller mit einem Funkmodul 5 verbunden. Das Funkmodul ist dabei geeignet, Überwachungsdaten bzw. Aktivitätsinformationen von dem Sensorknoten 1 an eine weitere Datenverarbeitungsanlage zu übermitteln. Auch die Übersendung an einen benachbarten Sensorknoten ist möglich.
Zur Stromversorgung umfasst der Sensorknoten ein 230 V-Netzteil, wobei das Netzteil an die jeweiligen Spannungsverhältnisse der Umgebung angepasst werden kann. So ist es beispielsweise denkbar, dass in Nordamerika eine Spannungsversorgung mit 110 V verbaut ist. Als zusätzlichen Versorger umfasst der Sensorknoten 1 einen Akkumulatorenpack 7, welcher austauschbar in einer Halterung des Sensorknotens 1 gehalten wird.
Um die Speicherkapazität des Sensorknotens 1 zu erhöhen weist dieser eine Vorrichtung zum Einführen einer Mikro-SD-Karte oder einer anderen flashbasierten Speichereinheit auf. Dabei können Überwachungsdaten bzw. Aktivitätsinformationen mit einem Zeitstempel, welcher über die Echtzeitvermessungsvorrichtung 9 ermittelt wird, versehen werden und anschließend durch Herausnahme der Mikro-SD-Karte eine externe Datenverarbeitungsanlage oder einer weiteren Kontrollinstanz zugeführt werden.
Nebst dem bereits beschriebenen n Bewegungsmeldern bzw. PIR-Sensoren 3 umfasst der Sensorknoten 1 weiterhin einen Temperatursensor 10, einen Luftfeuchtesensor 11, einen Helligkeitssensor 12 sowie einen CO₂-Sensor 13. Weitere Sensoren, wie beispielsweise ein Richt-Mikrofon, können ebenfalls auf dem Sensorknoten 1 angeordnet werden. Im vorliegenden Fall sind sämtliche vorgenannten Elemente in einem beispielsweise deckenmontierbaren Gehäuse 14 angeordnet. Hierdurch wird die Montage des Sensorknotens 1 deutlich vereinfacht.
Im Mikrocontroller werden die Informationen aller Sensoren ausgewertet. Zudem kann in diesem das Verfahren zur Überwachung durchgeführt werden. Das Erstellen der eigentlichen an eine weitere Datenverarbeitungsanlage zu übertragenden Datenerfolgt durch einen eigenen Controller des Funkmoduls.
Durch die Verwendung mehrerer passiver Infrarotsensoren können mehrere Bereiche des Raums mit Hilfe eines MSK erfasst und auch unterschieden werden. Dies ist beispielsweise in der 2 dargestellt. Die Sensoren PIR1, PIR2, PIR3 und PIR4 überwachen unterschiedliche Überwachungsbereiche eines Raums, wobei die Überwachungsbereiche jedoch mit mindestens einem weiteren Überwachungsbereich überlappen. Es ist zu erkennen, dass der Sensor PIR1 zunächst keine Bewegung registriert und dann nach einem mit der ersten gestrichelten Linie korrespondierenden Zeitpunkt eine Bewegung registriert, welche durch die Erhöhung der Signalkurve 3a erkennbar ist. Analog hierzu können Bewegungen im Bereich der Sensoren PIR2 bis PIR4 anhand der Signalverläufe 3b bis 3d nachverfolgt werden.
Die Signalverläufe 3a bis 3d können in korrespondierende digitale Überwachungsdaten 3a' bis 3d' gewandelt werden. Zusätzliche Informationen, die für die Auswertung der PIR-Signale für die Erkennung des Ausbleibens von Folgeaktivitäten benötigt werden, wie z. B. die Uhrzeit oder die Zeit seit der letzten Bewegung können ebenfalls direkt auf dem Mikrocontroller des Sensorknotens ermittelt werden.
Die Auswertung der Überwachungsdaten erfolgt auf dem Controller des Sensorknotens. Beim Erkennen eines abweichenden Bewegungsmusters der zu überwachenden Person vom Normalverhalten wird entweder eine Nachricht an einen zentralen Auswertecomputer, beispielsweise in einer Rettungsstelle oder in dem Haushalt gesendet, welcher ebenso Statusinformationen bzw. Statusanfragen an alle mit diesem Auswertecomputer verbundenen Sensorknoten senden kann.
In der 1 können auf dem Sensorknoten eine Vorrichtung zum Auslösen eines akustischen Voralarms, wie z. B. ein Piezobuzzer oder eine Vorrichtung für einen optischen Voralarm, wie beispielsweise eine LED, vorhanden sein (nicht eingezeichnet). Wird beispielsweise Aktivitätslosigkeit im Bereich des Sensorknotens ermittelt und erhält der Sensorknoten, von einem zentralen Auswertecomputer keine weiteren Informationen über andere Aktivitäten, beispielsweise in einem anderen Raum, wird innerhalb einer ersten Alarmzeitspanne c1 einem Bewohner der überwachten Umgebung die Möglichkeit gegeben, z. B. über einen Schalter an einem externen Bedienelement (wie einer Ein- oder Ausgabevorrichtung) den Alarm abzubrechen, so dass der Alarm nicht an die Hilfedienststelle gesendet wird.
Weiterhin kann der Sensorknoten beispielsweise eine Notbeleuchtung umfassen, welche sich beispielsweise dann einschaltet, wenn die zu überwachende Person aus dem Bett aufsteht, jedoch keine ausreichende Helligkeit im Zimmer vorhanden ist. Weiterhin kann der Sensorknoten einen Schaltkontakt, über welchen ein externes Gerät, wie z. B. eine Lampe, mit Hilfe eines entsprechenden Interfacebausteins, ein- und ausgeschaltet werden kann, aufweisen. Für die intelligente Haussteuerung sind die eingezeichneten Sensoren zur Ermittlung der Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Helligkeit oder des CO₂-Gehalts vorgesehen. Für die Aktivitätslosigkeitserkennung auf dem Sensorknoten sind diese Sensordaten jedoch nicht zwangsläufig von Relevanz. Die F-RAM-Speicher des Sensorknotens 1 weisen eine Größe von jeweils 128 KB auf. Werden mehr Speichereinheiten benötigt, werden die ermittelten Daten beispielsweise auf der Mikro-SD-Karte abgelegt.
Anhand der 3 soll auf die unterschiedlichen Überwachungsbereiche der einzelnen Sensoren eingegangen werden. In der 3, Paneel A ist ein nicht dargestellter Sensorknoten an der Decke des viereckigen Raums, welcher durch das Quadrat begrenzt wird, angeordnet. Im Sensorknoten sind drei Bewegungsmelder PIR1–PIR3 angeordnet, deren Überwachungsbereich jeweils durch den parabelförmig begrenzten Bereich 3a'', 3b'', 3c'' begrenzt werden. Insbesondere bedeutet dies, dass der Sensor PIR1 den Überwachungsbereich 3a'' überwacht, der Sensor PIR2 den unterschiedlichen Überwachungsbereich 3b'' überwacht und der Sensor PIR3 den wiederum unterschiedlichen Überwachungsbereich 3c'' umfasst. Es ist zu beachten, dass im vorliegenden Fall lediglich eine zweidimensionale Projektion eines dreidimensionalen Raums gezeigt ist. Insofern decken die jeweiligen Sensoren nicht nur einen zweidimensionalen Bereich ab, sondern einen durch einen Paraboloid begrenzten Bereich.
Anhand des Paneels A ist deutlich zu erkennen, dass die Sensoren derart angeordnet sind, dass in manchen Bereichen des Raums ein, zwei oder drei Sensoren eine Bewegung erfassen können. Wird der eingezeichnete Weg W von X nach Y durchlaufen, meldet zuerst der Sensor PIR1 eine Bewegung, anschließend PIR1 und PIR2, und schließlich PIR1, PIR2 und PIR3. Der Wegpunkt Y wird durch die Sensoren PIR2 und PIR3 erfasst.
In den Paneelen B und C sind alternative Anordnungen von Sensoren und den damit verbundenen Überwachungsbereichen dargestellt. Der Sensorknoten, welcher den Raum im Paneel B überwacht, umfasst vier Bewegungssensoren. Der Sensorknoten, welcher den Raum des Paneels C überwacht umfasst fünf Bewegungssensoren, Die sich überschneidenden Bereiche sind deutlich erkennbar. Zudem ist erkennbar, dass mit wachsender Sensorenzahl die Parzellierung des Raums zunimmt.
Obgleich im vorliegenden Beispiel davon gesprochen wurde, dass der gesamte Raum durch den Sensorknoten überwacht wird, so ist dies jedoch nicht zwangsläufig notwendig. Es können auch lediglich Teilbereiche eines Raums überwacht werden.
Wie zu den Ausführungen zu den 3 erwähnt, wird ein Sensorknoten bevorzugt an einer Decke oder Wand eines Raums angeordnet.
Nachfolgend soll auf einige grundlegende Begriffe zur Erläuterung des Verfahrens zur unaufdringlichen Überwachung einer Person eingegangen werden.
In der 4a wird auf den Zusammenhang zwischen Sensordaten, aus den Sensordaten generierten Daten und Verhaltenszuständen eingegangen. Sensor PIR1 übermittelt Sensordaten an die Datenverarbeitungsanlage, welche die Aktivitätsinformation a₁ beinhalten. Die Aktivitätsinformation a₁ weist darauf hin, dass der Bewegungsmelder eine Bewegung registriert. Diese Daten können direkt aus den binären Sensordaten gewonnen werden. Analog hierzu sendet der Sensor PIR2 Sensordaten mit Aktivitätsinformationen a₂, welche eine Bewegung im Bereich des Sensors 12 andeuten. Die Aktivitätsinformationen a₁ und a₂ werden in der Steuerungseinheit der Datenverarbeitungsanlage mittels einer Routine zu der Aktivitätsinformation a₅ generalisiert. Die Aktivitätsinformation a₅ ist eine indirekte Aktivitätsinformation und korrespondiert mit einem Verhaltenszustand ”Bewegung im Flur”. Bei einem Raumwechsel vom Flur 3 in ein Wohnzimmer zum Zeitpunkt t₁ registrieren die Sensoren PIR5 und PIR6 eines weiteren Sensorknotens eine Bewegung. Der Sensor PIR5 überträgt Sensordaten, welche die Aktivitätsinformationen a₃, der Sensor PIR6 Sensordaten, welche die Aktivitätsinformation a₄ beinhalten. Die Aktivitätsinformationen a₃ und a₄ werden zur Aktivitätsinformation a₆ verallgemeinert, welche einen Aufenthalt im Wohnzimmer nahelegt. Die Aktivitätsinformation a₆ korrespondiert somit mit einem Verhaltenszustand ”Aufenthalt im Wohnzimmer”. Durch den Übergang vom Flur in das Wohnzimmer wird eine neue Aktivitätsinformation a₇ gewonnen, welche mithilfe der Aktivitätsinformation a₅ und der kurz darauf eingehenden-Aktivitätsinformation a₆ durch eine weitere Datenverarbeitungsanlage bzw. eine in dieser vorgehaltenen und ausführbaren Instanz generiert wird. Bei der Aktivitätsinformation a₇ handelt es sich um eine Information, welche mit dem Verhaltenszustand ”Raumwechsel vom Flur in das Wohnzimmer” korrespondiert. Anhand des vorbeschriebenen Beispiels eines Raumwechsels wird deutlich, dass in Abhängigkeit von den möglichen Aktivitätsinformationen und den durch diese definierten Verhaltenszuständen ein Verhaltensnetz konstruiert werden kann, durch welches sich das Normalverhalten der sich im Aufenthaltsbereich normalerweise aufhaltenden hilfsbedürftigen Person modellieren lässt.
Ein Verhaltensnetz muss nicht für jede Aktivitätsinformation einen korrespondierenden Verhaltenszustand aufweisen. So können beispielsweise verschiedene Verhaltensnetze Aktivitätsinformationen unterschiedlicher Ebenen verwerten. Beispielsweise kann ein erstes Verhaltensnetz direkt die unmittelbar aus den Sensordaten gewonnenen Aktivitätsinformationen a₁ bis a₄ verwenden, ein weiteres Verhaltensnetz die Aktivitätsinformationen a₅ und a₆ verwenden und ein drittes Verhaltensnetz die aggregierten Aktivitätsinformationen, wie beispielsweise die Aktivitätsinformation a₇, verwenden. Eine Aggregationsebene der durch die Verhaltensnetze modellierten Aktivitätsinformationen wird durch die Verwendung von direkten und indirekten Aktivitätsinformationen bestimmt. Vorzugsweise haben Verhaltensnetze, die auf direkten Aktivitätsinformationen, d. h. der Ebene der Informationen a₁ bis a₄ basieren, eine höhere Sensitivität in Bezug auf die Erkennung als Verhaltensnetze, die überwiegend indirekte Informationen verwenden, wie beispielsweise die Verhaltensnetze, welche die Aktivitätsinformationen a₅ bis a₇ verwenden.
In der 4b ist ein vereinfachter, verallgemeinerter Ausschnitt eines Verhaltensnetzes dargestellt. Ein beliebiger Verhaltenszustand s₁ ist über Zustandsübergänge t_ij, ..., t_ik mit den Verhaltenszuständen s_j, ..., s_k verbunden. Der Zustandsübergang t_ij ist gültig, der Zustandsübergang t_ik ist ungültig. Dabei ist die Gültigkeit oder die Ungültigkeit ein Attribut des Zustandsübergangs innerhalb der Instanz.
Zu Beginn besteht ein Verhaltensnetz nur aus den definierten Verhaltenszuständen Die Zustandsübergänge werden gegebenenfalls in einer Lernphase zwischen den möglichen benachbarten Verhaltenszuständen erstellt bzw. angepasst. Für einen Zustand s_i in einem Netz mit n Verhaltenszuständen und o Endzuständen gibt es m + o potentielle Nachbarn, da ein Zustandsübergang auf den Verhaltenszustand s_i selbst erfolgen kann. Ein Zustandsübergang t_ij von s_i nach s_j findet statt, wenn der Fokus des Verhaltensnetzes auf s_i ist und zu einem gültigen Zeitpunkt t, d. h. innerhalb der Alarmzeitspanne, der Verhaltenszustand s_j aktiviert wird. Die Aktivierung des Verhaltenszustands s_j kann beispielsweise durch das Empfangen von Aktivitätsinformationen der Daten der Sensoren erkannt und eingeleitet werden.
Die in der 4b dargestellten Zustandsübergänge t_ij weisen folgende Attribute bei der Implementierung in der Instanz auf: den Ausgangszustand s_i, den Zielzustand s_j, die Dauer des aktuellen bzw. letztmaligen Zustandsübergangs von s_i nach s_j in Sekunden dt_ij, die approximierte durchschnittliche Dauer des Zustandsübergangs von s_i nach s_j in Sekunden adt_ij, die Anzahl nt_ij des Auftretens des Zustandsübergangs von s_i nach s_j und den Zeitpunkt tt_ij des letztmaligen Auftretens des Zustandsübergangs von s_i nach s_j. Die Gültigkeit eines Zustandsübergangs wird dadurch bestimmt, ob für diesen Zustandsübergang bereits eine Zeitspanne erlernt wurde und diese Zeitspanne weiterhin im Speicher vorgehalten wird. Beispielsweise ist ein Zustandsübergang dann gültig, wenn der Zustandsübergang mehrmals durchlaufen wurde und der Zustandsübergang innerhalb eines zu definierenden vorbestimmten Zeitintervalls AZ seit dem letztmaligen Durchlaufen wieder durchlaufen wurde.
Dadurch, dass die Zeitspanne erst nach beispielsweise viermaligem Durchlaufen des Zustandsübergangs als Wert abgespeichert wird, wird gesichert, dass die Aussage zur approximierten durchschnittlichen Dauer des Zustandsübergangs nicht auf einem singulären, nicht dem Normalverhalten entsprechenden Ereignis beruht. Durch die Approximation erfolgt eine Mittelung entsprechend dem Normalverhalten der hilfsbedürftigen Person. Dadurch, dass der Zustandsübergang zuletzt innerhalb des vorbestimmten Zeitintervalls AZ durchlaufen wurde, wird die Aktualität der entsprechenden Zeitspanne gesichert. Hierdurch wird vermieden, dass aufgrund einer Verhaltensänderung oder eines defekten Sensors ein Zustandsübergang weiterhin zur Beurtei lung, ob ein Alarmsignal alarm(s_i) durch die Instanz initiiert werden soll, herangezogen wird. Die Ungültigkeit eines Zustandsübergangs bedeutet nicht, dass der Zustandsübergang nicht auftreten kann. Er bedeutet hier lediglich, dass die Zeitspanne noch nicht als Wert im Speicher der Datenverarbeitungsanlage für das erfindungsgemäße Verfahren verwendet wird.
Bei der erstmaligen Konfiguration einer Instanz bzw. eines Verhaltensnetzes wird eine ausgewählte Anzahl der Startzustände, Endzustände und Verhaltenszustände definiert. Startzustände sind beispielsweise das Betreten des Raums durch die überwachte Person oder das Verlassen des Raums durch Besuch, Endzustände sind das Verlassendes Raums durch die überwachte Person oder das Betreten des Raums durch Besuch; Verhaltenszustände sind beispielsweise Bewegungen in der Küche, das Öffnen der Kühlschranktür oder das Betreten des Wohnzimmers. Beim erstmaligen Trainieren des Verhaltensnetzes bzw. beim erstmaligen Durchführen einer Lernphase sind alle Zustandsübergänge zunächst ungültig. Erst nachdem die Person sich eine gewisse Zeitlang innerhalb des Aufenthaltsraums aufgehalten hat und verschiedene Zustandsübergänge bzw. Verhaltenszustände eingetreten sind, werden einige Zustandsübergänge gültig, und das System bzw. das Verfahren ist einsatzbereit.
Für die Berechnung des Countdowns in der Erkennungsphase können mit der Angabe eines minimalen Countdowns C_min sehr kurze vom System ermittelte Zeitspannen vermieden werden. Dies kann beispielsweise für Aktivitäten sinnvoll sein, die oft zeitlich nahe beieinander liegen, z. B. die Korrelation von Bewegungsmeldern und Lichtschaltern. Ein höherer Wert für C_min hat zur Folge, dass die potentielle Anzahl an Fehlalarmen sinkt, gleichzeitig jedoch auch die Reaktionszeit des Systems auf wirkliche Notfälle. Ein Verhaltensnetz kann zwischen einem definierten Start- und Endzeitpunkt gültig sein. Ein groß gewählter Zeitraum hat zur Folge, dass das Verhalten der Person über diesen längeren Zeitraum approximiert wird, ein kurz gewählter Zeitraum ist im Gegensatz dazu sehr spezifisch. Der Zeitraum zum erstmaligen Lernen sollte analog zu den charakteristischen Aktivitätsphasen der Person im circadianen Rhythmus (z. B. Wach-, Ruhe- und Schlafphasen) gewählt werden. Alternativ kann die Instanz bzw. das System mit vorbestimmten Mittelwerten initialisiert und anschließend eine Anpassung dieser Werte an die dem Normalverhalten entsprechenden Zeitspannen der Zustandsübergänge vorgenommen werden.
In der 5 ist eine Instanz 20 eines beispielhaften Verhaltensnetzes eines Sensorknotens schematisch dargestellt. Die Instanz 20 umfasst Verhaltenszustände S₁ bis S₉ sowie einen Endzustand ES₁₀.
Hierbei beschreibt die Instanz die im Sensorknoten programmtechnisch vorgehaltene Implementierung des Verhaltensnetzes. Beispielsweise können die Verhaltenszustände S₁ bis S₉ unterschiedlichen Raumsenktoren zugeordnet werden. So kann beispielsweise der Verhaltenszustand S₁ mit einer Aktivitätsinformation korrespondieren, welche eine Aktivität in einem alleinigen Überwachungsbereich eines ersten Sensors korrespondiert. S₂ kann beispielsweise in einem Überlappungsbereich zwischen dem ersten und dem zweiten Sensor vorgehende Aktivität andeuten. Der Endzustand ES₁₀ wird dann erreicht, wenn eine zu überwachende Person beispielsweise den Raum verlässt. Die Pfeile zwischen den Verhaltenszuständen repräsentieren die Zustandsübergänge t_ij. Dabei sind durchgezogene Pfeile als gültige Zustandsübergänge und gestrichelte Pfeile als ungültige Zustandsübergänge markiert. Zu jedem Pfeil ist ein Zeitintervall angegeben, welches als Attribut eines Zustandsübergangs gespeichert wurde. Dabei kann die Zeitspanne D_ij, i, j 1 bis 9, beispielsweise durch die Instanz erlernt worden sein (innerhalb einer Lernphase) oder durch eine zentrale mit dem Sensorknoten verbundene Datenverarbeitungsanlage ermittelt worden sein.
Anhand der 6a und 6b soll eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems erläutert werden. Verhaltensnetze mit einer niedrigeren Sensitivität, d. h. diejenigen, die nicht die absolute Bewegungslosigkeit erkennen, sondern als Rückfallmechanismus eine Verhaltensabweichung z. B. auf Raumebene erkennen, d. h. eine ausbleibende Bewegung zwischen Räumen detektieren, werden mit Hilfe einer externen Datenverarbeitungsanlage, eines so genannten Service-Hubs geprüft. Der Service-Hub bzw. die externe Datenverarbeitungsanlage kann beispielsweise ein zusätzlicher Computer oder ein leistungsstärkerer Sensorknoten sein. Das Verhaltensnetz repräsentiert das Normalverhalten der zu überwachenden Person in der Wohnung auf Raumebene, d. h. es wird in diesem Fall der Aufenthalt im Einflussbereich mehrerer Sensorknoten betrachtet.
Dies ist in dem Schaubild der 6a repräsentiert. Das System 100 umfasst Sensorknoten MSK1, MSK2 und MSK3, welche mit einer Datenverarbeitungsanlage 101 drahtlos in Verbindung stehen. Die Datenverarbeitungsanlage 101 ist im vorliegenden Fall ein in der Wohnung der zu überwachenden Person vorhandener Computer. Sowohl der Computer 101 als auch die Sensorknoten MSK1, MSK2 und MSK3 sind mit einer Eingabe- und/oder Ausgabevorrichtung 102 verbunden, welche im vorliegenden Fall einen Touchscreen umfasst. Löst eine der Instanzen der Sensorknoten MSK1, MSK2 oder MSK3 bzw. eine Instanz des Computers 101 demnächst einen Alarm aus, so wird beispielsweise über einen Monitor und einen Lautsprecher der Ein- und/oder Ausgabevorrichtung ein optisches und akustisches Signal veranlasst, so dass der Bewohner des zu überwachenden Bereichs durch Berühren des Touchscreens den bevorstehenden Alarm abbrechen kann. Somit wird die Anzahl von Fehlalarmen reduziert. Ist die Person nicht in der Lage den Touchscreen zu berühren, wird nach der ersten Alarmzeitspanne c1 der Alarm tatsächlich initiiert und eine Rettungsdienststelle oder ähnliches informiert. Hierzu wird entweder einer der Sensorknoten, wie beispielsweise der Sensorknoten MSK1 oder der Computer 101 einen entsprechenden Befehl an einen zentralen Computer 103 der Rettungsdienststelle ab.
In der 6b ist eine exemplarische Anordnung der verschiedenen Komponenten des Systems 100 dargestellt. In der Aufsicht ist eine Wohnung 104 zu sehen, welche vier verschiedene Zimmern umfasst. Der Eingang zur Wohnung ist mit Bezugszeichen 105 markiert. In den verschiedenen Räumen ist jeweils ein Sensorknoten MSK1 bzw. MSK2, MSK3 oder MSK4 angeordnet. Dem einzelnen Sensorknoten kommt hierbei die Überwachung des Raums zu, in welchem der Sensorknoten angeordnet ist. Jeder Sensorknoten weist hierbei eine eigene Instanz zur Überwachung des Verhaltens des Bewohners auf. Es werden jedoch nur Abweichungen innerhalb des einzelnen zu überwachenden Raums festgestellt.
Eine Instanz 21, welche auf dem Computer 101 konfiguriert ist, ist schematisch in der 7 dargestellt. Die Instanz 21 umfasst Verhaltenszustände S₁ bis S₄, welche jeweils mit dem Betreten eines der jeweiligen Räume, in welchem sich der Sensorknoten MSK1 bzw. MSK2, MSK3 oder MSK4 befindet, korrespondiert. Hierzu erhält die Datenverarbeitungsanlage nicht zwangsläufig die Aktivitätsinformationen a₁ bis a₄, wie diese in der 4a dargestellt sind, sondern lediglich die indirekten Aktivitätsinformationen a₅ und a₆. Aus diesen Aktivitätsinformationen wird die korrespondierende Aktivitätsinformation a₇, d. h. das Betreten des Raums des Sensorknotens MSK1 vom Raum des Sensorknotens MSK3 her abgeleitet.
Die Pfeile zwischen den einzelnen Verhaltenszuständen S₁–S₄ repräsentieren die Zustandsübergänge. Der Geometrie der Wohnung 104 folgend besteht keine Möglichkeit, direkt zwischen den Verhaltenszuständen S₂ und s₄ zu wechseln, da zwischen diesen Räumen kein direkter Zugang besteht.
Die Instanz 21 umfasst ferner Startzustände und Endzustände, welche sämtlich in den Verhaltenszustand S₁, d. h. das Betreten des Raumes MSK1, hin münden.
Die den Zustandsübergängen t_ij zugeordneten Zeitspannen D_ij sind in der 7 angegeben. Werden diese Zeitspannen deutlich überschritten, initiiert die Instanz 21 einen Alarm, wie vorhergehend beschrieben.
Sowohl auf dem Sensorknoten als auch auf dem Computer 101 können jeweils mehrere Instanzen konfiguriert sein. Die Instanzen können beispielsweise zu unterschiedlichen Zeiten aktiv sein, da der Bewohner zu unterschiedlichen Zeiten für gewöhnlich unterschiedlichen Aktivitäten folgt. Durch die unterschiedlichen Instanzen können Situationen, welche von einem einzigen Verhaltensnetz oder einer einzigen Instanz nicht zuverlässig entschieden werden können, mit Hilfe der weiteren Instanz zuverlässig entschieden werden, so dass das Ausbleiben von Alarmen bzw. Fehlalarme minimiert werden. Alternativ können die Instanzen auch zeitgleich, jedoch mit unterschiedlichen Verhaltenszuständen initiiert werden.
Eine Anwendungsmöglichkeit verschiedener Instanzen von Verhaltensnetzen soll anhand der 8 erläutert werden. Im obersten Paneel der 8 wird ein Aufenthaltsbereich 200 dargestellt, welcher aus drei Räumen besteht. Analog hierzu sind Instanzen 201, 201', 201'' konfiguriert, welche jeweils einem Sensorknoten in den Räumen 1, 2 und 3 entsprechen. So umfasst das Verhaltensnetz 201 die Verhaltenszustände S₁, S₂, S₃, das Verhaltensnetz 201' die Verhaltenszustände S₄ und S₅ und das Verhaltensnetz 201'' die Verhaltenszustände S₅, S₆ und S₇. Ferner ist das Verhaltensnetz 202 dargestellt, welches die Verhaltenszustände S₉ bis S₁₁ umfasst. Dieses Verhaltensnetz wird auf dem Computer, beispielsweise dem Computer 101, wie im Beispiel der 6a und 6b beschrieben, konfiguriert.
In dem in der 8 skizzierten Beispiel geht die Person aus dem Zimmer 1 ins Zimmer 3, in welchem sie stürzt. Die Bewegungsmelder registrieren den Verlauf und die Verhaltenszustände im Verhaltensnetz 201'' werden entsprechend fokussiert. Da die Person jedoch erfolglos versucht aufzustehen, werden die Bewegungsmelder bzw. die Verhaltenszustände S₆ bis S₈ durch die zugehörigen Aktivitätsinformationen immer wieder aktiviert und ein etwaig berechneter Countdown c dadurch entsprechend abgebrochen. In der Folge erkennt das Verhaltensnetz 201'' den Notfall nicht. Da die Verhaltensnetze 201, 201' durch Verlassen der Räume in Endzustände getreten und nicht länger aktiv sind, wird durch diese ebenfalls kein Alarm ausgelöst.
Das Verhaltensnetz 202 weist gegenüber dem Verhaltensnetz 201'' eine geringere Sensitivität auf. Die Zustände S₉ bis S₁₁ repräsentieren die indirekten Aktivitätsinformationen des Betretens des Raums 1, 2 oder 3. D. h., im Verhaltensnetz 202 wird die durchschnittliche Verweildauer in einem Raum bemessen. Da die Person sich nicht aus dem Raum 3 hinausbewegt, wird der Countdown des Verhaltensnetzes 202 entsprechend nicht abgebrochen und ein Alarmsignal initiiert. Durch eine derartige Überlagerung bzw. die Aktivierung unterschiedlicher Verhaltensnetze, welche auf unterschiedlichen Sensorknoten oder Datenverarbeitungsanlagen initiiert werden können, können auch Notfälle wie ”die Person bleibt ungewöhnlich lange im Bett liegen” oder ”die Person sitzt bewusstlos vor dem Fernseher” entdeckt werden.
Im Folgenden soll auf die Funktionsweise eines konfigurierten Verhaltensnetzes bzw. einer konfigurierten Instanz eingegangen werden. Die Funktionsweise sei anhand der 9 erläutert.
Zum Startzeitpunkt des Systems befindet sich die Instanz im Zustand s_i. Diese Aktivität steht somit im Fokus der Instanz. In der anschließenden Erkennungsphase 300 wird entschieden, ob ein Alarmsignal initiiert wird oder nicht. Zunächst wird ausgehend vom aktuellen Verhaltenszustand s_i eine maximale approximierte durchschnittliche Zeitspanne adt_max(s_i) ermittelt. Dieser Wert ist das Maximum der Zeitspannen t_ij der gültigen Zustandsübergänge vom aktuellen Verhaltenszustand s_i zu den durch gültige Zustandsübergänge erreichbaren Verhaltenszuständen s_j. Anschließend wird ein Countdown c durch das Maximum des minimalen Countdowns C_min und der Zeitdauer, welche sich aus der Multiplikation von adt_max(s_i) mit einem Toleranzwert Ac ergibt, ermittelt. Der Countdown c bildet die Alarmzeitspanne. Der Toleranzwert Ac kann für alle Zustandsübergänge gleich sein oder für die ausgewählte Zustandsübergänge individuell ermittelt werden.
Nachdem der Countdown c ermittelt wurde, beginnt dieser zu laufen. Endet der Countdown c, bevor eine weitere Aktivität ermittelt wurde, wird das Alarmsignal initiiert und beispielsweise die Rettungsstelle alarmiert. Wird eine Aktivität auf entweder den aktuellen Verhaltenszustand s_i oder einen weiteren Verhaltenszustand s_j oder einen Endzustand s_e festgestellt, wird der Countdown beendet.
Zum einen wird nach der Beendigung des Countdowns aufgrund einer weiteren Aktivität die Erkennungsphase erneut gestartet, wobei der Fokus der Instanz nunmehr auf dem zu diesem späteren Zeitpunkt aktuellen Verhaltenszustand liegt.
Zeitgleich oder zu einem späteren Zeitpunkt kann optional eine weitere Lernphase 300 stattfinden. In der weiteren Lernphase 400 kann die Zeitspanne adt_ij aktualisiert oder als Wert neu gesetzt werden, so dass der entsprechende Zustandsübergang t_ij gültig wird. Die in der 9 dargestellten Entscheidungsbäume zur Aktualisierung von adt_ij sind lediglich ein Beispiel zur Durchführung der Aktualisierung des Zeitintervalls adt_ij. Das Zeitintervall wird als Zeitspanne gesetzt, wenn der Zustandsübergang der zugehörigen Zeitspanne mindestens eine Anzahl Dt_min-mal durchlaufen wurde. Dt_min ist in vorliegendem Fall beispielhaft gleich 4. Die in der 9 bezeichnete Zeitspanne adt_ij wird in der übrigen Anmeldung als Zeitspanne D_ij bezeichnet.
Automatische Konfiguration
Die korrekte Konfiguration der Instanzen bzw. Verhaltensnetze stellt aus verschiedenen Gründen eine Herausforderung dar. Eine Verallgemeinerung über verschiedene Haushalte ist nicht erstrebenswert, da sich erstens die Verhaltensweisen der Bewohner nicht verallgemeinern lassen und sich zweitens die Aufenthaltsbereiche inklusive der installierten Sensorik unterscheiden. Eine weitere Problematik ist, dass wirkliche Notfälle in Form von Aktivitätslosigkeit möglichst schnell und zuverlässig erkannt werden sollen und gleichzeitig die Zahl der Fehlalarme möglichst gering sein soll. Ein in der Regel nicht über die Zeit konstant bleibendes Verhalten einer Person bildet ebenfalls eine Herausforderung. Bei einer automatischen Konfiguration von Verhaltensnetzen zur Erkennung von Aktivitätslosigkeit als Notfallsituation gibt es außerdem neben einem für das gesamte Netz gültigen Toleranzwert Ac zustandsspezifische Toleranzwerte Ac(s_i), die vom System automatisch gesetzt werden können. Existiert für einen Zustand s_i ein zustandsspezifischer Toleranzwert, so wird dieser für die Berechnung des Countdowns c verwendet; ansonsten wird der Toleranzwert Ac des Verhaltensnetzes verwendet. Beim erstmaligen Aufruf der Instanz existieren keine zustandsspezifischen Toleranzwerte. Wird vom System ein Alarm generiert, der sich nach Rückfrage mit dem Bewohner als Fehlalarm darstellt, wird der spezifische Toleranzwert Ac(s_i) des Zustands s_i, bei dem der Fehlalarm aufgetreten ist, in seinem Wert vergrößert, so dass die Alarmzeitspanne potentiell verlängert wird. Die Toleranzwerte der Zustände können sich in bestimmten Zeitabständen wieder dem Standardtoleranzwert des Verhaltensnetzes nähern, wenn keine Alarme stattgefunden haben. Weiterhin ist denkbar, dass in bestimmten Zeitabständen geprüft wird, bei wie vielen Zuständen innerhalb eines Verhaltensnetzes Fehlalarme ausgelöst wurden. Entsprechend dem Ergebnis würde der Toleranzwert Ac angepasst werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102010033985 [0008, 0030]

Claims

Sensorknoten (1, MSK1, MSK2, MSK3) umfassend: eine Steuervorrichtung (2); eine mit der Steuervorrichtung gekoppelte Speichervorrichtung (4); ein Modul (5) zur drahtlosen Datenübertragung an eine Datenverarbeitungsanlage, welches mit der Steuereinrichtung verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein erster und ein zweiter Sensor (3; PIR1–PIR4) zur Erfassung von Überwachungsdaten (3a'–3d') zur Durchführung eines Verfahrens zur unaufdringlichen Überwachung einer Person mit der Steuervorrichtung verbunden sind und die mindestens zwei Sensoren derart angeordnet sind, dass ein Sensor jeweils einen Überwachungsbereich (3a''–3d'') erfasst und die Überwachungsbereiche des ersten und zweiten Sensors (3; PIR1–PIR4) verschieden und überlappend sind.
Sensorknoten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite Sensor (3; PIR1–PIR4) jeweils ein Bewegungsmelder oder ein Richtmikrofon sind.
Sensorknoten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein weiterer Sensor vorhanden ist, welcher aus der nachfolgenden Gruppe gewählt ist: Bewegungsmelder, Temperatursensor (10), Luftfeuchtigkeitssensor (11), Gassensor (13), Helligkeitssensor (12) oder Rauchsensor.
Sensorknoten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Echtzeiterfassungsvorrichtung (9) mit der Steuervorrichtung verbunden ist.
Sensorknoten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichervorrichtung (4) mindestens einen RAM Speicher, vorzugsweise einen FRAM Speicher und/oder einen Flashspeicher (8) umfasst.
Sensorknoten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stromversorgungsvorrichtung vorhanden ist, wobei die Stromversorgungsvorrichtung vorzugsweise einen Spannungswandler (6), eine Aufnahme für einen Akkumulator (7) und/oder ein Stromkabel umfasst.
Sensorknoten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (2) einen Mikroprozessor und/oder einen programmierbaren Mikrocontroller umfasst.
Sensorknoten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung, die Speichervorrichtung (4), die mindestens zwei Sensoren (3; PIR1–PIR4) und das mindestens eine Modul zur drahtlosen Datenübertragung in einem gemeinsamen Gehäuse (14) angeordnet sind.
Sensorknoten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine vorzugsweise optische, akustische oder berührungssensitive Eingabevorrichtung und/oder Ausgabevorrichtung (102) mit der Steuervorrichtung (2) verbunden ist.
Sensorknoten nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (2) derart konfiguriert ist, dass nach einer ersten Alarmzeitspanne (c₁) die Eingabe- und/oder Ausgabevorrichtung (102) durch die Steuervorrichtung (2) aktiviert wird.
Sensorknoten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung programmtechnisch derart eingerichtet ist, dass von den mindestens zwei Sensoren Überwachungsdaten an eine Instanz (20; 21) eines Verhaltensnetzes (201, 202) zur automatischen und individuellen Erfassung eines Normalverhaltens einer zu überwachenden Person übergeben werden, wobei die Instanz mindestens zwei durch Aktivitätsinformationen (a_i) definierte Verhaltenszustände (S_i, S_j), sowie mindestens jeweils einen Zustandsübergang (t_ij) zwischen jeweils zwei Verhaltenszuständen umfasst, wobei ein Zustandsübergang zumindest eine Zeitspanne (D_ij) als Attribut beinhaltet.
Sensorknoten nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung programmtechnisch derart eingerichtet ist, dass die Instanz ausgehend von einem zu Aktivitätsinformationen (a_i) eingehender Überwachungsdaten korrespondierenden aktuellen Verhaltenszustand ein Alarmsignal (Alarm(s_i)) initiiert, wenn die in Echtzeit nachfolgenden Aktivitätsinformationen (a_i) der Überwachungsdaten dem aktuellen Verhaltenszustand (s_i) nicht zugeordnet werden können und innerhalb einer Alarmzeitspanne (c), welche eine Funktion mindestens einer der Zeitspannen (D_ij) ist, keinem weiteren Verhaltenszustand oder lediglich einem in der Instanz definierten Alarmzustände zugeordnet werden können.
Sensorknoten nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Instanz (10; 21) in der Steuervorrichtung (2) und/oder Speichervorrichtung (4) vorgehalten wird.
Sensorknoten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (2) derart konfiguriert ist, dass eine Auswahl der von dem mindestens einen Sensor eingehenden Überwachungsdaten mittels des Moduls (5) zur drahtlosen Datenübertragung an eine externe Datenverarbeitungsanlage (101, 102) übertragen werden, wobei die Auswahl durch die Steuervorrichtung vorgenommen wird.
System mit mindestens zwei Sensorknoten (1; MSK1, MSK2, MSK3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und einer weiteren Datenverarbeitungsanlage (101, 103), welche mit den mindestens zwei Sensorknoten verbunden, vorzugsweise drahtlos verbunden, ist und derart konfiguriert ist, dass mindestens eine weitere Instanz (20; 21) eines Verhaltensnetzes (201, 202) in der Datenverarbeitungsanlage zur automatischen und individuellen Erfassung eines Normalverhaltens einer zu überwachenden Person vorgehalten wird, wobei die Instanz mindestens zwei durch Aktivitätsinformationen (a_i) definierte Verhaltenszustände (s_i, s_j), sowie mindestens jeweils einen Zustandsübergang (t_ij) zwischen jeweils zwei Verhaltenszuständen umfasst; und die Aktivitätsinformationen (a_i) aus von den Sensorknoten übermittelten Überwachungsdaten (3a'–3d') in der weiteren Instanz generiert oder von den Sensorknoten an die weitere Instanz übergeben werden.