逖偲高养老院人员定位系统

1、Word文档逖偲高养老院人员定位系统 一)系统背景 养老院主要服务对象是老年人，老龄问题比较突出。由于年龄的偏大，老年人或多或少在身体上有些不便，自理程度不如年轻人，比较简单出事故。养老院里的基础建设日趋先进，一般都配套有花园、健身场所、消遣场所、休闲场所等。这些设施首先丰富了老人们的生活，为老人的生活添光增彩；同时也给老人们带来潜在的不便。由于场所涉及的地方大，管理人员不行能顾及到每个位置的每位老人，当老人消失问题时，需要服务人员以最快的速度，找到老人所在位置，进行相应的关心。所以必需要实行一种有效的方式来照看老人，而实时确定老人在养老院内的位置，并对其准时供应服务，“定位”更显重要。 上海

2、逖偲高结合养老院的实际状况，研发出了zigbee养老院定位系统，进而对老人赐予更高质量的呵护与照看。 二)Zigbee介绍 Zigbee是一种新兴的短距离、低速率、低功耗无线网络技术，它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术提案。它此前被称作“HomeRFLite”或“FireFly”无线技术，主要用于近距离无线连接。它有自己的无线电标准，在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。这些传感器只需要很低的功耗，以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器，因此它们的通信效率特别高。最终，这些数据就可以进入计算机用于分析或者被另外一种无线技术如WiMax收集。Zigbee的基础是IE

3、EE802.15.4，这是IEEE无线个人区域网(PersonalAreaNetwork，PAN)工作组的一项标准，被称做IEEE802.15.4(Zigbee)技术标准。 Zigbee不仅只是802.15.4的名字。IEEE仅处理低级MAC层和物理层协议，因此Zigbee联盟对其网络层协议和API进行了标准化。完全协议用于一次可直接连接到一个设备的基本节点的4K字节或者作为Hub或路由器的协调器的32K字节。每个协调器可连接多达255个节点，而几个协调器则可形成一个网络，对路由传输的数目则没有限制。Zigbee联盟还开发了平安层，以保证这种便携设备不会意外泄漏其标识，而且这种利用网络的远距离

4、传输不会被其它节点获得。 ZigBee可使用的频段有3个，分别是2.4GHz的ISM频段、欧洲的868MHz频段以及美国的915MHz频段，不同频段可使用的信道分别是16、1、10个。中国采纳2.4GHz频段，它是免申请和免使用费的频段;采纳直接序列扩频技术DSSS(DirectSequenceSpreadSpectrum)，传输距离介于1075m(增加RF放射功率，可达500m);传输速率为20250kb/s，适合传感器数据采集和掌握数据的传输。ZigBee技术具有强大的组网力量，可以形成星型、树型和MESH网状网。 1)RSSI定位技术 RSSI2(ReceivedSignalStreng

5、thIndicator，接收信号强度指示)是指基站接收到的无线信号强度大小。在基于接收信号强度指示RSSI的定位中,已知放射基站的放射信号强度,接收基站依据接收到信号的强度计算出信号的传播损耗,利用理论和阅历模型将传输损耗转化为距离,再利用已有的算法计算出节点的位置。该技术硬件要求较低、算法相对简洁,在试验室环境中表现出良好特性;但由于环境因素变化的缘由,在实际应用中往往还需要改进。接收信号强度是放射功率和放射器与接收器间距离的函数。 RSSI=-(10nlgd+A)(1) 其中，n代表信号传播常量，也叫传播指数;d代表距放射器间的距离;A代表距离1m时的接收信号强度。 信号的衰减与距离成对数

6、衰减的关系。基站到定位标签的距离越近,由RSSI值的偏差产生的肯定距离误差越小;而当距离大于某一值时,由RSSI波动造成的肯定距离误差将会很大。一个未知基站可能收到n个定位标签的信号,所以应当采纳RSSI值大几个基站进行定位计算，这样可以避开定位误差扩大。 2)ZigBee技术实现定位的优势 1.功耗低 由于ZigBee的传输速率低，放射功率仅为1mW,而且采纳了休眠模式，因此ZigBee设备特别省电。ZigBee设备仅靠2节5号电池就可以维持长达6个月到2年左右的使用时间，其功耗远远低于其他无线设备。 2.成本低 与GPS相比，定位引擎在单芯片ZigBeeRF收发器中与MCU集成在一起，成本

7、不及GPS硬件的1/10，功耗也只是GPS硬件的一小部分，并且ZigBee协议是免专利费的。 3.时延短 通信时延和从休眠状态激活的时延都特别短，典型的搜寻设备时延为30ms，休眠激活的时延是15ms，活动设备信道接入的时延为15ms。因此ZigBee技术适用于对实时定位要求较高的应用。 4.网络容量大 一个星型结构的ZigBee网络最多可以容纳254个从设备和1个主设备，组网方式敏捷。随着ZigBee技术的成熟，将来ZigBee设备不断增多，可以利用具有ZigBeeRF的设备或基础设施,简单组建ZigBee网络，降低了ZigBee节点设计和组网成本,且利用更多的ZigBee设备可以达到更高的

8、定位精度。 三)方案介绍 每个老人都配带着一个腕带，该腕带内置zigbee的射频卡，该卡是基于zigbee的无线技术，利用国际通用的2.42.5GHz的频段，腕带可以主动的向外界发送信息，能传输01500米的距离。腕带的信息被基站接收到后，基站就可以解读卡内的信息，进而了解到是哪个老人的腕带号？处于什么位置？基站再把读到的信息发给电脑。当老人移动到其他地点时，电脑能实时监控到详细的位置。当老人在社区任何地方遇到困难，按下随身腕带上的按钮，监控中心管理人员的电脑屏幕上将马上显示该老人所处的位置，以及老人个人的健康状况、曾患过的疾病等相关信息，为医护人员的快速响应、紧急求助供应指引。 四)产品介绍

9、 1.腕带技术 本系统中的产品，均采纳2.4GHz的zigbee无线技术，该技术因以主动方式向外发送数据、传输距离远、辐射特别小、定位精度比较高，特别适合在养老院中使用。 1)腕带的组成 外壳：由特别医用材质制造，不会刺激皮肤或感到不舒适感。有表带和表头部分组成，表带可自由调整带到手腕的松紧度，表头内置核心的芯片装置。 芯片装置：有zigbee、单片掌握、SOS报警模块、电池模块。zigbee无线模块负责对外、对内的数据收发；单片负责数据分析处理和掌握；SOS模块即按键输入报警、求救；电池给电路供电。： 2)腕带的功能 腕带向外传输的距离最远可达1500米，且可以通过软件调整距离，以满意现场的

10、使用距离和定位精度。 腕带侧面设置SOS按键，当老人需要关心时，即可按下SOS，向服务人员求助。 每个腕带内存储ID号，可以作为老人的电子身份，此ID号是由几十位的字母和数字组成，绝不会重复。 每个腕带内还可以存储老人的个人信息，如：老人管理：老人资料、外出登记、老人状况一览表、入住登记、老人健康档案、期间健康档案查询、入住信息 以上信息，可以在给老人佩戴腕带之前，存储到腕带内，腕带内的数据可以与电脑中的数据同步。 2.基站 基站接受腕带的信息，通过解调，将数据转换成数字信号，通过网关连接电脑。腕带必需与基站协作使用。 基站可任意安装，不需要进行数据线连接，只要供应电源就可以了，所以不需要进行

11、施工，安装及其简洁。 3.网关 网关是读取基站信号的终端设备，它通过USB接口与计算机连接，将基站的数据通过USB与计算机连接，读取相关数据。 五)系统模块介绍 1.系统概述 给养老院中的每位老人佩戴一个腕带，佩戴时需调整好腕带的松紧度，避开给老人带来不适感（亦可选择自由摘戴）。每一个老人腕带中存储ID号和老人信息，ID号是老人的电子身份号，老人信息包括：姓名、年龄、性别、房间号、家庭信息（家人，亲情号、家庭住址等等）、病史档案。 在房间内、楼道、楼梯、卫生间、活动院所等安装肯定数量的基站，基站被安装到某个位置时，该基站的地址号即与该位置绑定到一起，比如1号基站被安装到302房间，那么当1号基

12、站传送信息给电脑时，电脑即知道是302房间的老人传送的信息。 当老人处于某基站的识别范围内时，基站将该老人的腕带号传送给电脑，电脑马上能推断出： 电脑依据设置，会在屏幕上弹出信息框，提示管理人员快速的处理。 2.系统功能模块 1)老人位置自动汇报 腕带可被设置成，间歇的向基站发送信息，向系统报告其位置，系统可对全部的老人进行监控管理，当某位老人的信息没有上传给电脑时，电脑则会弹出报警对话框，提示管理人员查看。系统会自动的描绘出老人某段时间段内的行动轨迹图。 2)系统对老人位置查询 当管理人员要对某位老人的位置进行查看时，可在系统中输入老人的姓名或电子ID号，如要查找123号，系统则会给全部的基

13、站指令，要求其检索123号的信息；则全部的基站向外发送信息，当检索到相应的ID号时，由读到123号的基站（如11号），向电脑回复指令，电脑即能推断出123号在*地方（11号基站安装的地方） 3)老人SOS呼叫 老人在社区任何地方遇到困难，按下腕带上的紧急救助按钮时，即向基站发送一条紧急信息，基站时时上传给电脑，电脑即会在管理人员的电脑屏幕上将马上显示该老人所处的位置，以及老人个人的健康状况、曾患过的疾病等相关信息，为医护人员的快速响应、紧急求助供应指引。同时也可监控工作人员的实时位置，进行规范化管理和合理调度。 4)危急区域自动报警 因考虑到老人的自理力量不足，活动院所或楼内某些区域记为危急区域。在这些区域边缘地区安装基站，当有老人接近时，就会被基站读到，基站上报给电脑，电脑即会提示管理人员处理，同时会掌握危急区域的声光报警，以提示老人留意平安。 5)视频联动功能 视频监控可以关心管理人员了解到现场的实际画面，当有SOS报警时，系统掌握相应区域的摄像头，切换到指定定点，监控现场画面。 6)被单独设置规章 此功能对某些特别的老人设定，某些需要特别照看老人，需要给其限定肯定的活动范围或行