养老院监护系统

物联网养老院监护系统方案物联网

吴思璠

/

.RFID

RFID

/

介绍基于物联网的养老院管理系统的各项功能，重点叙述

RFID

人RFID

标签中录入老人的身份编号等信息，当老人携带标签路过某一感器，采集加速度变化波形作为摔倒检测的依据。

/

式来照顾这些老人。基于物联网的养老院管理系统［［］高科技信息技术，通过射频识别

RFID)

、传感器、无线传输

等信息传感设备，实现对养老院老人的日常生活进行远程监控、实时定位和实时服务管理，符合未来养老服务需求，以应对老龄化带来的诸多问题［］。

/

．功能描述如图

所示，本养老院系统分为两个主要部分:监控终端和老人RFID

射频识别技术和

无线传输技术［

RFID

标签和各种传感器，通过

与监控端无线互联，即以老人为对象组

RFID

生活进行精准位置定位和身体健康指数实时监控。

监控服务器端要有以下功能:

/

人员管理该功能允许管理人员在监控终端通过电脑查询全部老人的当前位置分布情况，以及每个老人当前的具体位置和健康状态，如血压、体温、心率等。

事件处理警报以便及时处理、或者接收老人的紧急呼叫请求等事件。

语音广播［］操作系统设计，该系统是在

平台上的一个

移植版本［

。在该

系统之上，软件采用

［］来实现图形界面和多线程处理等功能［］。

老人移动腕带终端以下功能:

健康状态监测该功能通过腕带上的传感器，实时检测老人的血压、脉搏、体温等生理特征，并进行记录、比对。

发送警报倒、健康信息异常、或者需要服务时向监控终端发出呼叫信息。

/

RFID

标签定位该功能实现在养老院范围内通过

RFID

射频识别卡记录的标签信息实现无线人员定位。腕带终端是佩戴在老人手腕上的便携式终经过处理和过滤后由

无线发送到监控端。程序是基于

内核的操作系统之上运行的，通过

API

系统调用，实现采用多线程，按键操作可以用外部中断来实现［所示。

服务理念让老人生活的安心、舒心；让老人子女放心、省心；推动社会和谐建设。

运营模式

/

理模式，实现项目的可持续运营。

服务项目怀三大类服务方式。服务项目涵盖日间照料、生活护理、家政服务、精神慰藉、文体娱乐、法律维权等多种项目。

服务方式 无偿服务这类服务针对散居的“三无”老人，其中

周岁以上的重点优抚对象、市级以上劳动模范、百岁老人、低保和低保边缘人群、持有特困残疾证和特困职工证人员，每人每月由县（市、区）政府根据当地经济发展水平，发放一定数额的居家养老服务券。 低偿服务对生活不能自理或不能完全自理且经济比较困难的社区独居、空巢老人，争取每人每月由政府发放一定数额的居家养老服务券。 有偿服务有经济能力、需要上门服务的老人，通过自己购买，由居家养老服务机构提供各种服务。 义工服务通过志愿者、低龄老人为社区老年人提供义工服务。

/

社会力量认购服务个人为老年人实行认购服务。

.RFID

人员定位和跌倒检测功能原理及实现

RFID

人员定位功能

RFID

读写器模块描述RFID

读写器模块是整个系统的重点，能够帮助养老院的工作人大的帮助，使老人即使在无人陪同的情况下也能自己去较远的地方，的养老院管理系统中设置了

个检查点，每一个检查点都有一个RFID

读写器模块，通过老人手上的腕带标签对老人进行定位。如图

所示。

/

实现原理RFID

读写器中读写模块的核心部分包括一个用于控制的微处理器

和一个

RFID

基站芯片。它具有与用户主系统的串RFID

将所得数据返回给处理器系统，这个处理器系统可以是一个主控板［］。

本养老院管理系统采用读卡器与非接触性

IC

卡相结合的工作原理，在实现读写信息上与传统的接触式读卡器相比有以下突出优点:①RFID

且具有防冲突功能，能在同一时间处理多张在读写器天线内的卡片［］。②RFID

卡具有唯一的卡片序列号，该序列号无法复制，因此它具有更高的防伪装性。

本项目中养老院人员定位实现原理:

将

RFID

读写器布置在待测

RFID

卡经过时读取

RFID

中将每个

RFID

:

RFID

RFID

卡上读取刚从某个区域移动至另一个区域。RFID

读卡程序流程图如图

所示。

/

RFID

数据通信实现为了方便养老院监控端程序处理串口所接收的数据时遵循系统定义的协议，每一帧数据定义描述如表

所示。表

基本数据帧结构数据：说明：数据大小：

［LN］后续数据长度

字节

［］功能类型号

字节

［．

．

．］数据部分

字节为了方便接收程序控制数据的接收

;

数据帧的第二字节表示功能类型号;

后面剩下的所有字节表示具体的数据。在不同的功能类型的情况下，数据部分的结构都有所不同。按功能类型的不同，数据部分定义如表

所示。表

定位功能数据帧结构功能类型:

接收检查点定位信息

/

数据部分结构：说明：大小：

类型号:

［］检查点号

字节

［］用户号

字节检查点的定位信息只有当检查点检测到老人的电子标签经过时便会发送，其中第一字节表示检查点的

ID，接下来的两个字节表示检测到的电子标签的用户号。

人员跌倒检测功能来判断老人是否摔倒［:加速度传感器被固定在老人身上，在加速度传感器上定义

Y

轴为曲线，它在正常静止状态下为

同时定义

X

轴和

应该为

+

。

正常状态分析一般情况下，老人的动作幅度不大，加速度变化值不大。

跌倒过程分析跌倒过程中的加速度变化明显，主要有以下

个特征

:①失重

:在跌倒开始发生的失重现象。对于一般跌倒，合加速度小于。②撞击:

人体撞击之后，跌倒与地面发生强烈撞击，在合加速度曲线中会产生一个变化很大的曲线波形。③静止:

正常情况下，人在跌倒

/

后，很少会马上站起来，会有短暂的静止状态。在合曲线上会出现一段平稳过渡期。④比较合矢量曲线:

跌倒之后，人体发生位置偏移，以得出，老人是处于跌倒状态［］。系统数据库设计本系统的数据库采用［器，由监控端程序负责维护。数据库中主要的实体与关系设计如图

所示。根据图

可以看出，简化的数据库主要维护了

个表。其所定态值和所处区域位置

;另外地图检查点和地图区域两个表则描述整个养老院区域划分和检查点布置情况。由于一个检查点连接了两个区域，分别在检查点两侧，因此检查点实体表中有、

/

按其地形重新更改替换就可以直接使用。运营模式分析

和运营商分成电信谈一个分成比例。比如老人机最低消费

元/月，居家养老服务中心每个月分成

元。当然，老人对钱很在意，这个时候，可以建议老人机实行与亲属运营商也是愿意做的。因为增加了用户黏性，提高了用户离网门槛。在老人不用直接缴费情况下，老人对话费就没有感觉了。为了增加分成收入，可以开发增值应用，比如用药提醒，语音天气预报、语音当地即时新闻、老年人专题语音聊天室。另外，老年人拿到老人机是通过交话费送手机方式，一般，手机采购价的

：

或者

：

是缴费送机。居家养老服务中心也可以考虑在送机环节，讨论一下与运营商的分成。

广告的广告就可以操作，从这个意义上说，该信息对老年药品、老年用品厂商就有价值了。例如，系统可以搜索出失能老人亲属信息，卖轮椅

/

的厂家就可以给其亲属发送针对性广告。该广告到达率将是最高的。这件事情如果做好了，是老年人的福音，但做不好，有可能被老要考虑的。

加盟商服务费的分成实，居家养老服务中心与家政服务网络中心有很多相似的地方。的服务商，服务完毕，系统会扣除该项服务的推荐佣金。收入越高，加盟商满意、老人满意。

养老券很多地方，政府通过购买服务的方式，来做老人养老补贴。可以 量的沉淀的，原因大多是过期、丢失或者忘记使用。这部分的沉淀，也是居家养老服务中心的收入组成部分。

政府补贴

/

的居家养老服务，也保持了自身的良性发展。同时，也为本地政府解决了养老难题，为政府排忧解难。在很多地方，政府每年都会拿出一些财政收入，对居家养老服务中心进行补贴。系统特点成。②为国内市场未有的可比拟性，借鉴了国际上数字社区的成功经验。③兼容国内任何同类产品，又具有国内同类产品所没有先进性技术。④系统采用了国际上先进的跳频技术、

技术、

技术等等多项先进通信技术⑤系统预留接口丰富：无线报警接口、网站电话浏览接口、短信查询接口、

接口、

业务接口、视频接口、电话会议接口、视频会议接口、调度指挥接口。⑥社区可以通过电话的方式“浏览”社区网站。⑦系统操作简单、方便。社区服务质量和用户满意度。⑨提高社区资源的利用率，发展相关的电子政务、电子商务。率，使居民创造和获得就业机会。社区办公的透明度，实现服务决策的科学化。

/

发挥信息资源优势，优化内部管理体制，减少层次，加强管理，提高工作效率。

/

．结束语基于物联网的养老院管理系统作为一个有实际意义的物联网系界，引入物联网这新一代高科技信息技术，通过射频识别、传感器、功能、事件处理功能、RFID

定位功能、

无线传输功能、脉测等功能已取得比较好的效果。

/

参考文献:［］

吴功宜．

智慧的物联网:

感知中国和世界的技术［］．北京:

机械工业出版社，．［］

马建．

物联网技术概论［］．

北京:

机械工业出版社，．［］

郑和喜．

RFID

］．

北京:

电子工业出版社，．［］

张亚琼，杜永贵．

基于

的

智能传感器网络研究及应用［］．

仪表技术，

:

，［］

罗苑棠，杨宗德．

嵌入式

应用系统开发实例精讲［］．

北京:

电子工业出版社，．［］

石秀民，魏洪兴．

嵌入式系统原理与应用———基于与

［］．

北京:

北京航空航天大学出版社，．［］

精通

］．

北京:电子工业出版社，．［］

成洁，卢紫毅．

窗口程序设计———

精彩实例分析［］．

北京:

清华大学出版社，．［］

郑灵翔，等．

嵌入式系统设计与应用开发［］．

北京:

/

北京航空航天大学出版社，．［］

莱芜市杰讯电子有限公司．

中文数据手册