物聯網養老院監護系統方案物聯網

吳思璠

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.RFID

RFID

/

介紹基于物聯網的養老院管理系統的各項功能，重點敘述

RFID

人RFID

標簽中錄入老人的身份編號等信息，當老人攜帶標簽路過某一感器，采集加速度變化波形作為摔倒檢測的依據。

/

式來照顧這些老人。基于物聯網的養老院管理系統［［］高科技信息技術，通過射頻識別

RFID)

、傳感器、無線傳輸

等信息傳感設備，實現對養老院老人的日常生活進行遠程監控、實時定位和實時服務管理，符合未來養老服務需求，以應對老齡化帶來的諸多問題［］。

/

．功能描述如圖

所示，本養老院系統分為兩個主要部分:監控終端和老人RFID

射頻識別技術和

無線傳輸技術［

RFID

標簽和各種傳感器，通過

與監控端無線互聯，即以老人為對象組

RFID

生活進行精準位置定位和身體健康指數實時監控。

監控服務器端要有以下功能:

/

人員管理該功能允許管理人員在監控終端通過電腦查詢全部老人的當前位置分布情況，以及每個老人當前的具體位置和健康狀態，如血壓、體溫、心率等。

事件處理警報以便及時處理、或者接收老人的緊急呼叫請求等事件。

語音廣播［］操作系統設計，該系統是在

平臺上的一個

移植版本［

。在該

系統之上，軟件采用

［］來實現圖形界面和多線程處理等功能［］。

老人移動腕帶終端以下功能:

健康狀態監測該功能通過腕帶上的傳感器，實時檢測老人的血壓、脈搏、體溫等生理特征，并進行記錄、比對。

發送警報倒、健康信息異常、或者需要服務時向監控終端發出呼叫信息。

/

RFID

標簽定位該功能實現在養老院范圍內通過

RFID

射頻識別卡記錄的標簽信息實現無線人員定位。腕帶終端是佩戴在老人手腕上的便攜式終經過處理和過濾后由

無線發送到監控端。程序是基于

內核的操作系統之上運行的，通過

API

系統調用，實現采用多線程，按鍵操作可以用外部中斷來實現［所示。

服務理念讓老人生活的安心、舒心；讓老人子女放心、省心；推動社會和諧建設。

運營模式

/

理模式，實現項目的可持續運營。

服務項目懷三大類服務方式。服務項目涵蓋日間照料、生活護理、家政服務、精神慰藉、文體娛樂、法律維權等多種項目。

服務方式 無償服務這類服務針對散居的“三無”老人，其中

周歲以上的重點優撫對象、市級以上勞動模范、百歲老人、低保和低保邊緣人群、持有特困殘疾證和特困職工證人員，每人每月由縣（市、區）政府根據當地經濟發展水平，發放一定數額的居家養老服務券。 低償服務對生活不能自理或不能完全自理且經濟比較困難的社區獨居、空巢老人，爭取每人每月由政府發放一定數額的居家養老服務券。 有償服務有經濟能力、需要上門服務的老人，通過自己購買，由居家養老服務機構提供各種服務。 義工服務通過志愿者、低齡老人為社區老年人提供義工服務。

/

社會力量認購服務個人為老年人實行認購服務。

.RFID

人員定位和跌倒檢測功能原理及實現

RFID

人員定位功能

RFID

讀寫器模塊描述RFID

讀寫器模塊是整個系統的重點，能夠幫助養老院的工作人大的幫助，使老人即使在無人陪同的情況下也能自己去較遠的地方，的養老院管理系統中設置了

個檢查點，每一個檢查點都有一個RFID

讀寫器模塊，通過老人手上的腕帶標簽對老人進行定位。如圖

所示。

/

實現原理RFID

讀寫器中讀寫模塊的核心部分包括一個用于控制的微處理器

和一個

RFID

基站芯片。它具有與用戶主系統的串RFID

將所得數據返回給處理器系統，這個處理器系統可以是一個主控板［］。

本養老院管理系統采用讀卡器與非接觸性

IC

卡相結合的工作原理，在實現讀寫信息上與傳統的接觸式讀卡器相比有以下突出優點:①RFID

且具有防沖突功能，能在同一時間處理多張在讀寫器天線內的卡片［］。②RFID

卡具有唯一的卡片序列號，該序列號無法復制，因此它具有更高的防偽裝性。

本項目中養老院人員定位實現原理:

將

RFID

讀寫器布置在待測

RFID

卡經過時讀取

RFID

中將每個

RFID

:

RFID

RFID

卡上讀取剛從某個區域移動至另一個區域。RFID

讀卡程序流程圖如圖

所示。

/

RFID

數據通信實現為了方便養老院監控端程序處理串口所接收的數據時遵循系統定義的協議，每一幀數據定義描述如表

所示。表

基本數據幀結構數據：說明：數據大小：

［LN］后續數據長度

字節

［］功能類型號

字節

［．

．

．］數據部分

字節為了方便接收程序控制數據的接收

;

數據幀的第二字節表示功能類型號;

后面剩下的所有字節表示具體的數據。在不同的功能類型的情況下，數據部分的結構都有所不同。按功能類型的不同，數據部分定義如表

所示。表

定位功能數據幀結構功能類型:

接收檢查點定位信息

/

數據部分結構：說明：大小：

類型號:

［］檢查點號

字節

［］用戶號

字節檢查點的定位信息只有當檢查點檢測到老人的電子標簽經過時便會發送，其中第一字節表示檢查點的

ID，接下來的兩個字節表示檢測到的電子標簽的用戶號。

人員跌倒檢測功能來判斷老人是否摔倒［:加速度傳感器被固定在老人身上，在加速度傳感器上定義

Y

軸為曲線，它在正常靜止狀態下為

同時定義

X

軸和

應該為

+

。

正常狀態分析一般情況下，老人的動作幅度不大，加速度變化值不大。

跌倒過程分析跌倒過程中的加速度變化明顯，主要有以下

個特征

:①失重

:在跌倒開始發生的失重現象。對于一般跌倒，合加速度小于。②撞擊:

人體撞擊之后，跌倒與地面發生強烈撞擊，在合加速度曲線中會產生一個變化很大的曲線波形。③靜止:

正常情況下，人在跌倒

/

后，很少會馬上站起來，會有短暫的靜止狀態。在合曲線上會出現一段平穩過渡期。④比較合矢量曲線:

跌倒之后，人體發生位置偏移，以得出，老人是處于跌倒狀態［］。系統數據庫設計本系統的數據庫采用［器，由監控端程序負責維護。數據庫中主要的實體與關系設計如圖

所示。根據圖

可以看出，簡化的數據庫主要維護了

個表。其所定態值和所處區域位置

;另外地圖檢查點和地圖區域兩個表則描述整個養老院區域劃分和檢查點布置情況。由于一個檢查點連接了兩個區域，分別在檢查點兩側，因此檢查點實體表中有、

/

按其地形重新更改替換就可以直接使用。運營模式分析

和運營商分成電信談一個分成比例。比如老人機最低消費

元/月，居家養老服務中心每個月分成

元。當然，老人對錢很在意，這個時候，可以建議老人機實行與親屬運營商也是愿意做的。因為增加了用戶黏性，提高了用戶離網門檻。在老人不用直接繳費情況下，老人對話費就沒有感覺了。為了增加分成收入，可以開發增值應用，比如用藥提醒，語音天氣預報、語音當地即時新聞、老年人專題語音聊天室。另外，老年人拿到老人機是通過交話費送手機方式，一般，手機采購價的

：

或者

：

是繳費送機。居家養老服務中心也可以考慮在送機環節，討論一下與運營商的分成。

廣告的廣告就可以操作，從這個意義上說，該信息對老年藥品、老年用品廠商就有價值了。例如，系統可以搜索出失能老人親屬信息，賣輪椅

/

的廠家就可以給其親屬發送針對性廣告。該廣告到達率將是最高的。這件事情如果做好了，是老年人的福音，但做不好，有可能被老要考慮的。

加盟商服務費的分成實，居家養老服務中心與家政服務網絡中心有很多相似的地方。的服務商，服務完畢，系統會扣除該項服務的推薦傭金。收入越高，加盟商滿意、老人滿意。

養老券很多地方，政府通過購買服務的方式，來做老人養老補貼。可以 量的沉淀的，原因大多是過期、丟失或者忘記使用。這部分的沉淀，也是居家養老服務中心的收入組成部分。

政府補貼

/

的居家養老服務，也保持了自身的良性發展。同時，也為本地政府解決了養老難題，為政府排憂解難。在很多地方，政府每年都會拿出一些財政收入，對居家養老服務中心進行補貼。系統特點成。②為國內市場未有的可比擬性，借鑒了國際上數字社區的成功經驗。③兼容國內任何同類產品，又具有國內同類產品所沒有先進性技術。④系統采用了國際上先進的跳頻技術、

技術、

技術等等多項先進通信技術⑤系統預留接口豐富：無線報警接口、網站電話瀏覽接口、短信查詢接口、

接口、

業務接口、視頻接口、電話會議接口、視頻會議接口、調度指揮接口。⑥社區可以通過電話的方式“瀏覽”社區網站。⑦系統操作簡單、方便。社區服務質量和用戶滿意度。⑨提高社區資源的利用率，發展相關的電子政務、電子商務。率，使居民創造和獲得就業機會。社區辦公的透明度，實現服務決策的科學化。

/

發揮信息資源優勢，優化內部管理體制，減少層次，加強管理，提高工作效率。

/

．結束語基于物聯網的養老院管理系統作為一個有實際意義的物聯網系界，引入物聯網這新一代高科技信息技術，通過射頻識別、傳感器、功能、事件處理功能、RFID

定位功能、

無線傳輸功能、脈測等功能已取得比較好的效果。

/

參考文獻:［］

吳功宜．

智慧的物聯網:

感知中國和世界的技術［］．北京:

機械工業出版社，．［］

馬建．

物聯網技術概論［］．

北京:

機械工業出版社，．［］

鄭和喜．

RFID

］．

北京:

電子工業出版社，．［］

張亞瓊，杜永貴．

基于

的

智能傳感器網絡研究及應用［］．

儀表技術，

:

，［］

羅苑棠，楊宗德．

嵌入式

應用系統開發實例精講［］．

北京:

電子工業出版社，．［］

石秀民，魏洪興．

嵌入式系統原理與應用———基于與

［］．

北京:

北京航空航天大學出版社，．［］

精通

］．

北京:電子工業出版社，．［］

成潔，盧紫毅．

窗口程序設計———

精彩實例分析［］．

北京:

清華大學出版社，．［］

鄭靈翔，等．

嵌入式系統設計與應用開發［］．

北京:

/

北京航空航天大學出版社，．［］

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