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逖偲高养老院人员定位系统

一) 体系布景

  养老院首要效劳对象是老年人,老龄问题比较突出。因为年纪的偏大,老年人或多或少在身体上有些不方便,自理程度不如年轻人,比较简略出事端。养老院里的根底建设日趋先进,一般都配套有花园、健身场所、娱乐场所、休闲场所等。这些设备首要丰厚了白叟们的日子,为白叟的日子添光增彩;一同也给白叟们带来潜在的不方便。因为场所触及的当地大,办理人员不或许顾及到每个方位的每位白叟,当白叟出现问题时,需求效劳人员以最快的速度,找到白叟所在方位,进行相应的协助。所以必需求采纳一种有用的方法来照料白叟,而实时断定白叟在养老院内的方位,并对其及时供给效劳, “定位”更显重要。

  上海逖偲高结合养老院的实践状况,研制出了zigbee养老院定位体系,进而对白叟给予更高质量的呵护与照料。

  二) Zigbee介绍

  Zigbee是一种新式的短间隔、低速率、低功耗无线网络技能,它是一种介于无线标记技能和蓝牙之间的技能提案。它此前被称作“HomeRF Lite”或“FireFly”无线技能,首要用于近间隔无线衔接。它有自己的无线电规范,在数千个细小的传感器之间彼此和谐完成通讯。这些传感器只需求很低的功耗,以接力的方法经过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器,因而它们的通讯功率十分高。最终,这些数据就能够进入核算机用于剖析或许被别的一种无线技能如WiMax搜集。Zigbee的根底是IEEE802.15.4,这是IEEE无线个人区域网(Personal Area Network,PAN)工作组的一项规范,被称做IEEE802.15.4(Zigbee)技能规范。 

  Zigbee不只仅仅802.15.4的名字。IEEE仅处理初级MAC层和物理层协议,因而Zigbee联盟对其网络层协议和API进行了规范化。彻底协议用于一次可直接衔接到一个设备的根本节点的4K字节或许作为Hub或路由器的和谐器的32K字节。每个和谐器可衔接多达255个节点,而几个和谐器则可构成一个网络,对路由传输的数目则没有约束。Zigbee联盟还开发了安全层,以确保这种便携设备不会意外走漏其标识,而且这种运用网络的远间隔传输不会被其它节点取得。 

  ZigBee可运用的频段有3个,分别是2.4 GHz的ISM频段、欧洲的868 MHz 频段以及美国的915 MHz 频段,不同频段可运用的信道分别是16、1、10个。我国选用2.4 GHz频段,它是免申请和免运用费的频段;选用直接序列扩频技能DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum),传输间隔介于10~75 m(添加RF发射功率,可达500 m);传输速率为20~250 kb/s,合适传感器数据收集和操控数据的传输。ZigBee技能具有强壮的组网才能,能够构成星型、树型和MESH网状网。

  1) RSSI定位技能

  RSSI[2](Received Signal Strength Indicator,接纳信号强度指示)是指基站接纳到的无线信号强度巨细。在依据接纳信号强度指示RSSI 的定位中,已知发射基站的发射信号强度,接纳基站依据接纳到信号的强度核算出信号的传达损耗,运用理论和经历模型将传输损耗转化为间隔,再运用已有的算法核算出节点的方位。该技能硬件要求较低、算法相对简略,在实验室环境中表现出杰出特性;但因为环境要素改变的原因,在实践运用中往往还需求改善。接纳信号强度是发射功率和发射器与接纳器间间隔的函数。
RSSI=-(10n•lgd+A)(1)

  其间,n代表信号传达常量,也叫传达指数;d代表距发射器间的间隔;A代表间隔1 m时的接纳信号强度。

  信号的衰减与间隔成对数衰减的联系。基站到定位标签的间隔越近, 由RSSI值的差错发生的肯定间隔差错越小;而当间隔大于某一值时,由RSSI动摇形成的肯定间隔差错将会很大。一个不知道基站或许收到n个定位标签的信号, 所以应当选用RSSI值大几个基站进行定位核算,这样能够防止定位差错扩展。

  2) ZigBee技能完成定位的优势

  1. 功耗低

  因为ZigBee的传输速率低,发射功率仅为1 mW,而且选用了休眠形式,因而ZigBee设备十分省电。ZigBee设备仅靠2节5号电池就能够保持长达6个月到2年左右的运用时刻,其功耗远远低于其他无线设备。

  2. 本钱低

  与 GPS比较,定位引擎在单芯片 ZigBee RF收发器中与 MCU集成在一同,本钱不及 GPS硬件的1/10,功耗也仅仅 GPS硬件的一小部分,而且ZigBee协议是免专利费的。

  3. 时延短

  通讯时延和从休眠状况激活的时延都十分短,典型的查找设备时延为30 ms,休眠激活的时延是15 ms,活动设备信道接入的时延为15 ms。因而ZigBee技能适用于对实时定位要求较高的运用。

  4. 网络容量大

  一个星型结构的ZigBee网络最多能够包容254个从设备和1个主设备,组网方法灵敏。跟着ZigBee技能的老练,未来ZigBee设备不断增多,能够运用具有ZigBee RF的设备或根底设备,简略组成ZigBee网络,降低了ZigBee节点规划和组网本钱,且运用更多的ZigBee设备能够到达更高的定位精度。

  三) 计划介绍

  每个白叟都配带着一个腕带,该腕带内置zigbee的射频卡,该卡是依据zigbee的无线技能,运用国际通用的2.4~2.5GHz的频段,腕带能够主动的向外界发送信息,能传输0~1500米的间隔。腕带的信息被基站接纳到后,基站就能够解读卡内的信息,进而了解到是哪个白叟的腕带号?处于什么方位?基站再把读到的信息发给电脑。当白叟移动到其他地址时,电脑能实时监控到详细的方位。当白叟在社区任何当地遇到困难,按下随身腕带上的按钮,监控中心办理人员的电脑屏幕大将当即显现该白叟所在的方位,以及白叟个人的健康状况、曾患过的疾病等相关信息,为医护人员的快速呼应、紧迫求助供给指引。  

  四) 产品介绍

  1. 腕带技能

  本体系中的产品,均选用2.4GHz的zigbee无线技能,该技能因以主动方法向外发送数据、传输间隔远、辐射十分小、定位精度比较高,十分合适在养老院中运用。 

  1) 腕带的组成

  外壳:由特别医用原料制作,不会影响皮肤或感到不舒适感。有表带和表头部分组成,表带可自在调整带到手腕的松紧度,表头内置中心的芯片设备。

  芯片设备:有zigbee、单片操控、SOS报警模块、电池模块。zigbee无线模块担任对外、对内的数据收发;单片担任数据剖析处理和操控;SOS模块即按键输入报警、求救;电池给电路供电。:

  2) 腕带的功用

  腕带向外传输的间隔最远可达1500米,且能够经过软件调整间隔,以满意现场的运用间隔和定位精度。

  腕带旁边面设置SOS按键,当白叟需求协助时,即可按下SOS,向效劳人员求助。

  每个腕带内存储ID号,能够作为白叟的电子身份,此ID号是由几十位的字母和数字组成,绝不会重复。

  每个腕带内还能够存储白叟的个人信息,如:白叟办理:白叟材料、外出挂号、白叟状况一览表、入住挂号、白叟健康档案、期间健康档案查询、入住信息

  以上信息,能够在给白叟佩带腕带之前,存储到腕带内,腕带内的数据能够与电脑中的数据同步。

  2. 基站

  基站承受腕带的信息,经过解调,将数据转换成数字信号,经过网关衔接电脑。腕带有必要与基站合作运用。

  基站可任意装置,不需求进行数据线衔接,只需供给电源就能够了,所以不需求进行施工,装置及其简略。

  3. 网关  

  网关是读取基站信号的终端设备,它经过USB接口与核算机衔接,将基站的数据经过USB与核算机衔接,读取相关数据。

  五) 体系模块介绍

  1. 体系概述

  物资老院中的每位白叟佩带一个腕带,佩带时需调整好腕带的松紧度,防止给白叟带来不适感(亦可挑选自在摘戴)。每一个白叟腕带中存储ID号和白叟信息,ID号是白叟的电子身份号,白叟信息包含:名字、年纪、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、活动院所等装置必定数量的基站,基站被装置到某个方位时,该基站的地址号即与该方位绑定到一同,比方1号基站被装置到302房间,那么当1号基站传送信息给电脑时,电脑即知道是302房间的白叟传送的信息。

  当白叟处于某基站的辨认范围内时,基站将该白叟的腕带号传送给电脑,电脑当即能判别出:

  电脑依据设置,会在屏幕上弹出信息框,提示办理人员快速的处理。

  2. 体系功用模块

  1) 白叟方位主动陈述

  腕带可被设置成,间歇的向基站发送信息,向体系陈述其方位,体系可对一切的白叟进行监控办理,当某位白叟的信息没有上传给电脑时,电脑则会弹出报警对话框,提示办理人员检查。体系会主动的描绘出白叟某段时刻段内的举动轨道图。

  2) 体系对白叟方位查询

  当办理人员要对某位白叟的方位进行检查时,可在体系中输入白叟的名字或电子ID号,如要查找123号,体系则会给一切的基站指令,要求其检索123号的信息;则一切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,电脑即能判别出123号在***当地(11号基站装置的当地)

  3) 白叟SOS呼叫

  白叟在社区任何当地遇到困难,按下腕带上的紧迫救助按钮时,即向基站发送一条紧迫信息,基站不时上传给电脑,电脑即会在办理人员的电脑屏幕大将当即显现该白叟所在的方位,以及白叟个人的健康状况、曾患过的疾病等相关信息,为医护人员的快速呼应、紧迫求助供给指引。一同也可监控工作人员的实时方位,进行规范化办理和合理调度。  

  4) 风险区域主动报警

  因考虑到白叟的自理才能缺乏,活动院所或楼内某些区域记为风险区域。在这些区域边际区域装置基站,当有白叟挨近时,就会被基站读到,基站上报给电脑,电脑即会提示办理人员处理,一同会操控风险区域的声光报警,以提示白叟注意安全。  

  5) 视频联动功用

  视频监控能够协助办理人员了解到现场的实践画面,当有SOS报警时,体系操控相应区域的摄像头,切换到指定定点,监控现场画面。

  6) 被独自设置规矩

  此功用对某些特别的白叟设定,某些需求特别照料白叟,需求给其限制必定的活动范围或行为。

  7) 时刻设置规矩

  养老院需求看管的白叟往往较多,院方会有详细的办理规则,如进餐时刻,歇息时刻等。比方到了歇息时刻,体系会指令每个房间内的基站,读取腕带信息,判别是否每个白叟都在自己的房间内歇息,假如人数不行,或其他房间的人在本房间,体系则会判别到,进而提示办理人员去劝白叟回房。
依据zigbee的养老院办理体系作为一个有实践意义的,zigbee养老院办理体系运用计划是老龄化问题的重要应对战略。是未来国际开展的必然趋势。 


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