一种用于空巢老人的室内监测系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107424381A(43)申请公布日2017.12.01(21)申请号201710600884.8G01D21/02(2006.01)(22)申请日2017.07.21(71)申请人河海大学常州校区地址213022江苏省常州市晋陵北路200号(72)发明人李嘉昕史中权卞新高吴佳玲(74)专利代理机构南京纵横知识产权代理有限公司32224代理人姚兰兰董建林(51)Int.Cl.G08B19/00(2006.01)G08B25/08(2006.01)G08C17/02(2006.01)H04L29/08(2006.01)H04L12/28(2006.01)H04W84/18(2009.01)权利要求书5页说明书11页附图4页(54)发明名称一种用于空巢老人的室内监测系统(57)摘要本发明公开了一种用于空巢老人的室内监测系统，包括环境监测模块、跌倒预分析模块、ZigBee网络模块、家庭网关和GSM模块；跌倒预分析模块包括贴于老人脚底的压力传感器、腰间的加速度传感器和与压力传感器及加速度传感器输出端相连接的中央微处理器；ZigBee网络模块包括ZigBee协调器和ZigBee终端；环境监测模块和跌倒预分析模块与ZigBee终端输入端连接；家庭网关通过信息融合算法的分析，判断老人当前居住环境有无潜在风险；GSM模块用于进行老人家属的信息通知。本发明可提高监测数据的精度并避免故障和环境的干扰，可根据判断的风险度及时通知家属，轮询的周期可根据判断的风险度进行动态修正。CN107424381ACN107424381A权利要求书1/5页1.一种用于空巢老人的室内监测系统，其特征在于，包括安装在各个区域下的环境监测模块、跌倒预分析模块、ZigBee网络模块、家庭网关和GSM模块；所述环境监测模块包括温湿度传感器和气体浓度传感器；所述跌倒预分析模块包括贴于老人脚底的压力传感器、腰间的加速度传感器和与压力传感器及加速度传感器输出端相连接的中央微处理器；所述中央微处理器基于SVM跌倒分析算法分析压力传感器及加速度传感器数据；所述ZigBee网络模块包括ZigBee协调器和ZigBee终端，所述ZigBee协调器一方面收集环境监测模块和跌倒预分析模块的数据并将之通过串口发送给家庭网关，另一方面接受所述家庭网关的命令，控制当前室内监测网络的工作模式，所述工作模式包括老人看护模式、环境监测模式和撤防模式；所述ZigBee终端输入端负责接受ZigBee协调器发送的命令，并将之通过输出端传递环境监测模块和跌倒预分析模块，输出端与ZigBee协调器进行无线数据传输；所述环境监测模块和跌倒预分析模块与ZigBee终端输入端连接，从而接入所述ZigBee网络模块形成的网络中，并将采集到的老人活动区域温度、湿度以及气体浓度数据和跌倒分析结果通过当前无线传感器网络送入ZigBee协调器；所述家庭网关通过基于QT编写的上位机程序，用户可以从老人看护模式、环境监测模式和撤防模式中进行选择，同时通过信息融合算法的分析，判断老人当前居住环境有无潜在风险；所述GSM模块用于进行老人家属的信息通知，当所述信息融合算法判断当前环境处于高度风险时，GSM模块以自动电话和短信的形式告知家属，避免危险发生。2.根据权利要求1所述的用于空巢老人的室内监测系统，其特征在于，所述老人看护模式下，ZigBee协调器激活所有ZigBee终端并周期性接受所有终端发出的数据，通过所述信息融合算法推断当前环境的风险度；所述环境监测模式下，ZigBee协调器停止接受加速度传感器和压力传感器的数据，使其进入低功耗模式；所述撤防模式下，ZigBee协调器停止接受所有传感器的数据并使所有的环境监测模块进入低功耗状态。3.根据权利要求1所述的用于空巢老人的室内监测系统，其特征在于，所述信息融合算法及其数据接收环节具体包括以下几个步骤：步骤(1)建立无线传感器网络并分配根据功能码的网络地址：进入工作模式之后，所述家庭网关命令ZigBee协调器进行无线传感器网络的建立，除了ZigBee协议规定的64位IEEE地址和16位网络地址外，根据ZigBee终端的环境监测功能及老人看护功能结合具体配置区域，家庭网关将在应用层编码八位功能码，用于家庭网关进行来源信息终端功能的判断；步骤(2)家庭网关命令ZigBee协调器周期轮询各个ZigBee终端：家庭网关根据前一次存储的数据得到当前轮询周期并发送该周期给ZigBee协调器，所述ZigBee协调器依照终端的区域组号和功能码进行数据轮询；步骤(3)接受ZigBee协调器轮询得到的监测数据所述ZigBee协调器在一个周期时间内完成所有组数据轮询之后，将数据以组为单位进行数据打包，然后通过串口发送给所述家庭网