老年公寓智能化安全防范管理系統(tǒng)

2. 項(xiàng)目背景
2.1 現(xiàn)狀分析
隨著人口老齡化的趨勢(shì)日益加快，老年人口越來越多，面臨著很多老年人安全管理的事宜。而老年公寓是老年人活動(dòng)、生活的一個(gè)很重要的場(chǎng)地，于是，對(duì)老年公寓老年人的安全管理問題，成為社會(huì)越來越關(guān)注的問題。針對(duì)目前敬老院等大型公共場(chǎng)所等對(duì)于人員的進(jìn)出管理和智能化區(qū)域、定位精確定位、求助報(bào)警的需求，目前，市場(chǎng)上有各種不同類別的解決方案，從最初的GPS定位管理，手機(jī)定位管理，到后來的無源RFID、有源RFID無線射頻管理系統(tǒng)，都不同程度的對(duì)老年公寓老年人的管理水平有所提高，對(duì)老年人的安全問題得到一些有效的解決，但依然的，還是存在一些問題。比如，老人的精確定位問題，需要定位到每個(gè)房間，老年人無意識(shí)的跌倒求助報(bào)警問題等，以上的系統(tǒng)都沒法解決。鑒于這些問題的存在，結(jié)合我們公司半有源RFID技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，特意開發(fā)了本套系統(tǒng)“老年公寓智能化安全防范系統(tǒng)”該方案，很好的解決了人員自動(dòng)化進(jìn)出判斷管理，人員的精確定位、區(qū)域性定位管理，跌倒求助報(bào)警等功能需求。該系統(tǒng)還可以實(shí)現(xiàn)智能監(jiān)控管理，人員信息資料管理、越界報(bào)警、按鈕求助報(bào)警、追蹤等功能。大幅度的提升了對(duì)于老年人安全管理水平。
2.2 系統(tǒng)建設(shè)意義
1. 對(duì)老年公寓人員實(shí)時(shí)監(jiān)督管理（信息中心可實(shí)時(shí)查看老人位置信息、老人數(shù)量、任何房間老人信息、老年公寓人員動(dòng)態(tài)變化、老人遇突發(fā)事情求助、進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域告警信息等）。
2. 主動(dòng)預(yù)警，解決事故發(fā)生滯后性問題，將事故發(fā)生隱患提前暴露，避免事
故發(fā)生；
3. 突然場(chǎng)景再現(xiàn)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與現(xiàn)有視頻聯(lián)動(dòng)可實(shí)時(shí)查看現(xiàn)場(chǎng)情況，為調(diào)配相關(guān)人員及時(shí)解決突發(fā)情況提供依據(jù)；
4. 減輕老年公寓工作人員管理的工作量，提高工作效率
5. 提高老年公寓管理工作的信息化水平，推動(dòng)老年公寓對(duì)老人的管理工作向制度
化、規(guī)范化、實(shí)時(shí)化發(fā)展，確保老人安全穩(wěn)定，為逐步實(shí)現(xiàn)老年公寓“智能化全方位監(jiān)管”奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
3. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.1 系統(tǒng)建設(shè)原則
系統(tǒng)研發(fā)與建設(shè)遵循以下原則：
注重整體規(guī)劃
養(yǎng)老院智能化安全防范管理系統(tǒng)由老人基本情況管理、設(shè)備標(biāo)簽管理、電子地圖范圍定位和老人考評(píng)管控4個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成，它們分屬于老年公寓信息管理平臺(tái)的不同應(yīng)用層次，其中老人基本情況管理和設(shè)備標(biāo)簽管理屬于總體平臺(tái)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)層，與單位管理、字典庫管理、老年公寓老人權(quán)限管理系統(tǒng)同屬于基礎(chǔ)平臺(tái)；電子地圖管理和人員考核管控系統(tǒng)屬于總體平臺(tái)的應(yīng)用層。因此，要在老年公寓信息管理平臺(tái)的框架內(nèi)進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)劃，作為老年公寓信息化建設(shè)的組成部分進(jìn)行設(shè)計(jì)和開發(fā)。
立足自主研發(fā)
系統(tǒng)建設(shè)的核心技術(shù)采用市場(chǎng)通用的標(biāo)準(zhǔn)2.4G 及125K低頻觸發(fā)技術(shù)，2.4G傳輸效率達(dá)到了2Mbps，接收端和發(fā)射端之間并不需要連續(xù)性工作，從而大大降低了功耗、延長電池續(xù)航時(shí)間。同時(shí)為了避免27Mhz無線頻段容易出現(xiàn)互相干擾的現(xiàn)象，2.4G還采用了自動(dòng)調(diào)頻技術(shù)，接收端和傳輸端能夠找到可用頻段。此外，更重要的是2.4G 無線射頻技術(shù)為雙向傳輸模式，避免27Mhz單向傳輸容易出現(xiàn)信號(hào)斷續(xù)的情況。2.4Ghz為公共頻段并不需要向任何組織或者個(gè)人交納專利費(fèi)用，其成本相對(duì)其他無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（如：WiFi/藍(lán)牙等）要低廉不少。采用2.4G無線模塊配合我公司自主研發(fā)設(shè)計(jì)輔助電路以及單片機(jī)加密處理程序，形成一套安全穩(wěn)定的電子定位系統(tǒng)。
著眼未來發(fā)展
在系統(tǒng)整體架構(gòu)、服務(wù)設(shè)備選型、設(shè)備標(biāo)簽類型、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集等方面，均充分考慮后續(xù)功能的實(shí)現(xiàn)，兼顧設(shè)備的兼容性、系統(tǒng)的擴(kuò)充性、功能的擴(kuò)展性和應(yīng)用的多樣性；
強(qiáng)化系統(tǒng)規(guī)范
系統(tǒng)開發(fā)和資源建設(shè)符合統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范和表征體系，注重開發(fā)工作的連續(xù)性和共享性，注意為后續(xù)系統(tǒng)的研發(fā)、推廣留有規(guī)范的數(shù)據(jù)及控制接口。統(tǒng)一開發(fā)應(yīng)用技術(shù)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式、信號(hào)傳輸制式、互聯(lián)接口模式等技術(shù)指標(biāo)；
發(fā)揮建設(shè)效益
系統(tǒng)開發(fā)與建設(shè)要結(jié)合老年公寓現(xiàn)有實(shí)際情況，在現(xiàn)有系統(tǒng)基礎(chǔ)上進(jìn)一步加強(qiáng)養(yǎng)老院的管理工作；按照統(tǒng)籌規(guī)劃、邊建邊用、逐步完善的建設(shè)思路，充分發(fā)揮建設(shè)效益。
3.2 系統(tǒng)工作原理
老年公寓智能化管理及安全防范系統(tǒng)通過RFID電子標(biāo)簽的應(yīng)用，以RFID電子標(biāo)簽作為目前最先進(jìn)的標(biāo)識(shí)碼，它具備不易破損、數(shù)據(jù)可靠、使用周期長、有效通訊距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)，是替代條形碼、紅外線標(biāo)識(shí)的最佳選擇。將其安裝在受控目標(biāo)上，作為目標(biāo)的唯一標(biāo)識(shí)進(jìn)行追蹤和定位。工作時(shí)，管理人員通過聯(lián)網(wǎng)的無線識(shí)別基站進(jìn)行追蹤和定位目標(biāo)。
雙頻按鈕電子標(biāo)簽采用“主動(dòng)或被動(dòng)方式”兩種模式進(jìn)行工作，腕帶主動(dòng)發(fā)射信號(hào)或由讀寫器（或低頻激活器）的指令觸發(fā)后發(fā)射信號(hào)。分布在各區(qū)域或門禁內(nèi)外的激活器一直在主動(dòng)近距離發(fā)射125KHz低頻電磁波信號(hào)，經(jīng)過任一激活器信號(hào)范圍內(nèi)的防拆卸雙頻按鈕電子標(biāo)簽都能夠被順利激活，并獲取到該激活器發(fā)射的數(shù)字編號(hào)、計(jì)算出RSSI場(chǎng)強(qiáng)值。雙頻按鈕電子標(biāo)簽隨后將 “標(biāo)簽自身ID＋標(biāo)簽狀態(tài)信息（電壓是否正常？防拆卸狀態(tài)是否正常？等）＋激活器編號(hào)＋RSSI值” 等數(shù)據(jù)以2.4GHz頻率無線發(fā)射出去。安裝在門口、通道口的遠(yuǎn)距離讀寫器天線接收到從雙頻按鈕電子標(biāo)簽發(fā)出的載波信號(hào)，經(jīng)天線調(diào)節(jié)器傳送到閱讀器，閱讀器對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和解碼然后送到養(yǎng)老院安全防范管理系統(tǒng)軟件進(jìn)行相關(guān)處理，系統(tǒng)根據(jù)邏輯判斷其合法性及位置信息等。
3.3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)圖紙

系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)圖紙
3.4 系統(tǒng)功能
1） 老年公寓老人實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)測(cè)及突發(fā)事件按鈕求助，位置自動(dòng)顯示；
2） 實(shí)時(shí)查詢、打印當(dāng)前及某時(shí)間段內(nèi)老人數(shù)量、活動(dòng)軌跡及分布情況；
3） 老人進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域后臺(tái)自動(dòng)報(bào)警。有些區(qū)域?yàn)橄拗茀^(qū)域，不經(jīng)授權(quán)的人員非法闖入后臺(tái)系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警并彈出事發(fā)點(diǎn)視頻窗口；在老年公寓重要關(guān)口，可事先設(shè)定通過權(quán)限及時(shí)間段權(quán)限，未經(jīng)授權(quán)人員出入關(guān)口將自動(dòng)引發(fā)報(bào)警；
4） 軌跡回放，老年公寓管理人員及有權(quán)限領(lǐng)導(dǎo)根據(jù)自己的權(quán)限可以查詢某一時(shí)間段內(nèi)某一個(gè)老人或者某一批老人在某段時(shí)間的運(yùn)動(dòng)軌跡；
5） 緊急報(bào)警求助，當(dāng)老人遇到突發(fā)事情（摔倒）時(shí)，可按動(dòng)腕帶標(biāo)簽求助按鈕求救；
6） 一卡通功能，雙頻按鈕電子標(biāo)簽內(nèi)置了非接觸一卡通芯片，可以實(shí)現(xiàn)就餐、內(nèi)部消費(fèi)等功能；
7） 查詢統(tǒng)計(jì)和報(bào)表功能，管理系統(tǒng)能自動(dòng)生成符合管理者日常管理所使用
各種圖表包括：柱狀圖、餅圖、曲線圖、列表等。這些圖表可方便的幫助老年公寓管理者分析統(tǒng)計(jì)一段時(shí)期以來的各類人員的工作情況、活動(dòng)情況，以及各類報(bào)警事件的發(fā)生情況、發(fā)生頻率、發(fā)生地點(diǎn)、發(fā)生原因等管理所必需的各類
因素。
8） 視頻聯(lián)動(dòng)，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)在線；在老年公寓關(guān)鍵地方安裝監(jiān)控探頭，探頭全
天候工作，信息實(shí)時(shí)存儲(chǔ)在硬盤存儲(chǔ)器內(nèi)。當(dāng)閱讀器接收到特殊ID時(shí)，發(fā)一條指令給后臺(tái)服務(wù)管理器，從而在軟件上彈出視頻框，管理人員可即時(shí)查詢發(fā)生異常情況位置及現(xiàn)場(chǎng)情形，避免險(xiǎn)情。
3.5 養(yǎng)老院智能化安全防范管理系統(tǒng)軟件介紹
養(yǎng)老院智能化安全防范管理系統(tǒng)軟件包括兩部分，第一、前端展示系統(tǒng)，第二、后臺(tái)基礎(chǔ)信息管理系統(tǒng)
3.5.1 前端展示系統(tǒng)
客戶端登陸界面

系統(tǒng)主界面

3.5.2 后臺(tái)基礎(chǔ)信息管理系統(tǒng)
后臺(tái)基礎(chǔ)信息管理系統(tǒng)包括客戶端登陸界面、信息管理、電子地圖、系統(tǒng)管理、統(tǒng)計(jì)報(bào)表五個(gè)部分，具體展示如下：
客戶端登陸界面

信息管理

統(tǒng)計(jì)報(bào)表

4. 系統(tǒng)建設(shè)規(guī)劃
養(yǎng)老院智能化安全防范管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括門禁控制系統(tǒng)、人員實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)，二個(gè)部分互為獨(dú)立又密切關(guān)聯(lián)，共同形成了老年公寓安全防范體系。
以下我們將從老年公寓智能化安全防范管理系統(tǒng)2個(gè)組成部分詳細(xì)講解。

4.1 養(yǎng)老院門禁控制系統(tǒng)示意圖

4.1.1 硬件組成
1） 全向讀寫器，安裝固定在養(yǎng)老院圍墻上，每隔100米安裝一套，用于接收雙頻按鈕電子標(biāo)簽發(fā)射出的無線射頻信號(hào)；
2） 激活器，安裝在需要判斷的出入口，門里側(cè)和外側(cè)各安放一組激活器天線，用于激活雙頻按鈕電子標(biāo)簽和將自身編碼遠(yuǎn)程寫入雙頻按鈕電子標(biāo)簽芯片中，該編碼通過2.4G標(biāo)簽無線遠(yuǎn)程傳輸給全向讀寫器；
3） 光纖通訊系統(tǒng)，光發(fā)信機(jī)、光收信機(jī)、光纖、中繼器、光纖連接器、耦合器等共同組成了光纖通信系統(tǒng)，用于將讀寫器收到的射頻信號(hào)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。
4.1.2 硬件安裝注意事項(xiàng)
1） 全向讀寫器安裝需注意安裝高度（一般在3-4米）和位置、接頭防水（電源接頭、網(wǎng)絡(luò)接頭）
2） 激活器的安裝，激活器安裝高度一般為2-3米，注意接頭防水處理；激活器天線為門口里側(cè)外側(cè)各一組，做人員精確進(jìn)出判斷。
3） 光纖通信系統(tǒng)安裝主要注意接頭防水；
4.2 養(yǎng)老院人員實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)示意圖

4.2.1 硬件組成
1） 全向讀寫器，安裝固定在老年公寓圍墻上，每隔100米安裝一套，用于接收防拆卸雙頻按鈕電子標(biāo)簽發(fā)射出的無線射頻信號(hào)；
2） 激活器，安裝在房間、門禁、走廊上，門禁激活器根據(jù)門禁的實(shí)際情況選擇安裝棒狀激活器天線和地感式激活器天線，用來激活進(jìn)入門禁的雙頻按鈕電子標(biāo)簽；監(jiān)舍安裝棒狀激活器，用來激活器房間內(nèi)雙頻按鈕電子標(biāo)簽并判斷其位置信息。激活器將自身編碼遠(yuǎn)程寫入雙頻按鈕電子標(biāo)簽芯片中，該編碼通過2.4G標(biāo)簽無線遠(yuǎn)程傳輸給定向讀寫器；
3） 工業(yè)級(jí)交換機(jī)，將多路定向讀寫器和全向讀寫器的UDP網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換成單位內(nèi)部局域網(wǎng)，將信息匯聚到服務(wù)器中運(yùn)算。
4.2.2 硬件安裝注意事項(xiàng)
1） 全向讀寫器安裝需注意安裝高度（一般在3-4米）和位置、接頭防水（電源接頭、網(wǎng)絡(luò)接頭）、棒狀天線方位；
2） 激活器的安裝，門禁激活器安裝分為棒狀天線安裝和地感式天線安裝，棒狀天線安裝高度一般為1.5米高度，門禁內(nèi)外各安裝一對(duì)棒狀天線（棒狀天線成L型交叉）；地感天線安裝時(shí)需根據(jù)門禁長度來實(shí)施，一般線圈長度為門禁寬度減去40公分，線圈寬度在40-50公分為宜（確切長短需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)來定）；監(jiān)舍定位激活器安裝一般選擇棒狀天線，根據(jù)每個(gè)房間深度，一般放置2-3根棒狀天線，每根天線覆蓋信號(hào)范圍在1-3米半徑；