EKAHAU无线呼叫系统方案.docx

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EKAHAU无线呼叫系统方案

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一、设计目标

为了使敬老院成为老年人安享晚年的活动场所，不但要在人力物力上为入住的老年人提供满意的服务和舒适的居住环境，更应该应用一些高科技技术来保护老年人的生活安全。

采用人文关怀和高科技物力相结合的方式可以弥补人力不足时可能产生的的工作漏洞，也可以弥补高科技不够人性的一面，为每一个入住敬老院的老人提供及时合理的照顾。

如何在最短的时间迅速反应成为解决问题的关键。

病人发病到得到救治的时间取决于获知事件发生的时间，相关医生得到通知的时间，及医疗准备时间。

需要缩短这个反应时间必须借助自动化设备，仅靠人工是不可能完全达到这一目的的。

建议在亲和源老年公寓中采用最新的无线网络通讯技术，扩展无线定位和紧急呼叫系统的功能，可以实现：

1．老人/病人在自感不适的最短时间内发出求助报警；

2．报警信息通过无线网络节点传送到信息处理中心；

3．信息处理中心可以快速反映出该求助报警的性质、病人/老人主要情况、发出求助报警的方位（室内、室外的具体区域位置）；

4．信息处理中心可以在数据库中即刻调出该病人/老人的有关责任医生护士的资料，并通过自动（手动）方式立即通知有关情况，有关人员应该在接到通知后迅速赶赴现场。

5．有关人员达到现场后，通过自动或手动方式通知信息处理中心达到现场的时间，并向中心汇报发生的情况并采取的紧急处理措施，以及处理的结果。

6．其他相关人员根据分工和职责分别做的有关配套和后续工作。

无线通讯技术的应用可降低设备的安装成本和周期，并可以较快的投入运行并产生经济效益。

二、

WI-FI无线网络技术在敬老院的应用

2．1WI-FI技术定义

   Wi-Fi是无线保真（wirelessfidelity）的缩写，曾被视为科技业余爱好者的玩具，但现在已开始崭露头角，成为互联网领域的一支重要力量。

Wi-Fi技术与蓝牙技术一样，同属于在办公室和家庭中使用的短距离无线技术。

该技术使用空闲的2.4GHz附近的频段，该频段目前尚属不用许可的无线频段。

目前可使用的标准有两个，分别是IEEE802.11a、IEEE802.11b和IEEE802.11g，使无线网络传输速率可达54Mbps，比现在通用的IEEE802.11b要快出5倍，但工作频带和IEEE802.11b相同，保证了与IEEE802.11b完全兼容。

本次方案中将使用IEEE802.11g/b标准作为整个无线求助系统的无线网络覆盖的基础。

Wi-Fi技术具有独特的优点：

   Wi-Fi技术突出的优势在于：

（1）无线电波的覆盖范围广，基于蓝牙技术的电波覆盖范围非常小，半径大约只有15米左右，而Wi-Fi的半径则可达100米左右，对整个区域的无线覆盖的设备点数将少很多。

（2）Wi-Fi技术传输速度非常快，可以达到11Mbps，符合个人和社会信息化的需求。

   （3）在社区内的人员较密集的地方，如楼内、楼道、公建、医院等处设置“热点”（即无线路由器），建立园区内的无线网络覆盖，并通过高速线路将因特网接入上述场所。

这样，由于“热点”所发射出的电波可以达到距接入点半径数十米至100米的地方，用户只要将支持无线LAN的笔记本电脑或PDA拿到该区域内，即可高速接入因特网。

这样，即实现了园区内对老人的无线定位和紧急求助的功能，同时又建立了园区内的无线网络覆盖，可以通过园区内部的无线局域网，可谓是一举两得。

2．2WI-FI技术的特点

安全：

提供了数据完整性检查和鉴权功能，专业的医院级使用方式，2.4GHz附近的频段,不会对心脏起搏器等医疗设备造成干扰。

高效：

专用的传输频率，通讯速度快，响应时间短。

针对时延敏感的应用做了优化，通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短系统容量大，能适应医院级别的专业级使用。

全面：

标准化的定位方案（802.11/Wi-Fi/WLAN），能提供对WI-FI客户/装置，即X轴Y轴Z轴的全方位三维立体定位，同时可以对移动人体或物体的速度进行侦测。

支援不同的位置类别，可对园区内无线覆盖到的任何房间、楼层，楼宇、外场等任何室內或室外的地方进行全天候的侦测。

可达到平均1米（3.5呎）的精確度。

2．3WI-FI适用条件

1． 需要数据采集或监控的网点多；

2． 要求传输的数据量不大，而要求设备成本低；

3． 要求数据传输可性高，安全性高；

4． 设备体积很小，不便放置较大的充电电池或者电源模块；

5． 电池供电或可充电；

6． 地形复杂，监测点多，需要较大的网络覆盖；

7． 现有移动网络的覆盖盲区；

8． 使用现存移动网络进行低数据量传输的遥测遥控系统。

9． 使用GPS效果差，或成本太高的局部区域移动目标的定位应用。

2．4WI-FI在敬老院的应用

综上所述WI-FI无线网络技术非常适合构建敬老院这样的网络节点多，数据传输量小且要求成本低的无线定位及紧急呼叫系统。

每个老人和相关的工作人员佩戴有人员ID和身份信息的无线求助按钮，该模块可以通过无线网络的覆盖被系统控制软件自主的定位或跟踪与设置，建立一个30K以内数据流量的双向定位通讯定位体系。

一旦发生意外，老人也可通过被动的人工按动按钮发送紧急求助信号与无线网络路由器通讯并把求救信号发送至管理中心，管理中心及时通知相关人员相应求助信号。

三、

三、无线定位及紧急呼叫系统的配置方案

3．1建立定位网络

3．1．1室内定位网络

根据实际需要，敬老院建筑内每个楼层，或是在房间内部需要定位和建立网络连接的地方设置无线网络路由器，为了避免环境中其他无线信号的干扰，所有无线网络路由器使用的都是抗干扰的直序扩频通信方式，所安置的定位模块将与区域内的WI-FI的无线路由器自动组成一个WI-FI通信网络，网络模块可形成网状网的网络结构，提供多条路由途径，建立高可靠性的通讯链路。

在布置网络模块的位置时，注意应使每个网络模块至少可与两个以上或是更多的网络模块进行通信（同时兼顾定位模块的通讯距离），即避免单线联系以保证WI-FI网络通信的可靠性。

无线网络布置方案如下：

（1）在共计12个单元内部，每层安装4个Cisco-LinksysWRT54GS无线网络路由器，数据传输率54Mbps（下同），对每个楼层的无线接发进行覆盖。

共计使用376台Cisco-LinksysWRT54GS无线网络路由器。

（2）在公建设置66台Cisco-LinksysWRT54GS无线网络路由器，对公建内的接发进行覆盖。

3．1．2室外定位网络

在室外可以根据实际需要，在花园、健身场地和公共活动区域设置Cisco-LinksysWRT54GS无线网络路由器。

由于室外的区域较大，定位精度要求较高，则使用两点或是更多点信号定位法以期将园区室外部分的活动区域进行全面的覆盖；即当移动目标在不同的位置，通过发射身份码信号时，处于该移动目标周围的定位模块，可接收到该移动目标的信号，根据现场设置的定位模块覆盖的面积，通过软件的简单计算可以确定移动目标的较具体的位置（具体精度可控制在10平米到1平米之间）。

室外无线网络配置方案如下：

（1）在每栋公寓楼外墙南北两侧各安装2台Cisco-LinksysWRT54GS无线网络路由器，共计48台。

保证园区内部主要地点的无线网络覆盖。

（2）在公建南侧和西侧的活动区域，安装10台Cisco-LinksysWRT54GS无线网络路由器，保证出入口、广场等处的无线网络覆盖。

为了确保通信的可靠性，和减轻可能的网络数据传输流量，每个区域的无线路由器，与控制中心相连接的方式，是通过无线路由器与楼宇内或就近的交换机进行有线的连接，以有线方式保证网络传输的稳定，同时通过无线方式对WI-FI追踪定位器进行定位，保证与控制中心通信的高可靠性。

即通过无线网络路由器对移动的目标进行定位，通过有线网络传输到中心机房，并在每栋楼的底层管理室建立客户端，一旦发生意外，通过中心控制软件可在中心服务器和管理室客户端上同时进行显示，方便工作人员进行及时地赶赴出事地点救助工作，同时预留接口给将来要建设的医院（也是建立客户端的方式），联动病理资料库，方便医生及时地进行医疗救助工作。

3．2无线呼救：

每一个需要定位的移动目标（老人），都需要随身携带一个WI-FI追踪定位器，该按钮是可以随身携带的WI-FI接发模块。

为了避免环境中无线信号的干扰，所有WI-FI追踪定位器使用的都是抗干扰的直序扩频通信方式；每一个老人随身携带的WI-FI求助按钮，该模块只可以和内网定义的无线网络路由器通讯，将老人的身份ID号码，每秒钟自动向附近的无线网络路由器发出信息，再通过无线网络路由器和交换机组成的通讯网络将信息传入管理中心在软件上显示老人的位置和运动轨迹。

每个老人可以通过随身携带的WI-FI追踪定位器在感觉身体不舒服和需要紧急求助的情况下，按动模块上的特定的按钮主动向网络发出紧急求助信号，在管理中心管理人员可以通过WI-FI的定位网络及时反映出该求助信号的具体位置和人员信息，并可以在定位网上找出离紧急求助信号最近的医护人员和保安人员，通知他们尽快响应该求助信号，对求助的老人予以及时有效的救助。

3．4网络结构图

求助!

!

3．5无线定位示意图

该系统可以与静态全方位摄像监控系统结合，形成主动式无盲区监控体系

四、

主要设备介绍和功能

4、1WiFi追踪定位器

主要指标：

•频率：

2.4GHz–2.483GHz免费频段,79个信道32/64位PN码

•接收灵敏度：

-85dBm

•输出功率：

可达0dBm

•传输速率：

38.4kps/s

•直序扩频：

DSSS通信方式，抗干扰力强

•高集成度，只有很少分离元器件，可靠性高，低成本

•直序扩频可重新设置基带相关系数

•提供TTL电平接口；

•低待机电流<10µA

•最大接收信号–20–6dBm

•工作温度–40°to85°C

•发射电流：

约60mA

•接收电流：

约60mA

•天线类型：

PCB板上微带天线

主要功能：

•主動式RF接收器：

每秒发送定位信息给无线网络路由器，将定位信号向中心软件汇报。

•可以身上攜帶，固定在特定位置等等，即不仅可以对园区内的人员活动进行定位，同时也可以对园区内的重要设备进行定位，如对财务室的保险箱、重要的仪器仪表等进行定位。

将WI-FI追踪定位器放在病床、病患、轮椅或医疗设备上，工作人员便可以透过服务器端可精确地追踪到目标物，也可对内建有无线网络装置的笔记型计算机、PDAs以及条码机进行即时追踪。

这样除了减少仪器的租用、设备被偷或遗失的风险、并减少工作人员寻找医疗设备或仪器的时间，并且安装容易。

•招喚按鈕/求救按鈕：

WI-FI追踪定位器上含一个紧急求助按钮，如果老人有感到不适，可主动去按动按钮，通过无线网络向中心发出一个求救报警信号，中心可根据软件上带的GPS定位功能，找出老人的位置，并派有关工作人员去出事地点进行处理。

•OTA（OvertheAir）设定、警示及蜂鸣器：

OTA设定即在WI-FI追踪定位器有一个双色（兰、红两色）的发光二极管，显示不同的状态——蓝色为正常状态，显示红色则是处于报警状态，一旦老人感到不适按动按钮，则会显示红色闪光，同时蜂鸣器会发出响声，在医护人员未赶到现场之前，可以提醒老人周围的其他人对其进行紧急的护助。

当蜂鸣器响而红灯不闪，则表示系统联动的病理资料库对老人的身体状况、用药状况已经进行联动，及时提醒老人进行自检、提醒老人吃药等，实现对老人的人性化的护理和服务。

数量配置原则：

每个老人和相关工作人员一个。

预计500只。

4、2Cisco-LinksysWRT54GS无线网络路由器

主要指标：

•网络标准802.11g/b

•数据传输率54/48/36/24/18/12/9/6,11,5.5,2,1Mbps

•频率范围2.4-2.4835GHz

•网络管理Web管理,SNMP

•支持网络协议TCP/IP,IPX/SPX,NetBEUI

•网络接口WAN接口1*10/100BaseT

•LAN接口4*10/100BaseT

•网络管理Web管理,SNMP

•安全性能FCC,CE

•其他技术参数工作温度0-40

•存储温度-20~70℃

•工作湿度10%to85%，不凝结

•存储湿度5%~90%，无凝结

安装方式：

室内采用吸顶式安装，室外采用立杆或是灯柱安装。

4、3全方位无线定位软件ESS-PRO

1、EkahauPositioningEngine（Ekahau定位引擎）利用最新的802.11无线网络技术,结合地点信息，Ekahau定位引擎3.1（EPE）软件是市场上最强有力的定位服务器。

它能精确定位无线客户，膝上计算机、PDAs和其它802.11仪器设备，准确度达到3.5ft（1m）。

EPE3.1包含一个JavaSDK（软件开发成套工具），使开发之应用程序可以查询移动设备地点。

程式人员除了使用Java语言之外，还可选择使用EkahauYax通信协议连接到定位引擎插口（socket）。

EkahauSiteSurvey™2.1无线网布最适化软件

　EkahauSiteSurvery是一个在无线网络（IEEE802.11）环境下执行站点调查（SiteSurvery）的软件。

ESS2.1支持多张网卡，户外可作GPS网点调查。

使用ESS只需一台有WindowsXP或2000的标准笔记型个人计算机和一张无线网卡。

以ESS记录实际的数据以后，例如所有附近AP（AccessPoint）的信号强度，用户能将网络涵盖范围图形化，分析记录下来的数据，藉以最佳化AP（AccessPoint）设置点、天线类型，和其它设定，并能最佳化网络效能及部署速度。

ESS显示网络内AP（AccessPoint）的涵盖范围区域。

不同的颜色表示不同的信号强度。

产品特性

依纪录的数据能精确的将涵盖范围图形化，迅速辨认AP实际的涵盖范围，以多色图呈现，不需再使用不精确和耗时的人工绘图。

AP安置帮助

找出现有或者新AP（AccessPoint）最佳安置点。

信号观察

可在即时观察或模拟WLAN信号来源和他们的特性，如:

SNR、interferen、DataRate、SignalStrength来做模拟。

找出不良AP（AccessPoint）

利用调查的数据来找出分法的AP（AccessPoint）。

勘测图表

可针对某个属性、时间、机率分布、或累进机率分布来研究即时或储存的勘测数据。

勘测统计

找出勘测结果的其他属性，并检视和编辑勘测所得信息，例如标题、起始和终止时间、勘测员名字、使用的网卡及勘测笔记等。

支持GPS

任意的GPSlicense可以作室外的勘测。

这个功能支持所有NAME和WGS84服务相容的GPS接收器。

提供各种地图支持

即使您没有基地（Site）的地图，仍然可以到原场地使用信号检视（SignalView），勘测图表（SurveyCharts），和勘测统计（SurveyStatistics）来做surrey。

支持的格式有BMP、JPG、PNG等…。