养老院系统设计系统设计论文设计论文.docx
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养老院系统设计系统设计论文设计论文
养老院系统设计-系统设计论文-设计论文
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摘要:
随着我国社会人口步入老龄化,子女的养老责任日益艰巨。
子女因忙于工作而无暇照顾家中,因而选择让入住养老院。
当前的养老院管理系统多集中在业务管理层面,监管人员不可能顾及每个角落里的每位,因此急需一套满足养老院看护管理需求的智能化管理系统。
本文基于物联网通信技术设计了一套养老院管理系统。
通过RFID、传感器、ZigBee等信息传感设备,实现对养老院进行实时定位和监控服务,在为老年人营造高质量养老环境的同时,也能够有效提高养老院的监护水平和员工的工作效率。
关键词:
物联网;养老院;管理系统;RFIDZigBee
1需求分析
随着我国社会老龄化现象日益严重,子女常常忙于工作而无暇照顾家中的,因而选择让入住养老院。
大家普遍认为传统养老存在四大痛点:
传统化电器设计,对腿脚不方便的非常不友好;安防监护缺失,失踪频繁;发生意外或突发疾病时无法及时采取措施;儿女无法直观了解父母的动态等。
针对以上痛点,本文设计了一种养老院管理系统,在保证老年人养老生活质量的同时,也能够降低人工成本,提高管理效率。
2系统总体设计
本设计分为硬件系统与软件系统两块:
硬件系统负责信息的实时采集、监控与信息发送,软件系统负责对信息的存储、处理与反馈;硬件系统分为腕带和读写器,软件系统分为数据库和web终端,通过通信网络将硬件与软件融合在一起。
3系统各组成部分需求分析
3.1定位服务需求
虽然养老院内安装有摄像头进行监控,但总会存在死角区域,无法及时找到每位;例如患有老年痴呆的,可能因为工作人员的疏忽而离院出走,造成失踪,因此定位服务是必不可少的。
3.2生命体征监控服务需求
生命体征包括了体温、血压、心率等参数,这些参数是人体状态的反映。
传统体征监测会有延迟性,对于生命体征异常的,错过了救治时间,就可能有生命危险。
因此需要实时生命体征监控,若发现异常,则自动拨打紧急电话,争取治疗时间。
3.3自动呼叫服务需求
发生突发危急情况时,无法自己寻求监护人员的帮助,而造成悲剧的发生;因此需要自动呼叫服务,及时通知监护人员。
或在生命体征监控出现异常时,腕带自动发出警报,呼叫紧急联系人,采取及时措施。
3.4改善体感舒适度服务需求
为改善体感舒适度,需要合适的室内温度和湿度。
例如冬天,需要较高的室内温度的同时,也要保证室内不会过于干燥;而夏天,则需要较凉爽的室内温度,以及较低的湿度,从而保证生活质量。
4各组成部分详细设计
4.1客户端腕带设计
4.1.1定位设计
可用的技术为GPS定位技术、RFID定位技术和Wi-Fi定位技术,接下来详细分析对比其优缺点,采取更优设计于定位。
(1)GPS定位技术。
GPS是一种卫星导航系统,能够为地球表面的客户提供实时准确的位置服务。
它的系统包括24颗均匀分布在6个轨道上的卫星。
用户设备利用自身内嵌计算机对捕获的数据进行定位计算,从而获取用户所需的地理位置信息。
GPS定位系统具有全球全天候定位、定位精度高等特点,被广泛的应用于定位服务。
(2)REID定位技术。
RFID定位的基本原理是,通过一组固定的读写器读取目标RFID标签的特征信息,采用接收信号强度法确定标签所在位置。
这种技术作用距离短,一般最长为几十米。
但它可以在几毫秒内得到厘米级精度信息,且传输范围大,成本较低。
由于其非接触和非视距等优点,可望成为优选的室内定位技术。
(3)Wi-Fi定位技术。
Wi-Fi定位采用“近邻法”,最靠近哪个基站,即认为处在什么位置,如附近有多个信源,则可以通过交叉定位,提高定位精度。
由于Wi-Fi已普及,因此不需要铺设专门的设备用于定位。
用户在使用智能手机时开启Wi-Fi、移动蜂窝网络,就可能成为数据源。
该技术具有便于扩展、可自动更新数据、成本低的优势。
(4)定位设计方案。
综合考虑所述三种定位技术对比分析:
定位范围方面:
GPS覆盖全球,定位范围较广,适合于室外定位;而RFID和Wi-Fi定位技术定位范围较小,一般在几十米之内有效,适合于室内定位。
精准度方面:
GPS卫星信号提供实时准确的位置,但由于室内墙壁的遮挡,GPS模块接收卫星讯号困难,无法实现精确定位;RFID可以在几毫秒内得到高精度信息;Wi-Fi热点受到周围环境的影响比较大,精度较低。
成本方面:
GPS定位系统在几万上下不等;RFID标识的体积较小,造价较低;由于Wi-Fi已普及,因此不需要铺设专门的设备用于定位,具有成本低的优势。
据此,本设计采用了室外GPS定位和室内RFID定位相结合的定位设计方案。
的腕带内集成GPS定位模块和RFID电子标签,并设置室外和室内模式。
置为室外模式时,GPS模块激活,通过GSM模块提供的GPRS数据传输功能将所在的经纬度信息发送回终端,实现室外定位功能;置为室内模式时,RFID电子标签与养老院内的读写器进行强度信息传输,读写器将定位数据通过无线数据采集终端发送到监控终端,实现室内定位功能。
4.1.2生命体征监控设计
在腕带中集成测量体温、血压、心率传感器模块,采集生命体征数据,信息传递可采用ZigBee或者GSM通信模块。
GPRS网络属于网络运营商,用户需要支付使用费,而Zigbee网络是用户自建网络,不需要支付任何费用;GPRS移动网基站结构复杂,价格昂贵,Zigbee网络主节点结构简单,体积小,安装维护简单方便,且每一个主节点自身就可以当作为网络终端使用。
因为发送腕带所采集的数据需要固定发送周期时间,且发送距离较近,数据量较少,因此从传输效果和经济成本来看,ZigBee会是更佳的选择。
它时延短,网络速度快,可以使终端实时的监控生命体征的变化;网络容量更大,发射功率低,自然将对的辐射危害降到最低,安全、可靠。
4.1.3自动呼叫设计
在腕带中集成GSM通信模块,利用其语音通话功能提供一键呼叫功能。
在生命体征监控中,出现异常时,腕带自动发出警报,提醒紧急联系人,采取紧急措施;或者在有特殊需求或在紧急情况下,一键呼叫院方。
4.1.4改善体感舒适度设计
在腕带中集成红外线模块,与所在寝室的加/抽湿器、空调固定识别匹配,一方面可以通过腕带界面自主地调节室内温度与湿度,另一方面可以终端可以通过得到的室内反馈智能调节温度和湿度。
4.2终端设计
4.2.1数据库设计
终端需要数据库来记录的个人ID、身体健康状况等信息。
本文采用MySQL,根据基本的需求图建立数据库。
4.2.2数据提取分析
根据数据库中存储的一定时间段内的生命体征数据,输入到健康分析神经网络模型中,判断近期的健康情况如何。
根据输出结果生成相应的健康说明书供院方参考。
4.2.3Web前端设计
在数据存储后,利用HTML等Web技术进行前端开发,显示监控数据、方位、室内舒适度等情况。
5总结
随着我国人口60岁及以上数量达到2.41亿,占总人口17.3%,越来越多的老年人将选择养老院。
因此完善养老院的管理问题成为一个亟待解决的问题。
在这样的背景下,本文将物联网技术应用到养老院中来,设计了一套养老院管理系统,在保证生活质量的同时,也降低了人工看护成本。
本设计基于物联网技术的养老院管理系统,是由客户端腕带、监控终端两大部分组成。
腕带通过集成GSM通信模块、GPS模块、红外线模块、传感器模块实现了对的安全定位、信息采集等功能;终端通过数据库和Web前端实现了数据的存储、数据科学分析、显示等功能。
本文设计的养老院管理系统仍存在不足,目前更多是从物质方面去保证的生活安全与质量,但无法满足的心理与情感需求。
参考文献:
[1]陈丽苑.除了智能护理,还有情感需求[Z].2018.
[2]潘永友.基于物联网技术的养老院管理系统设计与实现[D].2014.21-21.
[3]范立南,莫晔,兰丽辉.物联网通信技术与应用[Z].:
清华大学出版社,2017.
[4]上海网频电子科技有限公司.rfid室内人员定位系统解决方案[Z].RFID世界网,2018.
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