养老院监护系统Word文档格式.docx
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在该Linux系统之上，软件采用QT-embedded4.5［7］来实现图形界面和多线程
处理等功能［8］。
1.2老人移动腕带终端
该模块为系统的移动模块，可以实时监测老人健康状态，主要有以下功能:
1.2.1健康状态监测
该功能通过腕带上的传感器，实时检测老人的血压、脉搏、体温等生理特征，并进行记录、比对。
1.2.2发送警报
该功能用于老人与监控终端进行通讯。
当佩戴腕带终端的老人摔倒、健康信息异常、或者需要服务时向监控终端发出呼叫信息。
1.2.3RFID标签定位
该功能实现在养老院范围内通过RFID射频识别卡记录的标签信息实现无线人员定位。
腕带终端是佩戴在老人手腕上的便携式终端，其程序主要任务是采集装备在老人身上的各种传感器信息，然后经过处理和过滤后由ZigBee无线发送到监控端。
程序是基于Linux2.6.24内核的操作系统之上运行的，通过LinuxAPI系统调用，实现多线程处理和中断处理。
由于程序同时有多个传感器数据采集，因此采用多线程，按键操作可以用外部中断来实现［9］。
系统框图如图2所示。
1.3服务理念
让老人生活的安心、舒心；
让老人子女放心、省心；
推动社会和谐建设。
1.4运营模式
在政府资金资助和政策支撑下，坚持“有偿、低偿、无偿相结合”的原则下，不断地发展和丰富为老服务项目；
并积极的探索结合社会养老资源的基础上的市场化、社会化的运营方式。
在坚持保本微利的基础上，构建一种规模化、智能化、精细化的居家养老服务及组织管理模式，实现项目的可持续运营。
1.5服务项目
居家养老服务主要对服务对象提供紧急救助、生活帮助、主动关怀三大类服务方式。
服务项目涵盖日间照料、生活护理、家政服务、精神慰藉、文体娱乐、法律维权等多种项目。
1.6服务方式
1.6.1无偿服务
这类服务针对散居的“三无”老人，其中75周岁以上的重点优抚对象、市级以上劳动模范、百岁老人、低保和低保边缘人群、持有特困残疾证和特困职工证人员，每人每月由县（市、区）政府根据当地经济发展水平，发放一定数额的居家养老服务券。
1.6.2低偿服务
对生活不能自理或不能完全自理且经济比较困难的社区独居、空巢老人，争取每人每月由政府发放一定数额的居家养老服务券。
1.6.3有偿服务
有经济能力、需要上门服务的老人，通过自己购买，由居家养老服务机构提供各种服务。
1.6.4义工服务
通过志愿者、低龄老人为社区老年人提供义工服务。
1.6.5社会力量认购服务
针对特殊困难的老人，积极动员社会力量，包括通过企业或社会个人为老年人实行认购服务。
2.RFID人员定位和跌倒检测功能原理及实现
2.1RFID人员定位功能
2.1.1RFID读写器模块描述
RFID读写器模块是整个系统的重点，能够帮助养老院的工作人员清晰地知道老人当前所在位置以及周边的环境，为工作人员提供极大的帮助，使老人即使在无人陪同的情况下也能自己去较远的地方，一般情况下标签内写入的是持卡人身份等信息的编码。
在基于物联网的养老院管理系统中设置了5个检查点，每一个检查点都有一个RFID读写器模块，通过老人手上的腕带标签对老人进行定位。
如图3所示。
2.1.2实现原理
RFID读写器中读写模块的核心部分包括一个用于控制的微处理器MFRC500和一个RFID基站芯片。
它具有与用户主系统的串行通信能力，可根据用户系统的命令完成对RFID卡的读写操作，并将所得数据返回给处理器系统，这个处理器系统可以是一个主控板［10］。
（1）本养老院管理系统采用读卡器与非接触性IC卡相结合的工作原理，在实现读写信息上与传统的接触式读卡器相比有以下突出优点:
①RFID卡具有较强的数据通信功能，传输速率较快，读写距离较远，且具有防冲突功能，能在同一时间处理多张在读写器天线内的卡片［11］。
②RFID卡具有唯一的卡片序列号，该序列号无法复制，因此它具有更高的防伪装性。
（2）本项目中养老院人员定位实现原理:
将RFID读写器布置在待测位置处，当有RFID卡经过时读取RFID卡，代表老人刚好经过本路段。
如图3中将每个RFID读写器分别置于图中各检查点位置，每个检查点分别代表不同的地理位置信息。
例如:
大门口、食堂、住宿区、娱乐室和运动场。
而RFID标签卡配置于每个老人的腕带上，当老人佩戴的腕带经过每一个检查点时，读写器将从老人的RFID卡上读取老人的身份信息，并把信息发送到监控终端。
监控终端便知道该老人刚从某个区域移动至另一个区域。
RFID读卡程序流程图如图4所示。
2.1.3RFID数据通信实现
为了方便养老院监控端程序处理串口所接收的数据时遵循系统定义的协议，每一帧数据定义描述如表1所示。
表1基本数据帧结构
数据：
［LN］
［FN］
［xxxx．．．］
说明：
后续数据长度
功能类型号
数据部分
数据大小：
1字节
LN-1字节
数据帧的第一字节表示接下来还有多少字节的数据要接收，这是为了方便接收程序控制数据的接收;
数据帧的第二字节表示功能类型号;
后面剩下的所有字节表示具体的数据。
在不同的功能类型的情况下，数据部分的结构都有所不同。
按功能类型的不同，数据部分定义如表2所示。
表2定位功能数据帧结构
功能类型:
接收检查点定位信息
类型号:
0x01
数据部分结构：
［NODE］
［UID］
检查点号
用户号
大小：
2字节
检查点的定位信息只有当检查点检测到老人的电子标签经过时便会发送，其中第一字节表示检查点的ID，接下来的两个字节表示检测到的电子标签的用户号。
2.2人员跌倒检测功能
在大多数时候，养老院的老年人行动的节奏相对比较慢，因此在整个行动过程中，其加速度矢量变化不大。
本系统利用加速度这个矢量值来判断老人是否摔倒［12］。
具体实现原理如下:
加速度传感器被固定在老人身上，在加速度传感器上定义Y轴为曲线，它在正常静止状态下为-1g;
同时定义X轴和Z轴的加速度曲线，其正常静止状态下应该为0g;
一根矢量曲线是三轴加速度的矢量和，正常静止状态下为+1g。
2.2.1正常状态分析
一般情况下，老人的动作幅度不大，加速度变化值不大。
2.2.2跌倒过程分析
跌倒过程中的加速度变化明显，主要有以下4个特征:
①失重:
在跌倒开始发生的失重现象。
对于一般跌倒，合加速度小于1g。
②撞击:
人体撞击之后，跌倒与地面发生强烈撞击，在合加速度曲线中会产生一个变化很大的曲线波形。
③静止:
正常情况下，人在跌倒后，很少会马上站起来，会有短暂的静止状态。
在合曲线上会出现一段平稳过渡期。
④比较合矢量曲线:
跌倒之后，人体发生位置偏移，人体的方向会与原静止的姿态不同，根据这时与原静止状态的比较可以得出，老人是处于跌倒状态［13］。
3.系统数据库设计
本系统的数据库采用SQLite3［14］，数据文件保存在监控端服务器，由监控端程序负责维护。
数据库中主要的实体与关系设计如图5所示。
根据图5可以看出，简化的数据库主要维护了3个表。
其所定义的老人表中维护养老院中老人的基本信息，包括个人信息、健康状态值和所处区域位置;
另外地图检查点和地图区域两个表则描述整个养老院区域划分和检查点布置情况。
由于一个检查点连接了两个区域，分别在检查点两侧，因此检查点实体表中有oneside、anotherside两个属性，分别表示与检查点相邻两个区域的区域号。
这样不仅可以很方便地处理人员的定位，而且可以适应地形的变换，如果需要将系统换到另一个养老院地形的情况下，则只要把数据库的区域节点信息按其地形重新更改替换就可以直接使用。
4.运营模式分析
4.1和运营商分成
老人机有最低消费，居家养老服务中心可以和移动或者联通或者电信谈一个分成比例。
比如老人机最低消费10元/月，居家养老服务中心每个月分成1元。
当然，老人对钱很在意，这个时候，可以建议老人机实行与亲属捆绑方式。
只要子女手机有钱，老人机就可以正常使用。
这样的事情，运营商也是愿意做的。
因为增加了用户黏性，提高了用户离网门槛。
在老人不用直接缴费情况下，老人对话费就没有感觉了。
为了增加分成收入，可以开发增值应用，比如用药提醒，语音天气预报、语音当地即时新闻、老年人专题语音聊天室。
另外，老年人拿到老人机是通过交话费送手机方式，一般，手机采购价的1：
1.5或者1：
1.8是缴费送机。
居家养老服务中心也可以考虑在送机环节，讨论一下与运营商的分成。
4.2广告
如果该养老服务中心具有本地区全部老人信息，那么具有针对性的广告就可以操作，从这个意义上说，该信息对老年药品、老年用品厂商就有价值了。
例如，系统可以搜索出失能老人亲属信息，卖轮椅的厂家就可以给其亲属发送针对性广告。
该广告到达率将是最高的。
这件事情如果做好了，是老年人的福音，但做不好，有可能被老年人投诉。
所以，对居家养老服务中心运营者来讲，原则和良心是都要考虑的。
4.3加盟商服务费的分成
我们将该模式移植到了居家养老服务中心对加盟商的管理上。
其实，居家养老服务中心与家政服务网络中心有很多相似的地方。
当一个老人需要修空调的时候，居家养老服务中心信息系统会按照就近服务、优质优先、公平公正等原则推荐能够提供空调维修服务的服务商，服务完毕，系统会扣除该项服务的推荐佣金。
如果该居家养老服务中心的服务取得老人信任，佣金收入会成为居家养老服务中心的最主要来源。
也是居家养老服务中心提升服务质量、规范服务流程的最大动力。
当然，这是一个良性循环，服务越好，收入越高，加盟商满意、老人满意。
4.4养老券
很多地方，政府通过购买服务的方式，来做老人养老补贴。
可以生成养老券，并全程监控养老权的分发消费回收，并具备防伪查询，详细的报表功能。
杜绝了以往养老券发放失控现象。
养老券是有一定量的沉淀的，原因大多是过期、丢失或者忘记使用。
这部分的沉淀，也是居家养老服务中心的收入组成部分。
4.5政府补贴
一个运行良好的居家养老服务中心，不仅能为本地老人提供优质的居家养老服务，也保持了自身的良性发展。
同时，也为本地政府解决了养老难题，为政府排忧解难。
在很多地方，政府每年都会拿出一些财政收入，对居家养老服务中心进行补贴。
5.系统特点
①引进国际上领先的技术、结合国内经济快速发展的国情定制开发而成。
②为国内市场未有的可比拟性，借鉴了国际上数字社区的成功经验。
③兼容国内任何同类产品，又具有国内同类产品所没有先进性技术。
④系统采用了国际上先进的跳频技术、3G技术、WAP技术等等多项先进通信技术
⑤系统预留接口丰富：
无线报警接口、网站电话浏览接口、短信查询接口、WAP接口、3G业务接口、视频接口、电话会议接口、视频会议接口、调度指挥接口。
⑥社区可以通过电话的方式“浏览”社区网站。
⑦系统操作简单、方便。
⑧提供新的服务方式和手段，提高社区服务和管理水平，提高民政和社区服务质量和用户满意度。
⑨提高社区资源的利用率，发展相关的电子政务、电子商务。
⑩提供新的服务理想和新的增值业务，提高社区服务机构的劳动生产率，使居民创造和获得就业机会。
⑪可以提供民政和社区决策支持所需的大量信息和数据，提高民政和社区办公的透明度，实现服务决策的科学化。
⑫发挥信息资源优势，优化内部管理体制，减少层次，加强管理，提高工作效率。
6．结束语
基于物联网的养老院管理系统作为一个有实际意义的物联网系统应用方案，是老龄化问题的重要应对策略。
未来世界是物联网的世界，引入物联网这新一代高科技信息技术，通过射频识别、传感器、无线传输等信息传感设备，按预定的协议，以实现对养老院的老人日常生活处于远程监控、实时定位和实时管理状态，符合未来养老服务方向，应对老龄化带来的诸多问题。
目前整个系统中实现了地图查询功能、事件处理功能、RFID定位功能、ZigBee无线传输功能、脉搏体温状态检测功能和跌倒检测报警功能等，其中人员定位和状态监测等功能已取得比较好的效果。
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课程总结
物联网概念是1999年由麻省理工学院自动标识中心（MITAutoIDCenter）提出的。
2005年，国际电信联盟（ITU）发布了一份题为《TheInterntofThings》的年度报告，正式将“物联网”命名为“TheInterntofThings”。
2009年8月，温家宝总理考察中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心，明确要求尽快建立中国的传感信息中心，也就是“感知中心”。
老师从微控制器应用到ARM&
Linux嵌入式系统，又回归到微控制器的研究教学，亲历近30年国内嵌入式应用的发展历程。
下面就物联网工程专业，物联网课程体系和物联网实践3方面介绍国内现阶段的情况。
1．物联网工程专业
物联网工程是交叉学科，是多个学科的融合，即计算机科学与技术，信息与通信工程，微电子学科，检测与自动化和仪器科学与技术。
物联网工程是复合专业，涉及控制理论与控制工程，微电子检测，通信工程和计算机与信息专业，对应物联网的控制，感知，传输和信息处理技术。
物联网网络架构由感知层，网络层，应用层组成。
计算机学院在物联网技术的网络层和应用层领域具有很好的研究基础，而感知层更多依赖的是软硬结合的嵌入式系统技术。
物联网的传感器接口，RFID读写都涉及嵌入式技术，但实际上新技术含量很少，可看作是一个新袋子。
物联网主要涵盖RFID（>
5.5），无线传感器网络（>
8.5），M2M智能手机（<
4.5）等技术领域。
其中括号里表达的是难度系数，可以看出无线传感器网络是最难的。
2．物联网课程体系2.1课程体系考虑原因
大学里最重要的是教会学习的方法，在各专业的主干课程基础上，在物联网方面有所加强即可。
2.2计算机学院物联网专业课程
物联网专业核心课程按软件和硬件分为：
硬件方面的电子电路基础，物联网硬件基础，计算机网络和无线传感网，软件方面的程序设计基础，操作系统编程，数据库和数据挖掘。
2.3专业及特色课程
按物联网层次：
1感知层——射频识别技术，传感器技术基础，嵌入式系统接口技术。
2网络层——计算机网络，无线传感器网络，通信原理。
3．物联网重要性
物联网一方面可以提高经济效益，大大节约成本；
另一方面可以为全球经济的复苏提供技术动力。
目前，美国、欧盟等都在投入巨资深入研究探索物联网。
我国也正在高度关注、重视物联网的研究，工业和信息化部会同有关部门，在新一代信息技术方面正在开展研究，以形成支持新一代信息技术发展的政策措施。
物联拥有业界最完整的专业物联产品系列，覆盖从传感器、控制器到云计算的各种应用。
产品服务智能家居、交通物流、环境保护、公共安全、智能消防、工业监测、个人健康等各种领域。
构建了“质量好、技术优、专业性强，成本低，满足客户需求”的综合优势，持续为客户提供有竞争力的产品和服务。
感谢许常青老师的指导。
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