老年公寓设计.docx
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老年公寓设计
项目编号：
青岛市科技计划基础研究项目任务书
项目名称基于3G的智能化老年公寓远程管理系统
项目类别
起止年限年月至年月
项目负责人电话及手机
项目联系人电话及手机
承担单位（盖章）
参加单位（盖章）
承担单位地址邮编
青岛市科技局
二○一三年制
填写说明
一、填写要求：
1、本项目任务书文本适用于产学研合作引导计划-应用基础研究项目。
2、任务书甲方为青岛市科技局，乙方为项目承担单位，丙方为项目主管部门。
3、项目任务书编号由市科技局统一规定。
4、本项目任务书所列内容应实事求是填写，表达要明确、严谨。
5、项目年度经费来源与支出预算，须与项目申报材料一致，其中市科技专项经费应按计划下达的数额填写。
6、《项目任务书》的文本格式，可登陆市科技局网站（）的青岛市科技计划管理平台，申报单位用户角色的系统公告栏下载。
7、项目任务书文本需打印（A4），请选择仿宋四号字填写，项目主要研发人员及经费预算表格部分，填写时可适当缩小字号。
项目任务书一式五份，项目承担单位一份；项目承担单位主管部门一份，财政局一份，市科技局两份，必须每份签章。
8、项目任务书由项目承担单位根据市科技局下达的年度计划项目立项文件编写，经丙方（项目主管部门）盖章后报市科技局相关业务处。
9、项目任务书信息表作为项目任务书的组成部分，是项目管理的重要文字依据，项目承担单位对各栏目务必认真填写。
10、项目立项、结题时间：
应包括月份。
11、项目承担单位基本情况中的经济指标一栏：
关键技术攻关计划与中小企业培育计划的承担单位必填。
二、课题经费开支范围及支出标准
课题经费的开支范围一般包括设备费、材料费、测试化验加工费、燃料动力费、差旅费、会议费、国际合作与交流费、出版/文献/信息传播/知识产权事务费、劳务费、专家咨询费、管理费等。
（一） 设备费：
是指在课题研究开发过程中购置或试制专用仪器设备，对现有仪器设备进行升级改造，以及租赁外单位仪器设备而发生的费用。
要严格控制设备购置费支出，并在项目任务书预算中明确列出。
（二） 材料费：
是指在课题研究开发过程中消耗的各种原材料、辅助材料等低值易耗品的采购及运输、装卸、整理等费用。
（三） 测试化验加工费：
是指在课题研究开发过程中支付给外单位（包括课题承担单位内部独立经济核算单位）的检验、测试、化验及加工等费用。
（四） 燃料动力费：
是指在课题研究开发过程中相关大型仪器设备、专用科学装置等运行发生的可以单独计量的水、电、气、燃料消耗费用等。
（五） 差旅费：
是指在课题研究开发过程中开展科学实验（试验）、科学考察、业务调研、学术交流等所发生的外埠差旅费、市内交通费用等。
差旅费的开支标准应当按照国家有关规定执行。
（六） 会议费：
是指在课题研究开发过程中为组织开展学术研讨、咨询以及协调项目或课题等活动而发生的会议费用。
课题承担单位应当按照国家有关规定，严格控制会议规模、会议数量、会议开支标准和会期。
（七） 国际合作与交流费：
是指在课题研究开发过程中课题研究人员出国及外国专家来华工作的费用。
国际合作与交流费应当严格执行国家外事经费管理的有关规定。
课题发生国际合作与交流费，应当事先报经项目组织单位审核同意。
（八） 出版/文献/信息传播/知识产权事务费：
是指在课题研究开发过程中，需要支付的出版费、资料费、专用软件购买费、文献检索费、专业通信费、专利申请及其他知识产权事务等费用。
（九） 劳务费：
是指在课题研究开发过程中支付给课题组成员中没有工资性收入的相关人员（如在校研究生）和课题组临时聘用人员等的劳务性费用。
（十） 专家咨询费：
是指在课题研究开发过程中支付给临时聘请的咨询专家的费用。
专家咨询费不得支付给参与项目、课题管理相关的工作人员。
以会议形式组织的咨询，专家咨询费的开支一般参照高级专业技术职称人员500-800元/人天、其他专业技术人员300-500元/人天的标准执行。
会期超过两天的，第三天及以后的咨询费标准参照高级专业技术职称人员300-400元/人天、其他专业技术人员200-300元/人天执行。
以通讯形式组织的咨询，专家咨询费的开支一般参照高级专业技术职称人员60-100元/人次、其他专业技术人员40-80元/人次的标准执行。
（十一） 管理费：
是指在课题研究开发过程中对使用本单位现有仪器设备及房屋，日常水、电、气、暖消耗，以及其他有关管理费用的补助支出。
课题管理费应按照财务制度允许的分摊方法，分摊计入课题成本，在批复的预算范围内列支。
不能从课题经费中直接提取管理费计入课题成本。
管理费按照课题专项经费预算分段超额累退比例法核定，核定比例如下:
课题经费预算在100万元及以下的部分按照8%的比例核定；
超过100万元至500万元的部分按照5%的比例核定；
超过500万元至1000万元的部分按照2%的比例核定；
超过1000万元的部分按照1%的比例核定。
课题在研究开发过程中发生的除上述费用之外的其它支出，应当在申请预算时单独列示，单独核定。
（提示：
提交任务书时，填写说明勿需提交）
一、研究内容、研究方案及技术路线
（研究内容应围绕项目目标，分层次、有条理地叙述，突出所解决的关键科学问题、关键技术、研究特色和创新点；研究方案与技术路线应突出实现课题预期目标的总体研究思路、工作安排以及技术路线的创新性、可行性。
）
研究内容：
本项目拟采用血压传感器、脉搏传感器、摄像头、温湿度传感器、RFID、生物识别技术实时感知老年人的血压、脉搏、生存环境、并准确采集其位置和身份信息，采用3G技术将采集到的信息上传到监控中心和老人子女的手机上，从而有效地实现老年公寓远程管理。
该项目是在对老年公寓充分调查的基础上展开的，研制的装置可在老年人血压、脉搏不正常时及时向监控中心报警、实时传输老年公寓现场图像、采集公寓房间温湿度等环境参数、实现老年人位置定位，以及基于生物特征的身份识别。
该装置研制成功后可广泛应用于养老院，达到为老人提供安全、便利、舒适以及多元化信息服务和子女远程随时关注老人的目的。
系统拟解决的关键科学问题、关键技术：
项目组在前期的预研过程中，解决了许多相关理论及技术问题，已经研制出实验室试验样机，但要形成产品还需要做很多工作。
在本项目中，拟通过3年左右的时间，形成可以在市场上大量销售的产品，解决以下关键技术问题：
基于3G的视频传输策略研究问题
3G视频传输突破了无线带宽瓶颈的限制，它可以从任意地点上传图像，在任意位置接收图像。
用3G视频传输最高可提供2Mbp/s的传输速率，但是基于目前的MPEG-4编码通过3G传输的视频图像容易卡壳。
因此，设计高效的视频传输策略，实现高速最小失真是本项目需要解决的最关键技术问题。
RFID定位方式问题
GPS技术解决了室外定位问题，但是对于面积不大的老年公寓、尤其是老年人在公寓室内的定位，GPS信号却难以传播到。
本项目要实现老年人位置的精确定位。
因此，基于RFID的老年人实时位置定位设计问题就成为本项目需要解决的又一个关键技术问题。
多种传感器与控制器协调通信问题
本项目中，监控终端控制器承担了同时与血压传感器、脉搏传感器、温湿度传感器、3G模块等多个器件的通信工作，如何实现控制器与多个器件的协调通信、保证信息采集不出错误是本项目需要解决的最后一个关键技术问题
研究特色和创新点：
研制一种新型、实用的智能化老年公寓远程管理信息系统是本项目的研究目标也是本项目的特色。
该系统采用多种传感器实时采集公寓内老年人的多个重要的基本信息，借助3G技术实时、快速与老年公寓管理人员和老人子女协调通信，将加速实现老年公寓的信息化管理。
这对进入人口老龄化的中国社会的安定具有重要的社会意义，对提高老年人的生活幸福指数具有重要的应用价值。
该项目的主要创新点为：
1、将RFID技术应用于老年公寓定位系统，实现了老年人在公寓位置的精确定位，并通过报警装置，防止老年人走失。
这是该项目的创新点之一。
2、信息、视频的传输采用3G方式，实现了任意地点、任意时间的信息传输，较之GPRS系统，传输速率更快。
这是该项目的最重要的创新之处。
3、血压传感器、脉搏传感器等多种传感器实时对老年人生命体征、居住环境监控，为老年人提供了安全保障及最优生活环境。
4、采用多种生物信息联合识别老年人身份，可以为养老金发放等提供远程验证。
研究方案与技术路线：
目前国内外研究者尚未就远程老年公寓管理系统进行全面的研究，本项目的研究抓住项目的推广和应用这二个重点。
研究方法主要采用文献法（充分调研文献了解国内外研究进展、发展趋势及主攻方向）、模块研究法（把拟研制的系统分成几个模块，几个研究组展开研究，并由项目负责人及时统筹协调）、仿真调试法等多种研究方法，同时注重我国老年公寓目前的背景分析，注意吸收其它相关学科的最新研究成果，并注重对老年公寓现状的调研，使产品更符合实际需求。
及时利用期刊、网络及图书资料把国内外远程老年公寓的相关理论与实践研究成果进行搜集和积累，促使本项目的研究能够超越国内外已有的研究成果，使研究具有前沿性与全球视野，找到最适合当前老年公寓管理的模式。
对系统分解成各个子模块，分模块进行研制，最后进行整个系统的调试。
并且，在研究过程中充分利用相关电子仿真工具进行仿真分析。
项目将物联网RFID技术、3G技术和心电等弱信号放大技术等相融合，组成老年公寓远程管理系统。
其框图如图1所示，该装置的关键技术涉及六大主要功能组件的正常运行，它们分别是：
脉搏采集模块、血压采集模块、环境参数采集模块、3G模块、RFID读卡器模块、生物信息采集模块，监控中心为PC机或任意一部手机。
其工作原理为：
多种信息采集模块将采集到的信号传输至现场终端控制器；终端控制器根据监控中心的指令或者紧急情况的报警将信息发送给监控中心；终端控制器根据中心的指令或者紧急情况自动发出报警或进行相应的处理。
RFID读卡器完成老年公寓的全区域无线覆盖。
RFID读卡器是检测老年公寓的主要装置。
项目组在前期的研究过程中，曾设计了RFID读卡器，能够与ISO14443A/MIFARE卡进行正常通信，读写距离半米左右。
通过合理分布读卡器及使用定位算法，完全可以满足本项目的需要。
图1基于3G的智能化老年公寓远程管理系统框图
监控数据的采集、传送、通信采用多传感器自组织网络，来增强系统的稳健型、灵活性和高效性。
依托3G网络或Internet网络，通过集成视音频压缩、流媒体管理、数据传输等技术，以无线传输方式把老年居住寓所现场图像及信息传到3G手机及电脑上，使子女及监护人员能随时随地了解老人的状况。
设计电路实时检测老年人的血压、脉搏，当检测指标出现异常时，进行报警，将实时采集到的血压、心跳等信息传输到子女的手机及监护人员处。
利用多种终端传感器实现无人看护时的环境检测、人身安全保障。
采用温湿度传感器、火焰传感器等多种传感器对老人活动空间的综合信息进行实时采集及传输。
利用生物信息实现老年人身份识别。
本项目是一种新型的远程老年公寓管理系统，拟在现有实验室样机基础上，对生产工艺、产品组成结构进行优化，直至形成成熟的市场化产品。
拟首先完善产品的视频传输模式，再提高产品的RFID定位精度，通过实验室对比实验与现场对比试验相结合提高产品质量
主要工作安排如下：
查找相关文献——>确定研究方向——>系统整体设计——>系统分解——>子模块研究——>仿真——>子模块测试——>系统组合——>系统统调——>成果发布——>完成
可行性分析：
项目组前期基于3G等技术申请并完成了山东省教育厅项目<<基于MCU控制的智能化及多样化的遥测、遥控、遥信系统>>（鉴定结果：
国内先进）、<>（鉴定结果：
国内领先）<基于3G及微功耗自组网的图像传输、信息采集、远程控制系统>>（鉴定结果：
国际先进），发表了《Femtosecondsecond-harmonicgenerationinperiodicallypoledlithiumniobatewaveguideswrittenbyfemtosecondlaserpulses》、《ExperimentalresearchonFrequencydoublinginperiodicallypoledKTiOPO4waveguidefabricatedbyfemtosecondlaser》、《MCU控制基于3G及微功耗自组网的图像传输、信息采集、远程控制系统研究》、《ImageCodingCompressionBasedonDCT》、《ImageCodingCompressionBasedonDCT》等相关论文。
“基于3G网络的图像传输与信息采集远程控制系统”已申请国家专利，RFID定位技术也完成了实验室研究，以上条件对完成该项目打下了坚实的基础。
二、预期目标
（预期目标必须说明项目期内研究所要达到的指标、理论上在哪些方面可能取得何种程度的突破；应用前景及对解决经济和社会发展面临的问题可能做出的贡献；论文著作发表情况、知识产权情况、获奖情况、获得其它计划支持进一步研究的可能等。
预期目标应提出具体、明确的可考核的指标，避免目标空泛。
）
总体目标：
远程老年公寓管理系统主要可完成下列功能：
可以使子女及监护人员通过手机或互联网实时观看到老人住所内的景象，采用多种传感器对老人的居住环境进行温湿度等环境指标的监测，当监测指标不达标时可以产生报警，监护人员及时进行调节。
子女及监护人员能实时确定老人的具体位置，防止老人走失，能够实时远程检测老年人的血压心跳，当检测指标出现异常时，能够进行实时报警。
能够利用老人的手掌静脉图像或虹膜信息或人脸信息进行远程身份识别，可应用系统于远程养老金信息采集认证等。
主要技术指标如下
血压采集范围40KPA-300KPA，检测误差<1%。
脉搏采集范围40次/分-160次/分，检测误差<1%。
RFID定位精度10个厘米，视频传输流畅，。
温度采集范围摄氏-10度-60度，湿度0%-100%，紧急情况报警率100%
主要论文及知识产权情况
完成新型实用样机1套，申请发明专利1-2项，在核心学术期刊发表SCI或EI检索论文2篇。
应用前景：
根据民政部发布的《2012年社会服务发展统计报告》显示，截至2012年底，中国60周岁以上老年人口已达1.94亿，预计2020年将达到2.43亿，2025年将突破3亿，我国人口老龄化加剧，越来越多的老人入住老年公寓。
欧美发达国家多为社会养老，随着计算机和无线通信技术的发展，社会信息化的进步，发达国家的老年公寓除了融入人文关怀外，还引入了符合老年人特点的智能化设计理念，让老年人共享科技带来的便利和乐趣。
目前我国各类养老机构有近4.5万家，养老床位431.3万张，如何发挥市场活力，创新服务供给方式，推进社会养老服务体系朝着服务设施更加齐全、服务功能更加完善、服务资金更加充足、服务队伍更加专业、服务监管更加有力的方向前进，是全社会的大课题，智能化老年公寓设计蓄势待发。
本项目产品在效果上比同类产品有了很大提高，但成本也稍高，且由市场上的公寓内部呼叫变成了子女参与管理模式。
本项目产品定位于中层及高端老年公寓市场，如区县级以上等老年公寓。
本项目与同类产品比较如表1所示
名称
是否能老人自主呼叫
是否能检测老年人身体状况
是否能传输视频信息
是否能对老年人定位
金徽达
是
否
否
否
迅铃APE750
是
否
否
否
呼叫通
是
否
否
否
本项目
是
是
是
是
表1本项目与同类产品比较表
通过上表比较可以发现，本项目在同类产品的基础上增加了许多功能，使产品更具有实用性及安全性。
本项目已经与胶南市社保局及胶南市几家养老院达成合作意向，合作单位可提供资金及试用条件支持
三、年度计划（年度计划分研究内容和预期目标分别阐述，研究内容要具体说明当年需完成的研究任务以便于项目中期检查；预期目标要说明当年所能解决的问题、课题研究的进展程度和指标、文章、专利等情况，对预期目标要有较为具体的描述。
）
年度
研究内容
预期目标
第
一
年
完成老年公寓远程视频监控的设计，完成远程检测血压、脉搏设计。
完成远程环境监测设计
1、依托3G网络，通过集成视音频压缩、流媒体管理、数据传输等技术，以3G传输方式把现场图像及信息传到电脑或3G手机上。
2、采用温湿度传感器、火焰传感器等多种传感器对终端信息的采集并对现场进行火警、生命等信息的检测及传输。
3.通过传感器进行心率、血压的采集，并可将采集的数据实时进行远程传输，供监护人员参考。
第
二
年
完成远程身份认证工作。
实现有效的生物特征提取。
完善和改进现有的手掌静脉图像、虹膜信息、人脸信息提取技术，构建起多模式信息采集系统，保证信息的有效提取采集。
第
三
年
完成整体系统设计及系统的统调统试，成果发布。
1、通过对系统整体组装，完成系统整体功能
2、样机送交合作单位试用
3、撰写2篇论文
4、申请1-2项专利
四、项目承担单位、参加单位及主要研究开发人员
项目承担单位：
（盖章）
项目参加单位：
（盖章）
项目负责人：
姓名
性别
年龄
职称/
职务
从事专业
在本项目中承担的主要工作
是否有工资性收入
所在单位
主要研究开发人员：
研究生：
五、项目经费预算
（一）项目经费来源预算 经费单位：
万元
序号
合计
年
年
年
备注
1、市科技专项经费
10
5
4
1
2、联合基金配套经费
2、国家、省专项经费
3、部门、区市经费
4、单位自有货币资金
5、银行贷款
6、其他来源
（二）项目经费支出预算 经费单位：
万元
序号
预算科目名称
合计
专项经费
其他经费
金额
名称
1
一、经费支出
10
10
2
1．设备费
5
5
3
（1）购置设备费
2
2
4
（2）试制设备费
2
2
5
（3）设备改造与租赁费
1
1
6
2．材料费
3
3
7
3．测试化验加工费
0
0
8
4．燃料动力费
0
0
9
5．差旅费
0.5
0.5
10
6．会议费
0.2
0.2
11
7．国际合作与交流费
0
0
12
8．出版/文献/信息传播/知识产权事务费
1
1
13
9．劳务费
0
0
14
10．专家咨询费
0.3
0.3
15
11．管理费
0
0
16
12．……
注：
需附购置设备明细表，包括：
设备名称、购置时间、产地、规格、数量、单价、总价等。
六、任务书各方签章
甲方：
青岛市科学技术局
法定代表人或委托代理人（签字）
项目主管处室负责人（签字）
项目主管处室经办人（签字）公章
年月日
乙方：
法定代表人或委托代理人（签字）
项目负责人（签字）
公章
开户银行、账号年月日
丙方：
法定代表人或委托代理人（签字）
公章
年月日
七、共同条款
任务各方共同遵守《青岛市科技发展计划与项目管理暂行办法》（以下简称《办法》）：
1、乙方必须按要求编报年度计划执行情况和有关统计报表，逾期不报，市科技局有权暂停拨款。
2、任务执行过程中，乙方如需调整任务，应根据《办法》中有关规定，向甲方提出变更内容及其理由的申请报告，经甲方审核后实施。
未经接到正式批准书以前，双方须按原任务书履行，否则后果由自行调整的一方负责。
3、乙方因某种原因（如：
与可行性研究内容有出入、挪用经费、技术措施或某些条件不落实）致使计划无法执行，而要求中止任务，应视不同情况，部分、全部退还所拨经费；如乙方没有提出中止任务的要求，甲方可根据调查情况有权提出中止任务的处理建议。
4、乙方承担任务所需市科技经费按《青岛市财政局青岛市科技局关于进一步加强科技三项费用专项资金管理的暂行意见》（青政发〔2005〕19号）管理和使用。
5、甲方根据市科技计划经费开支的规定，监督经费的使用情况。
凡不符合规定的开支，甲方负责提出调整意见。
必要时，市科技局有权直接提出调整或撤销意见。
6、任务执行过程中，甲方无故中止任务时，所拨经费、物资不得追回，并承担善后处理所发生的费用。
甲方提出变更任务书有关内容时，要与乙方协商达成书面协议后实行。
7、本任务书签订各方均负有相应的责任。
若有争议或纠纷时，按《办法》有关条款处理。
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