养老机构智能养老项目.doc

苏州摩多物联科技有限公司目录第一部分 方案概述- 4 -1.1 系统描述- 4 -第二部分系统管理平台- 8 -2.1 软件平台架构- 8 -2.2 平台功能设计- 8 -2.3 环境配置- 16 -第三部分数据汇聚网络- 17 -3.1 网络架构- 17 -3.2 网络设备- 18 -3.3 设备架设方案- 20 -第四部分 终端设备- 22 -4.1 园区一卡通- 22 -4.1.1 功能介绍- 22 -4.1.2 性能参数- 23 -4.1.3 使用说明- 24 -4.2 电子管家- 24 -4.2.1 功能介绍- 24 -4.2.2 性能参数- 25 -4.2.3 使用说明- 26 -4.3 智能感应垫- 26 -4.3.1 功能介绍- 27 -4.3.2 性能参数- 27 -4.3.3 使用说明- 28 -4.3.4 布点方案- 28 -4.4 随意贴按钮- 28 -4.4.1 功能介绍- 28 -4.4.2 性能参数- 29 -4.4.3 使用说明- 29 -4.5 门磁感应终端- 30 -4.5.1 功能介绍- 30 -4.5.2 性能参数- 30 -4.5.3 使用说明- 31 -4.6 智能药箱- 31 -4.6.1 功能介绍- 31 -4.6.2 性能参数- 32 -4.6.3 使用说明- 33 -第五部分 其他- 35 -5.1 信息显示方案- 35 -5.2 短信报警方案- 35 -5.3 安装调试方案- 36 -第一部分 方案概述本智能照护解决方案针对养老项目的整体规划和实际需求，遵循世界养老发达国家的成功经验，从提升养老机构的管理效率和信息化水平入手，采用WSN、RFID、Wi-Fi MESH等信息汇聚技术和声光电磁多种传感技术，通过自动采集老人日常活动、身体状态及居住环境等数据，实现区域无线定位、自动摔倒报警、一键主动报警、电子围界等功能，全面提升养老社区的管理效率和信息化水平，同时为整个养老社区建立历史资料数据库，为各级管理人员提供科学的参考依据。最终实现专业、安全、高效地照护每一位入住老人。1.1 系统描述系统自上而下分为三个层次：上层为系统管理平台（主要包括软件、服务器及数据库），中间层为数据汇聚网络（主要包括路由节点、网关节点、室内网关及Wi-Fi MESH路由器），下层为终端设备（园区一卡通、电子管家、智能感应垫、随意贴按钮、门磁感应终端、智能药箱）。系统三个组成部分的关系如下图所示：终端设备汇聚网络系统平台1) 系统管理平台系统管理平台负责维护通讯通道正常运行，进行数据转义处理。该平台采用Mysql建立和维护基础数据库、业务数据库，同时搭建Tomcat网页服务器，提供Web页面服务，另外还通过运营商提供的短信平台，提供短信报警功能，并提供外部访问接口，确保今后的软件扩展。2) 数据汇聚网络数据汇聚网络按覆盖区域划分为区域内网和区域外网。区域内网具有无线传感网和无线骨干通信网两层网络结构：无线传感网路由节点或者室内网关在下层形成多个无线传感网子网，负责收集硬件终端的传感器数据以及节点定位等信息，并经过网络多跳通信后通过网关节点或者直接由室内网关将信息传送给无线骨干通信网；Wi-Fi MESH路由器在上层形成一个无线骨干通信网，在收到网关转来的信息后通过Wi-Fi MESH网络将其传送给服务器进而进行处理。区域外网利用通信运营商提供的GPRS网络实现更大范围的数据通信覆盖。3) 终端设备园区一卡通可以实现区域无线定位、自动摔倒报警、一键主动报警等功能。该设备采用自有定位算法实现园区内的定位功能，同时使用加速度传感器检测人员基本行为状态参数，进而根据特定算法判定摔倒情况并报警。园区一卡通和汇聚网络各节点之间通过2.4GHz频段实现数据通信和交互。一键主动报警和摔倒自动报警信号实时传输，定位数据更新周期为30秒（用户可根据实际需要自行设置）。电子管家可以实现GPS定位、自动摔倒报警、一键主动报警、一键语音通话等功能。该设备采用全球定位系统（GPS）实现精确定位功能，同时使用加速度传感器检测人员基本行为状态参数，进而根据特定算法判定摔倒情况并报警。电子管家利用通信运营商提供的GPRS网络和服务器之间通过ISM频段实现数据通信和交互，通信范围不受地域限制。一键主动报警和摔倒自动报警信号实时传输，定位数据更新周期为30秒（用户可根据实际需要自行设置）。可以通过一键操作和预设的报警电话或亲情电话之间实现语音通话功能。智能感应垫可以实现离床检测功能。利用软性材料加工技术和独特的压力感应结构实现了人体离床感应功能，并通过433MHz频段和室内网关之间实现数据通信和交互。室内网关根据预设的离床判定条件自主鉴别离床事件，并通过2.4GHz频段接入无线骨干通信网，实现和服务器之间的数据通信和交互。离床报警信号实时传输，智能感应垫状态数据更新周期为5min。随意贴按钮可以实现一键报警功能。并通过433MHz频段和室内网关之间实现数据通信和交互。室内网关通过2.4GHz频段接入无线骨干通信网，实现和服务器之间的数据通信和交互。一键报警信号实时传输，随意贴按钮状态数据更新周期为5min。门磁感应终端可以实现房门状态检测功能。并通过433MHz频段和室内网关之间实现数据通信和交互。室内网关通过2.4GHz频段接入无线骨干通信网，实现和服务器之间的数据通信和交互。房门状态变化时信号实时传输，非变化状态数据更新周期为5min。智能药箱可以实现帮助慢性病患者或者有记忆力障碍患者能够按时、准确、便捷、安全的服药。药箱主体结构由单片微型计算机系统，通信模块，以及相应的机械传动结构组成，其内部的计算机系统可以记录并存储用户输入的服药信息；每当到用户的服药时间时，又会以一系列的方式提醒用户服药，包括：语音提醒，灯光提醒，短信提醒，拨打用户或者其监护人电话提醒；当用户按下取药按键时，其内部机械传动结构可将装药药杯完整移出。此外药箱可通过内部通信模块将用户的服药信息上传至服务器的云服务平台。用户可通过该平台查阅自己的服药历史。第二部分系统管理平台2.1 软件平台架构系统软件管理平台的整体架构如下图所示，下文将会结合软件各功能对组成模块进行具体描述。2.2 平台功能设计根据项目需求及平台架构，软件平台围绕报警信息、被监护人管理、监护人管理、设备管理、用户权限管理等功能展开。1) 报警信息报警信息包括：摔倒报警、主动报警和越界报警。各信息单元通过区域窗口分别显示。区域窗口支持拖动、缩放、最小化、最大化、还原功能，默认排列方式为平铺。（如图2.2.1.1所示） 各区域窗口中，按照“预警报警信息”的产生时间排序，最新信息显示在顶端。 每条报警信息以“图标”方式显示预警报警信息的主体部分（被监护人的头像及房间号码）。 鼠标移至“图标”上时，显示“预警报警信息”，具体信息内容由主体、报警时间、发生地点、报警事件构成。 鼠标点击“图标”时，显示该报警事件发生地点的地图显示界面。图2.2.1.1报警信息界面2) 被监护人管理被监护人列表显示当前系统中所有的被监护人员，除搜索外，可对其详细信息（可根据用户需求定制）进行查看、添加、删除及修改。默认显示被监护人的头像、姓名、紧急联系方式、监护人姓名及其联系方式。（如图2.2.2.1所示）被监护人的搜索功能支持正则表达式，如搜索“张*”，将显示所有姓氏为“张”的被监护人；如搜索“张？”，将显示所有姓氏为“张”，名字为一个字的被监护人。完成搜索后，如果有匹配结果，当点击其中某一个被监护人时，该列表将显示此人的详细注册信息，主体显示框将以此人为地理位置高亮显示。结合自制室内地图，将显示当前正在室内所有活动人的位置信息。当某个人被选中时，进行高亮显示。（如图2.2.2.2所示）图2.2.2.1 被监护人注册信息界面图2.2.2.2 被监护人位置信息界面3) 监护人管理监护人列表显示当前系统中所有的监护人员，除搜索外，可对其详细信息（可根据用户需求定制）进行查看、添加、删除及修改。（如图2.2.3.1所示）通过鼠标操作可修改监护人的管辖区域范围，相应管辖区域发生的报警信息将直接发送到对应监护人的手机上。（如图2.2.3.2所示）图2.2.3.1 监护人注册信息界面图2.2.3.2 监护人管理区域界面4) 设备管理设备管理列表显示当前系统中的所有设备终端，除搜索外，可对各设备的配置信息（可根据用户需求定制）进行查看、添加、删除及修改。（如图2.2.4.1所示）图2.2.4.1 设备管理界面5) 其他功能系统权限分为安全管理员、授权用户两个级别。（如图2.2.5.1所示） 安全管理员权限：对报警信息、被监护人、监护人、设备及授权用户的管理及设置。 授权用户权限：对报警信息、被监护人、监护人的浏览访问。图2.2.5.1 权限管理界面2.3 环境配置1) 操作系统采用Ubuntu Server 11.10 Release或以上版本作为服务器操作系统。2) 数据库采用MySQL 5.1 Release或以上版本作为数据库软件。3) 服务器采用Dell PowerEdge 12G T620塔式服务器，具体规格如下：处理器选项英特尔至强处理器E5-2600产品系列处理器插槽数2个高速缓存每核心2.5 MB芯片组选项英特尔C600内存16 GB DDR3存储4 TB插槽包含项4个具有x16带宽的全长全高x16插槽，2个具有x8带宽的全长全高x8插槽，1个具有x4带宽的全长全高x8插槽网络控制器英特尔双端口1 GbE LOM电源选项白金级能效750 W，自动量程电源第三部分数据汇聚网络3.1 网络架构数据汇聚网络按覆盖区域划分为区域内网和区域外网。区域内网具有无线传感网和无线骨干通信网两层网络结构：无线传感网路由节点或者室内网关在下层形成多个无线传感网子网，负责收集硬件终端的传感器数据以及节点定位等信息，并经过网络多跳通信后通过网关节点或者直接由室内网关将信息传送给无线骨干通信网；Wi-Fi MESH路由器在上层形成一个无线骨干通信网，在收到网关转来的信息后通过Wi-Fi MESH网络将其传送给服务器进而进行处理。区域外网利用通信运营商提供的GPRS网络实现更大范围的数据通信覆盖。网络整体架构如下图所示：3.2 网络设备1) 路由节点参数名称参数指标实物图设备名称路由节点设备编号Mordo A10202供电方式AC 220V整机功耗500mW工作频率2.4GHz无线协议SWDCP自主通信协议传输速率250Kbps工作环境-1555；15%RH90%RH2) 网关节点参数名称参数指标实物图设备名称网关节点设备编号Mordo A10102供电方式AC 220V整机功耗1000mW工作频率2.4GHz无线协议IEEE 802.11b/g协议SWDCP自主通信协议传输速率下行250Kbps上行54Mbps工作环境-1555；15%RH90%RH3) 室内网关参数名称参数指标实物图设备名称室内网关设备编号MordoA10302供电方式DC5.0V额定功率2W工作频率433MHz & 2.4GHz通信距离空旷150m传输速率下行12Kbps-150Kbps上行54Mbps工作环境-1555；15%RH90%RH4) Wi-Fi MESH路由器参数名称参数指标实物图设备名称Wi-Fi MESH路由器设备编号COMPEX MP543A供电方式AC 220V整机功耗4W工作频率2.4GHz & 5GHz无线协议IEEE 802.11b/g/n协议传输速率300Mbps工作环境-1555；15%RH90%RH3.3 设备架设方案1) 布点方案根据平面设计图将架设区域进行分类，三种网络设备（路由节点、网关节点、Wi-Fi MESH路由器）相应的布置方案如下：架设区域 网络设备 单位：台路由节点网关节点室内网关Wi-Fi MESH路由器总计2) 安装需求 路由节点、网关节点、室内网关采用壁挂式安装，安装高度2m2.5m，需提供2口220VAC电源接口。 WiFi MESH路由器采用屋顶倒挂式、或天花板内置安装，需提供2口220VAC电源接口，同时至少为1台设备提供有线网络接口。 整机与墙体以螺栓固定为主，具体可结合建筑整体设计方案及需求灵活调整。第四部分 终端设备本方案中终端设备为园区一卡通、电子管家、智能感应垫、随意贴按钮、门磁感应终端、智能药箱，针对每种设备，将重点从功能实现、性能参数及使用等三方面进行提供具体解决方案。4.1 园区一卡通4.1.1 功能介绍园区一卡通具有无线定位、主动报警、摔倒报警及电子围界等功能。园区一卡通处于由路由节点组成的无线网络覆盖中时，通过2.4GHz频率与路由节点交互相对位置信息，路由节点将自身与该园区一卡通的相对位置信息通过网关节点和Wi-Fi MESH路由器组成的数据骨干网络上传至服务器，服务器将该信息处理后获得该一卡通的准确定位信息。1) 无线定位无线定位功能可实现室内10米半径范围内的准确定位，并为主动报警，摔倒报警以及电子围界功能提供数据支持。2) 主动报警当佩戴人员感觉不适等紧急情况发生时，可自行按下园区一卡通正面红色按键，报警信息瞬时通过骨干网络上传至服务器，由服务器通知相关人员并在相应显示设备上显示报警信息。紧急情况经过处理后，管理人员通过长按按键至红灯熄灭取消该报警，否则该报警信息将以10秒一次的频率周期性发送（可根据用户需求定制）。3) 摔倒报警当佩戴人员发生意外摔倒并且15秒内未发生移动时（可根据用户需求定制），报警信息瞬时通过骨干网络上传至服务器，由服务器通知相关人员并在相应显示设备上显示报警信息。紧急情况经过处理后，管理人员通过长按按键至红灯熄灭取消该报警，否则该报警信息将以10秒一次的频率周期性发送（可根据用户需求定制）。4) 电子围界当佩戴人员处于电子围界范围之外时，越界报警信息瞬时通知相关人员并在相应显示设备上显示报警信息。4.1.2 性能参数参数名称参数指标实物图设备名称园区一卡通设备编号Mordo A20801供电方式锂电池400mAh待机功耗180uA工作频率2.4GHz无线协议SWDCP自主通信协议通信距离空旷环境50m传输速率250Kbps工作环境-1555；15%RH90%RH4.1.3 使用说明1) 园区一卡通为方便佩戴，标配有卡套及挂绳，佩戴人员的相关信息（基本信息、照片、病史等）也可一并添加。2) 当设备初次使用或者长期储存后使用时，请先对该设备补充电量，并需使用设备专用的充电器充电，请不要使用USB线连接电脑的充电方式。3) 佩戴该设备时，请使用挂绳悬挂在胸前，红色按键测向前，悬挂孔向上。（其它佩戴方式无法保证摔倒检测的准确性）4) 设备使用时，按下红色按键会触发主动报警，在不需主动报警情况下请勿误操作。4.2 电子管家4.2.1 功能介绍电子管家具有GPS定位、主动报警、摔倒报警、语音通话等功能。电子管家利用全球定位系统（GPS）实现精确定位功能，通过加速度传感器提供的参数，根据特定算法检测摔倒，利用GPRS网络实现报警和定位数据的传送，同时提供语音通话功能。1) GPS定位GPS定位功能可实现室外15米半径范围内的准确定位，并为主动报警，摔倒报警功能提供位置数据支持。2) 主动报警当佩戴人员感觉不适等紧急情况发生时，可自行按下电子管家正面红色按键，报警信息瞬时通过GPRS网络上传至服务器，由服务器通知相关人员并在相应显示设备上显示报警信息，同时拨通预设的SOS报警电话接收语音救助指导服务。紧急情况经过处理后，管理人员通过长按按键至红灯熄灭取消该报警，否则该报警信息将以10秒一次的频率周期性发送（可根据用户需求定制）。3) 摔倒报警当佩戴人员发生意外摔倒并且15秒内未发生移动时（可根据用户需求定制），报警信息瞬时通过GPRS网络上传至服务器，由服务器通知相关人员并在相应显示设备上显示报警信息。紧急情况经过处理后，管理人员通过长按按键至红灯熄灭取消该报警，否则该报警信息将以10秒一次的频率周期性发送（可根据用户需求定制）。4) 语音通话该设备提供最多3个预设亲情号码，佩戴人员可以通过一键拨号方式和预设号码之间进行通话，也可以接听预设号码呼入的电话。4.2.2 性能参数参数名称参数指标实物图设备名称电子管家设备编号Mordo A20901供电方式锂电池900mAh待机功耗1mA工作频率900MHz定位精度15m工作环境-1555；15%RH90%RH4.2.3 使用说明1) 电子管家为方便佩戴，标配有挂绳。2) 当设备初次使用或者长期储存后使用时，请先对该设备补充电量，并需使用设备专用的充电器充电，请不要使用USB线连接电脑的充电方式。3) 佩戴该设备时，请使用挂绳悬挂在胸前，红色按键测向前，悬挂孔向上。（其它佩戴方式无法保证摔倒检测的准确性）4) 设备使用时，按下红色按键会触发主动报警，在不需主动报警情况下请勿误操作。4.3 智能感应垫4.3.1 功能介绍智能感应垫具有离床感知和离床报警功能。智能感应垫实现人体离床感应，并及时向室内网关节点上报。室内网关根据预设离床判定条件鉴别离床事件，并及时向服务器上报。1) 离床感知智能感应垫利用压力感应结构检测是否有人压在上面，相应的分为“有人”和“无人”两种状态。状态发生变化时立刻向室内网关上传一次状态信息，状态不变时周期5min上传一次状态信息。2) 离床报警室内网关根据智能感应垫上报的状态信息，以及预设的离床判断条件来判断是否发生离床事件；并且根据预设的报警时间段来决定是否向服务器发送离床报警信息。离床报警信号立刻向服务器发送，其它情况周期5min上传一次智能感应垫状态信息。一个室内网关可以同时绑定几个智能感应垫，可以针对不同的智能感应垫单独设置离床判断条件和报警时间段。4.3.2 性能参数参数名称参数指标实物图设备名称智能感应垫设备编号MordoA21001供电方式纽扣电池1000mAh待机功耗5uA工作频率433MHz通信距离空旷150m传输速率12Kbps-150Kbps工作环境-1555；15%RH90%RH4.3.3 使用说明1) 智能感应垫平铺于床上，横置于人体臀部位置。4.3.4 布点方案4.4 随意贴按钮4.4.1 功能介绍随意贴按钮具有一键报警功能。随意贴按钮实现一键报警，并及时向室内网关上报。室内网关则将随意贴按钮的报警信息及时向服务器上报，非报警状态下定时向服务器上报随意贴按钮的状态。随意贴按钮根据一键报警按钮按下的情况，相应的分为“报警”和“正常”两种状态。状态发生变化时立刻向室内网关上传一次状态信息，状态不变时周期5min上传一次状态信息。室内网关根据随意贴按钮的状态信息，向服务器发送信息。一键报警信号立刻向服务器发送，其它情况周期5min上传一次随意贴按钮状态信息。一个室内网关可以同时绑定几个随意贴按钮。4.4.2 性能参数参数名称参数指标实物图设备名称随意贴按钮设备编号MordoA21301供电方式纽扣电池200mAh待机功耗5uA、峰值30mA工作频率433MHz通信距离空旷100m传输速率12Kbps-150Kbps工作环境-1555；15%RH90%RH4.4.3 使用说明1) 随意贴按钮可以根据需要放置于任何需要紧急报警的位置，安装高度在0.5m以上。2) 设备使用时，按下红色按键会触发一键报警，在不需报警情况下请勿误操作。4.5 门磁感应终端4.5.1 功能介绍门磁感应终端具有房门状态检测功能。门磁感应终端实现房门状态检测功能，并及时向室内网关上报。室内网关则将门磁感应终端的状态变化信息及时向服务器上报，非变化状态下定时向服务器上报的房门状态。门磁感应终端根据房门的状态，相应的分为“开启”和“关闭”两种状态。状态发生变化时立刻向室内网关上传一次状态信息，状态不变时周期5min上传一次状态信息。室内网关根据门磁感应终端的状态信息，向服务器发送信息。房门状态变化信号立刻向服务器发送，其它情况周期5min上传一次门磁感应终端状态信息。一个室内网关可以同时绑定几个门磁感应终端。4.5.2 性能参数参数名称参数指标实物图设备名称门磁感应终端设备编号MordoA21401供电方式纽扣电池500mAh待机功耗5uA、峰值30mA工作频率433MHz通信距离空旷150m传输速率12Kbps-150Kbps工作环境-1555；15%RH90%RH4.5.3 使用说明1) 门磁感应终端的两个部件分别放置于被监测房门缝处相对应的位置，保证房门关闭时两个部件紧邻相对，房门开启时两个部件分离，安装高度在0.5m以上。4.6 智能药箱4.6.1 功能介绍智能药箱意在帮助慢性病患者或者有记忆力障碍患者能够按时、准确、便捷、安全的服药。其主要包括如下特色功能：多样化的提醒方式；人性化的取药方式保证用户安全、准确、便捷的服药；通过云服务平台记录和展示用户的服药信息。1) 多样化的提醒方式当智能药箱开始工作运行，并且到用户的服药时间时，药箱会发出一段语音提示音，并配合相应的灯光闪烁效果以提醒用户服药，当用户较长一段时间仍未取药，会给用户或者其监护人发送短信，如果仍然用户较长时间未取药，药箱会通过云服务平台给用户或者其监护人拨打电话，以提醒用户服药。2) 人性化的取药方式保证用户安全，准确，便捷的服药用户需提前将自己未来一周要服食的药物以药杯的形式置入药箱中，当智能药箱开始工作运行，并且用户的服药时间到时，用户只需轻按药箱顶部的取药键，相应的药杯就会通过其内部的机械传动结构滑出药箱。而非用户的服药时刻，如果关闭药箱的提早服药功能，则不论用户按下取药键与否，药杯都不会从药箱中滑出，这样就可以防止用户滥药以及重复服药。药箱还具有提早服药的功能，如果打开此功能，则用户在预设服药时间的前一小时内仍然可以通过轻按取药键进行取药。3) 通过云服务平台记录和展示用户的服药信息当智能药箱开始工作运行，并且用户的服药时间到，用户按下取药键进行取药的同时，药箱会通过其内部的通信模块（WIFI或者GPRS）接入服务器的云服务平台，并将用户的服药信息（服药时间，服药与否等等）上传，用户或者其监护人可通过浏览器访问其云服务平台，查看服药历史。4.6.2 性能参数参数名称参数指标实物图设备名称智能药箱设备编号MordoA21101供电方式2节5号锂电池待机功耗250uA网络制式WIFI/GPRS/GSM体积200mm(直径) X 220mm(高度)工作环境-1555；15%RH90%RH4.6.3 使用说明1) 先将未来一周将要服食的药物置入药箱配备的不同药杯中。2)