1. 系統(tǒng)意義
1.1 對老人院人員實時監(jiān)督管理(信息中心可實時查看老人位置信息、老人數(shù)量、任何房間老人信息、老人院人員動態(tài)變化、老人遇突發(fā)事情求助、進入危險區(qū)域告警信息等)。
1.2 主動預警，解決事故發(fā)生滯后性問題，將事故發(fā)生隱患提前暴露，避免事故發(fā)生
1.3 突然場景再現(xiàn)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與現(xiàn)有視頻聯(lián)動可實時查看現(xiàn)場情況，為調(diào)配相關(guān)人員及時解決突發(fā)情況提供依據(jù)
1.4 減輕老人院工作人員管理的工作量，減少人力成本投入，提高工作效率
1.5 提高老人院管理工作的信息化水平，推動老人院對老人的管理工作向制度化、規(guī)范化、實時化、發(fā)展，確保老人安全穩(wěn)定，為逐步實現(xiàn)老人院“智能化全方位監(jiān)管”奠定堅實基礎(chǔ)。
2. 系統(tǒng)架構(gòu)與方案闡述
養(yǎng)老院人員定位系統(tǒng)有三部分組成：遠距離門禁進出管理系統(tǒng)、APP定位查詢系統(tǒng)、室外區(qū)域定位管理系統(tǒng)、室內(nèi)定位系統(tǒng)。是利用現(xiàn)代化的技術(shù)手段結(jié)合現(xiàn)有養(yǎng)老院人員管理的實際情況，建立一套具有人員區(qū)域?qū)崟r定位、人員查找、越界(危險區(qū)域)報警、視頻聯(lián)動、遠距離考勤、 軌跡回放、人員按鍵求助等功能系統(tǒng)。人員定位與遠距離門禁進出管理系統(tǒng)前端信息采集后傳輸?shù)胶笈_管理系統(tǒng)，后臺管理系統(tǒng)根據(jù)標簽進出門禁進出先后順序及讀寫器接收到的RSSI場強值計算出人員進出門禁的先后順序及人員所在位置;在具備WIFI覆蓋的地方，移動終端APP通過WIFI與后臺服務器交互獲取某人的實時位置信息，從而實現(xiàn)位置實時跟蹤;
2.1 遠距離門禁進出管理系統(tǒng)
吸頂式定位基站安裝在養(yǎng)老院大樓門口，引出兩組125K線圈，分別是激活線圈A1和激活線圈A2，當帶有雙頻電子腕帶標簽的老人或者訪客進入大樓大門時，距離激活線圈A1 1~3.5米的范圍時，低頻激活器發(fā)出電磁波信號激活雙頻電子標簽，標簽被喚醒后，將標簽本身的ID信息及激活線圈A1以一定速率發(fā)送給吸頂式定位基站，讀寫器收到雙頻電子標簽發(fā)出的射頻信號及激活線圈ID并通過TCP/IP接口傳遞給后臺;當佩戴雙頻電子標簽的人員進入到大門內(nèi)側(cè)時，激活器攜帶的電磁波能量逐漸減弱直至不能再激活雙頻電子標簽，而激活線圈A2激活雙頻電子標簽，同樣雙頻電子標簽將本身的ID信息及激活線圈A2以一定速率發(fā)送給吸頂式定位基站，讀寫器收到雙頻電子標簽發(fā)出的射頻信號及激活線圈ID并通過TCP/IP接口傳遞給后臺，后臺根據(jù)低頻激活器喚醒標簽、吸頂式定位基站根據(jù)讀取數(shù)據(jù)的先后順序及不同的激活器天線的ID編號做出判斷;
2.1.1 遠距離門禁進出管理系統(tǒng)功能
1) 權(quán)限設置：老人門禁進出權(quán)限設置，未經(jīng)授權(quán)的老人進出門禁，后臺自動記錄進出時間并可通過短信提醒相關(guān)人員注意或者進行報警，以確保安全;
2) 位置跟蹤：實時定位人員進出那棟樓，準確獲知人員進出時間記錄;
3) 安全防范外來人員：訪客人員，臨時授權(quán)，規(guī)劃指定到達社區(qū)樓，非法進入其他樓棟，后臺及時報警;
2.1.2 硬件組成部分
1) 吸頂式定位基站。安裝固定在大樓的大門口，引出兩路低頻天線，用于激活喚醒雙頻電子表情，同時一體化讀寫器進行腕帶標簽數(shù)據(jù)的接收傳輸 ;
2) 低頻棒狀天線或者低頻纜式線圈天線。低頻天線接在吸頂式定位基站上，用于激活雙頻電子標簽，實現(xiàn)人員進出判斷;
3) 光纖通訊系統(tǒng)，光發(fā)信機、光收信機、光纖、中繼器、光纖連接器、耦合器等共同組成了光纖通信系統(tǒng)，用于將讀寫器收到的射頻信號傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。
2.1.3 硬件安裝注意事項
1) 吸頂式讀寫器安裝時需注意安裝高度(一般在3-4米)、接頭防水(電源接頭、網(wǎng)絡接頭、125K低頻延長線饋線接頭);
2) 低頻棒狀天線或者低頻線圈天線通過延長線接在吸頂式定位基站，如果大樓寬度小于5M，采用棒狀天線進行安裝，在大門的外側(cè)內(nèi)側(cè)安裝激活天線，安裝位置離地面約1.5米高的位置。如果大樓的寬度大于5M，為了保證激活的穩(wěn)定性，采用地埋低頻纜式天線的安裝方式，切割地面埋設低頻線圈。門口里側(cè)外側(cè)各部署低頻線圈，兩組線圈的間隔不小于1.5M;
3) 光纖通信系統(tǒng)安裝主要注意接頭防水;
1.2 養(yǎng)老院室外人員區(qū)域定位系統(tǒng) 室外區(qū)域定位采用測算節(jié)點之間連接信號強度(RSSI)的方法，利用無線信號的空間傳輸衰減模型估算出節(jié)點間傳輸距離。
信號傳輸衰減模型的測量原理
室外人員區(qū)域定位系統(tǒng)架構(gòu)圖
在室外區(qū)域，比如主干道、室外空曠區(qū)域等，安裝2.4G有源全向定位基站，定位基站的覆蓋區(qū)域為100m,人員佩戴雙頻電子標簽，人員進入2.4G讀寫器識別區(qū)域，標簽主動發(fā)送的數(shù)據(jù)被讀寫器接收到傳輸?shù)胶笈_進行處理，通過測算節(jié)點(讀寫器或者AP、電子標簽)之間鏈接信號強度(RSSI)的方法，利用無線信號空間傳輸衰減模型估算出節(jié)點間傳輸?shù)木嚯x，邏輯算法進行處理，最終算出定位點數(shù)據(jù)，定位區(qū)域最小在6到8M區(qū)域。
2.2.1 養(yǎng)老院室外人員定位效果圖
在養(yǎng)老院室外，需要進行定位追蹤的人員，佩戴專用的卡片電子標簽或腕帶式電子標簽，經(jīng)過養(yǎng)老院室外的一定區(qū)域時，部署在養(yǎng)老院室外的定位基站設備實時讀取標簽數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶笈_進行處理，告知人員當前的位置信息，該被定位人員的親屬可以在室內(nèi)中控主機上或者查詢機或者手機APP上實時查詢當前人員的位置。
2.2.2 室外定位系統(tǒng)功能
1) 智慧物業(yè)管理
l 訪客管理：可通過對訪客進行定位、活動軌跡跟蹤查看，以實現(xiàn)安保人員為訪客提供及時服務，同時還可提升小區(qū)安防級別;
l 保安、保潔人員管理：通過RFID無線定位技術(shù)可看到保安是否按照規(guī)定線路巡邏，可即時通知保安及時方便的為老人提供服務;可實時查看保潔員位置，可精確到樓
l 車輛管理：可通過對地面車輛的定位，讓養(yǎng)老院人員了解到小區(qū)地面不同停車區(qū)域范圍內(nèi)空余車位的數(shù)量，以便讓安保人員對進出小區(qū)的臨時車輛進行及時的疏導;
l 視頻聯(lián)動：定位系統(tǒng)和社區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動，當有報警事件發(fā)生時，系統(tǒng)自動彈出報警點附近的視頻，讓養(yǎng)老院相關(guān)人員及時實時看到現(xiàn)場情況。
2) 智慧家居
l 適用于養(yǎng)老院的管理功能：監(jiān)控與養(yǎng)老院孤寡老人關(guān)聯(lián)的家人的活動軌跡功能
l 給老人佩戴定位標簽后，如果老人擅自跑出養(yǎng)老院大門，系統(tǒng)自動發(fā)出報警，減少老人丟失案件的發(fā)生;
l 養(yǎng)老院相關(guān)人員通過手機APP或者Web看實時查看家人位置，接受老人發(fā)出的主動求助信息，快速響應。
3) 智慧養(yǎng)老
l 雙頻電子標簽卡有警情按鈕，老人摔倒或發(fā)生其他危險狀況，可隨時觸動按鈕報警，養(yǎng)老院相關(guān)人員接受報警信息，避免險情惡化。
l 短信提醒：若一旦發(fā)生目標離開重點區(qū)域或者出口，或進入危險區(qū)域，發(fā)送短信給相關(guān)工作人員進行及時處理。我們的系統(tǒng)通過API將實時報警信息上報給短信推送平臺，提供觸發(fā)條件，最終由短信系統(tǒng)完成短信的發(fā)送。
2.2.3 硬件組成
1) 一體化讀寫器也叫定位AP，安裝部署在每個視頻監(jiān)控攝像頭位置點上和攝像頭進行綁定，實時接收雙頻電子標簽發(fā)送的數(shù)據(jù)信息并實現(xiàn)視頻聯(lián)動。
2) 光纖通訊系統(tǒng)，光發(fā)信機、光收信機、光纖、中繼器、光纖連接器、耦合器等共同組成了光纖通信系統(tǒng)，用于將讀寫器收到的射頻信號傳輸?shù)奖O(jiān)控中心;
3) 工業(yè)級交換機。將多路一體化讀寫器(定位AP)的UDP網(wǎng)絡轉(zhuǎn)換成單位內(nèi)部局域網(wǎng)，將信息匯聚到服務器中運算。
2.3 APP查詢定位系統(tǒng)
人員位置、軌跡定位查詢展示
定位引擎同時支持AP主動掃描模式和終端掃描模式，利用社區(qū)現(xiàn)有的Wi-Fi信號覆蓋，移動終端進行信號接入，擴展支持對其他Wi-Fi設備(如筆記本電腦、PDA、Wi-Fi手機等)的定位。
2.3.1 APP定位查詢系統(tǒng)功能
1) 人員定位查詢追蹤
通過佩戴人員的卡式電子標簽或者電子腕帶，在移動終端(手機、PDA等)輸入被定位人員的標簽ID號，實時顯示人員位置信息。
2) 人員軌跡查詢
在移動設備終端輸入人名或者標簽ID號查找指定人員在一段時間的運動軌跡。
3) 養(yǎng)老院內(nèi)人員位置導航
通過輸入起點和終點，可以規(guī)劃一條路徑，進行人員位置導航
4) 加強服務管理
通過APP移動終端，可以快速與養(yǎng)老院內(nèi)管理人員、保安、保潔、物業(yè)取的聯(lián)系，以獲得高效服務
5) 確保老人的安全管理
老人佩戴定位標簽，如果老人未經(jīng)過授權(quán)出大門，系統(tǒng)自動發(fā)出報警，減少老人走失案件的發(fā)生，養(yǎng)老院管理人員也可以通過手機APP或者WEP實時查看老人的位置，接受老人發(fā)出的主動求助信息，快速響應。
6) 越界報警、
某些區(qū)域?qū)儆谖ｋU區(qū)例如，游泳池、機房等，未經(jīng)允許的人員進入將發(fā)出報警信息;也可以在某些區(qū)域可以設定某些人員在設定的時間內(nèi)不準離開，如果離開或消失系統(tǒng)告警，例如規(guī)定時間不能離開養(yǎng)老院。
7) 視頻聯(lián)動
可以給每個定位設備綁定一個攝像頭，通過在監(jiān)控端的地圖上，點擊定位設備圖調(diào)用定位設備所在區(qū)域的視頻。當有特定的告警時，系統(tǒng)會自動調(diào)出發(fā)生告警的區(qū)域的視頻。
2.4 養(yǎng)老院室內(nèi)定位系統(tǒng)
實現(xiàn)室內(nèi)人員區(qū)域定位，可以實現(xiàn)樓層定位與更精確房間定位
定位到樓層
在養(yǎng)老院大樓內(nèi)，以樓層為定位單元，也就是只需要知道老人在哪個樓層就可以了，需要在樓梯出口區(qū)域安裝一臺雙頻吸頂式定位基站，為保證老人出了樓梯，無論從哪個方向行走都能被其一個激活天線激活到，因此要在樓梯口的走廊左右兩側(cè)的和對面墻安裝激活天線，激活天線采用棒狀天線，安裝位置離在本層樓地面約1.5米高的位置，，當樓層里有重點區(qū)域時，可在當前樓層把重點區(qū)域從樓層單元里分出來 作為另外一個定位單元，該定位單元也需要添加雙頻定位基站。
上圖把老人定位到樓層的設備安裝方式
定位到房間
需要更精確定位，也就需要知道老人在哪一層的哪一個房間里，則除需要在樓梯出入口處安裝設備外，還需要在每個房間門口1.5高位置安裝一個125K棒狀激活天線，房內(nèi)安裝一個單頻定位基站，在走廊區(qū)域安裝雙頻定位基站，擴展4路125K低頻天線到房間門口，上圖為把老人定位到房間的設備安裝方式。
高精度定位
需要實時知道老人在哪一層，哪一個房間的具體那個位置，則要在每個需要的空間里安裝高精度基站。
2.4.1 養(yǎng)老院室內(nèi)定位硬件組成
1) 吸頂式讀寫器(2.4G單頻定位基站)安裝在每個房間里面，實時接收進入房間內(nèi)的標簽信息，基于信號強度(RSSI)的方式，定位人員在房間內(nèi)
2) 吸頂式定位基站(125K與2.4G雙頻一體機)安裝在走廊過道上，擴展4路低頻激活線圈，每個房間門口離地1.5米進行安裝，安裝在門口的邊門上，用于判斷人員進出房間
3) 高精度定位基站(2.4G單頻高精度定位基站)安裝在每個需要定位的空間。
4) 卡式電子標簽或者腕帶式標簽，老人進行佩戴，進行人員定位，緊急情況進行按鈕求助報警
5) 光纖通訊系統(tǒng)，光發(fā)信機、光收信機、光纖、中繼器、光纖連接器、耦合器等共同組成了光纖通信系統(tǒng)，用于將讀寫器收到的射頻信號傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。
2.4.2 硬件安裝注意事項
1) 吸頂式讀寫器(2.4G單頻定位基站)安裝在房間正中央，采用吸頂式安裝方式，注意讀寫器安裝高度(一般在3-4米)、接頭(電源頭，網(wǎng)絡接頭)采用15V電源適配器供電傳輸。
2) 吸頂式定位基站(125K與2.4G雙頻一體機)安裝在走廊過道上，四個房間共用一臺設備，每個房間門口安裝一支125K低頻天線，注意吸頂式定位基站設備的安裝位置與高度，每個房間門口離地1.5米安裝天線
3) 高精度定位基站(2.4G單頻高精度定位基站)直接安裝在需要定位的空間頂部，POE供電。
4) 光纖通信系統(tǒng)安裝主要注意接頭防水。
