養(yǎng)老院人員定位健康管理技術(shù)選型方案

廣州拙進(jìn)通信技術(shù)有限公司    高遠(yuǎn)

1.  應(yīng)用場(chǎng)景

     隨著中國(guó)社會(huì)老齡化的迅速發(fā)展，越來(lái)越多的老人住進(jìn)養(yǎng)老院。由于服務(wù)人員有限，無(wú)法及時(shí)顧及到的每個(gè)位置的老人，老人的安全問(wèn)題給管理者帶來(lái)了不少的難度。

2.  用戶體驗(yàn)

    a) 通過(guò)在樓梯通道部署RFID識(shí)別點(diǎn)，可以準(zhǔn)確區(qū)分人員所在樓層。

    b) 通過(guò)在一樓出入口部署RFID識(shí)別點(diǎn)設(shè)備，可以準(zhǔn)確記錄人員進(jìn)出方向。

    c) 通過(guò)在室外部署RFID閱讀器，可以知道人員大致位置。

    d) 通過(guò)在養(yǎng)老院大門部署RFID識(shí)別設(shè)備，可以準(zhǔn)確記錄人員進(jìn)出方向。

    e)  通過(guò)在房間部署RFID十八設(shè)備，可以知道人員在什么房間。

    f)  RFID人員管理標(biāo)簽形態(tài)多樣，豐儉由人：

           僅具備RFID識(shí)別功能的手環(huán)與卡片可以免充電，使用時(shí)間可以達(dá)到5年以上。

           具備計(jì)步、手表、RFID識(shí)別功能的手環(huán)功能更豐富，一次充電可以使用30天以上。

     當(dāng)采用RFID手環(huán)時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)位置與健康監(jiān)測(cè)，主要用戶體驗(yàn)如下：

          區(qū)域定位，實(shí)現(xiàn)進(jìn)出識(shí)別、樓層定位、房間定位、威脅區(qū)域告警

          夜間無(wú)感知自動(dòng)定時(shí)采集心率/血壓，異常預(yù)警

          自動(dòng)采集人員每日計(jì)步、睡眠數(shù)據(jù)。

3 養(yǎng)老院人員定位技術(shù)選型分析

     目前可以用的室內(nèi)定位技術(shù)如下：

     a)   UWB： 在空曠地，定位精度可以達(dá)到10cm。

     b)  雙頻RFID：定位精度可以達(dá)到1m。

     c)   單頻RFID：定位精度可以達(dá)到5m。

     d)   Zigbee：定位精度可以達(dá)到5m。

     e)   WIFI定位：利用室內(nèi)WIFI進(jìn)行定位，定位精度號(hào)稱3m左右。

各種定位技術(shù)基本原理與優(yōu)劣勢(shì)分析如下：

     A. UWB

     a)   原理：UWB技術(shù)通過(guò)對(duì)寬頻譜信號(hào)的相位差或者時(shí)間差進(jìn)行測(cè)量來(lái)進(jìn)行定位，其頻率范圍3-6Ghz。

     b)  優(yōu)勢(shì)：定位精度高。

     c)  劣勢(shì)：

         i. 設(shè)備成本高。每個(gè)房間均需部署設(shè)備，要實(shí)現(xiàn)精確定位，一個(gè)房間至少部署3個(gè)設(shè)備，成本很高，施工調(diào)試難度大。

         ii. 維護(hù)要求高，每次設(shè)備移動(dòng)位置 ，都需要重新調(diào)試，難度大。

         iii. 標(biāo)簽成本高。每個(gè)標(biāo)簽成本300-500元。

         iv.需要充電。 UWB標(biāo)簽采用充電電池，一次充電可以使用幾個(gè)月。需要頻繁充電，對(duì)維護(hù)管理的要求高。

B. Zigbee技術(shù)

      a)   技術(shù)原理：通過(guò)信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行定位。使用頻率為2.4GhzISM頻段

      b) 優(yōu)勢(shì)： Zigbee設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)自組網(wǎng)，設(shè)備之間可以通過(guò)無(wú)線進(jìn)行數(shù)據(jù)路由。

      c) 劣勢(shì)：

          i. 標(biāo)簽耗電

          ii. 由于定位是依靠多個(gè)設(shè)備來(lái)計(jì)算，組網(wǎng)要求與后臺(tái)運(yùn)算要求也高。  

    C. 多頻RFID技術(shù)

     a)  技術(shù)原理：

          采用125k信號(hào)進(jìn)行觸發(fā)，2.4G信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。通過(guò)125K信號(hào)的覆蓋來(lái)進(jìn)行區(qū)域位置識(shí)別。理論上125K信號(hào)的覆蓋半徑約0-6m，精度可以達(dá)到 30cm。實(shí)際在非金屬環(huán)境，可以達(dá)到這個(gè)指標(biāo)。

     b)  優(yōu)勢(shì)：

        i.設(shè)備成本低。

        ii.標(biāo)簽成本低，標(biāo)簽使用時(shí)間長(zhǎng)，可以達(dá)到5年以上。

        iii.定位精度高，可以達(dá)到1m以內(nèi)。

     c)  劣勢(shì)：

        i.設(shè)備要組網(wǎng)。

        ii.無(wú)法連續(xù)定位

 D. 單頻RFID技術(shù)可行性分析

      a)技術(shù)原理：采用2.4G單頻信號(hào)，通過(guò)控制2.4G信號(hào)的覆蓋范圍，實(shí)現(xiàn)人員區(qū)域識(shí)別。

      b) 優(yōu)勢(shì)：

        i.設(shè)備成本低

        ii.標(biāo)簽成本低

      c) 劣勢(shì)：

        i.定位精度低

        ii.信號(hào)易漂移

                                                i.                

4. 養(yǎng)老院人員位置管理核心用戶體驗(yàn)要點(diǎn)

       養(yǎng)老院人員位置管理核心用戶體驗(yàn)點(diǎn)如下：

     a)定位精度。定位精度越高越好

     b)維護(hù)性。諸如充電、設(shè)備維護(hù)等工作越少越好。

     c) 成本。包括系統(tǒng)建設(shè)成本與為維護(hù)成本。

       實(shí)際應(yīng)用中對(duì)技術(shù)選型是在成本、用戶體驗(yàn)之間取折衷。 從用戶核心體驗(yàn)出發(fā)，養(yǎng)老院最好的定位技術(shù)是UWB，但UWB技術(shù)成本過(guò)高，在養(yǎng)老院人員管理中是否必要，值得商榷（土豪隨意）。

       基于成本與用戶體驗(yàn)之間折衷，我司推薦采用多頻RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)養(yǎng)老院人員定位與基礎(chǔ)健康監(jiān)測(cè)。

       多頻RFID技術(shù)在養(yǎng)老院人員管控中可以達(dá)到的用戶體驗(yàn)如下：

     a) 通過(guò)在樓梯通道部署RFID識(shí)別點(diǎn)，可以準(zhǔn)確區(qū)分人員所在樓層。

     b) 通過(guò)在一樓出入口部署RFID識(shí)別點(diǎn)設(shè)備，可以準(zhǔn)確記錄人員進(jìn)出方向。

     c) 通過(guò)在室外部署RFID閱讀器，可以知道人員大致位置。

     d) 通過(guò)在養(yǎng)老院大門部署RFID識(shí)別設(shè)備，可以準(zhǔn)確記錄人員進(jìn)出方向。

     e) 通過(guò)在房間部署RFID十八設(shè)備，可以知道人員在什么房間。

     f)  RFID人員管理標(biāo)簽形態(tài)多樣，豐儉由人：

         僅具備RFID識(shí)別功能的手環(huán)與卡片可以免充電，使用時(shí)間可以達(dá)到5年以上。

         具備計(jì)步、手表、RFID識(shí)別功能的手環(huán)功能更豐富，一次充電可以使用30天以上。

         當(dāng)采用RFID手環(huán)時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)位置與健康監(jiān)測(cè)，主要用戶體驗(yàn)如下：

         i. 區(qū)域定位，實(shí)現(xiàn)進(jìn)出識(shí)別、樓層定位、房間定位、威脅區(qū)域告警

         ii. 夜間無(wú)感知自動(dòng)定時(shí)采集心率/血壓，異常預(yù)警

         iii. 自動(dòng)采集人員每日計(jì)步、睡眠數(shù)據(jù)。

5. 應(yīng)用方案

5.1.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

5.2.系統(tǒng)功能

    a)   系統(tǒng)管理：實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)配置管理，包括權(quán)限管理、角色管理、用戶管理等。

    b)   設(shè)備管理：實(shí)現(xiàn)對(duì)所有設(shè)備的配置管理與實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控

    c)   區(qū)域管理：實(shí)現(xiàn)區(qū)域數(shù)據(jù)、樓宇數(shù)據(jù)配置以及區(qū)域權(quán)限管理，可實(shí)現(xiàn)分級(jí)分 權(quán)限管理。

    d)   人員管理：實(shí)現(xiàn)人員信息同步以及人員信息管理

    e)   標(biāo)簽管理：實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽入庫(kù)管理、標(biāo)簽與人員綁定、標(biāo)簽掛失、補(bǔ)卡注銷管理等。

    f)    進(jìn)出管理：實(shí)時(shí)監(jiān)控各出入點(diǎn)實(shí)時(shí)進(jìn)出人員數(shù)據(jù)、人員進(jìn)出統(tǒng)計(jì)記錄，人員在一段時(shí)間內(nèi)的活動(dòng)軌跡。

    g)   敏感區(qū)域管理：設(shè)定敏感區(qū)域可以進(jìn)出人員名單，顯示敏感區(qū)域人員進(jìn)出信息、顯示非授權(quán)進(jìn)出告警信息

    h)  健康管理：健康數(shù)據(jù)采集統(tǒng)計(jì)與呈現(xiàn)

 主要系統(tǒng)界面截圖如下：

   人員軌跡

實(shí)時(shí)監(jiān)控