基于RFID技術(shù)的老年公寓定位識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　1.方案背景

　　隨著人口老齡化的趨勢(shì)日益加快，老年人口越來越多，面臨著很多老年人安全管理的事宜。而養(yǎng)老院是老年人活動(dòng)、生活的一個(gè)很重要的場地，于是，對(duì)養(yǎng)老院老年人的安全管理問題，成為社會(huì)越來越關(guān)注的問題。針對(duì)目前敬老院等大型公共場所等對(duì)于人員的進(jìn)出管理和智能化區(qū)域、定位精確定位、求助報(bào)警的需求，目前，市場上有各種不同類別的解決方案，從最初的GPS定位管理，手機(jī)定位管理，到后來的無源RFID,都不同程度的對(duì)養(yǎng)老院老年人的管理水平有所提高，對(duì)老年人的安全問題得到一些有效的解決，但依然的，還是存在一些問題。比如，信號(hào)的覆蓋范圍，老人的精確定位問題，需要定位到每個(gè)區(qū)域，以方便保安巡視人員在接到報(bào)警第一時(shí)間去處理，老年人無意識(shí)的跌倒求助報(bào)警問題等，以上的系統(tǒng)都沒法解決。

　　鑒于這些問題的存在，結(jié)合蘇州新導(dǎo)智能科技有限公司在有源RFID技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，我公司特意開發(fā)了本套系統(tǒng)“養(yǎng)老院人員區(qū)域定位管理系統(tǒng)”.該方案通過為每個(gè)老年人佩戴有源電子腕帶標(biāo)簽，讓管理員不用時(shí)刻跟蹤就能實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的知道老人的活動(dòng)軌跡。每個(gè)標(biāo)簽都在管理系統(tǒng)中記錄了老人的基本信息，健康狀況，病史及家屬聯(lián)系方式等信息，通過視覺化的軟件系統(tǒng)，便于隨時(shí)定位查看，方便對(duì)老年公寓的智能化管理。同時(shí)，能夠很好的解決了自動(dòng)化識(shí)別人員的進(jìn)出，小區(qū)安保人員與被監(jiān)護(hù)的老年人所處位置的區(qū)域性定位管理，跌倒/緊急醫(yī)療求助報(bào)警等功能需求。該系統(tǒng)還可以實(shí)現(xiàn)智能監(jiān)控管理，人員信息資料管理、越界報(bào)警、按鈕求助報(bào)警、歷史行走軌跡追蹤等功能。大幅度的提升了對(duì)于老年人安全管理水平，實(shí)現(xiàn)了對(duì)老年公寓的智能化管理。

　　2.系統(tǒng)介紹

　　針對(duì)老年公寓的需求，我們?cè)O(shè)計(jì)了以下系統(tǒng)：

　　每個(gè)房間門口和每個(gè)樓層的出口、每棟樓門口以及公寓門口都安放固定閱讀器，用來識(shí)別每位老人所佩戴的由所屬樓層監(jiān)控的腕帶標(biāo)簽，使得通過樓層的監(jiān)控電腦（在監(jiān)控室）或管理員的隨身PDA,即可掌握老人的物理位置及其他信息。從而實(shí)現(xiàn)了老人和管理員等的24小時(shí)即時(shí)狀態(tài)監(jiān)護(hù)，保障老人安全。我們的目的是通過改善對(duì)老人的看護(hù)，以降低意外事故的發(fā)生頻率，提高公寓的管理水平。

　　通過由電池供電的RFID腕帶標(biāo)簽帶在老人身上，并且分別于每個(gè)房間門口和每個(gè)樓層的出口以及每棟樓門口和公寓門口放置識(shí)別標(biāo)簽的設(shè)備，并向位置軟體傳遞定位資料，人員的物理位置即可以圖形方式顯示于控制軟體的介面中。

　　該RFID老人定位系統(tǒng)采用RFID有源智慧電子標(biāo)簽，工作頻率在2.4GHz,不會(huì)對(duì)醫(yī)療等其他設(shè)備造成干擾。其大小約4*7cm,厚度小於 2mm,可以制成腕帶、胸卡等形式。給需要追蹤監(jiān)護(hù)的老人佩戴上電子標(biāo)簽，就可以將他們的即時(shí)資訊一手掌握。通過區(qū)域網(wǎng)路可以監(jiān)控老人的即時(shí)位置、狀態(tài)等資訊，然后在控制軟體中讀取出來。公寓管理人員只需通過滑鼠簡單操作便可獲知老人的即時(shí)位置以及狀態(tài)資訊，從而迅速找到他們并對(duì)其實(shí)施相應(yīng)的醫(yī)療程式。

3.系統(tǒng)原理

　　首先在樓的每個(gè)房間門口和每個(gè)樓層的出口以及樓門口安放若干個(gè)讀卡器，并且將它們通過網(wǎng)絡(luò)布線和每層監(jiān)護(hù)室的計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)。

　　系統(tǒng)原理

　　同時(shí)給每個(gè)老人佩帶一個(gè)腕帶標(biāo)簽（電子標(biāo)簽），每個(gè)老人的腕帶標(biāo)簽和他所在房間的讀卡器是配套的。當(dāng)佩戴電子腕帶的老人進(jìn)入樓以后，只要通過或接近安置在院內(nèi)的任何一個(gè)讀卡器，讀卡器即會(huì)馬上感應(yīng)到信號(hào)同時(shí)立即上傳到對(duì)應(yīng)監(jiān)護(hù)室的計(jì)算機(jī)上，計(jì)算機(jī)馬上就可判斷出具體信息（如：是誰，在哪個(gè)位置，具體時(shí)間，身體狀況等），并且判斷老人是否走錯(cuò)房間，同時(shí)把它顯示在監(jiān)護(hù)室的電腦顯示屏上并做好備份。管理者也可以根據(jù)大屏幕上或電腦上的分布示意圖點(diǎn)擊院內(nèi)某一位置，計(jì)算機(jī)即會(huì)把這一區(qū)域人員情況統(tǒng)計(jì)并顯示出來。如果老人在規(guī)定時(shí)間內(nèi)離開所在房間，監(jiān)護(hù)室發(fā)出信號(hào)，并顯示人員的具體情況，去向以及預(yù)計(jì)返回時(shí)間。

　　同樣，老人如果在規(guī)定時(shí)間內(nèi)不在房間或走錯(cuò)房間的，監(jiān)護(hù)室發(fā)出警報(bào)，提示管理員進(jìn)行相應(yīng)的管理操作。

　　腕帶上有個(gè)小按鈕，老人如果在緊急狀況下可以按按鈕，通知管理人員自己發(fā)生了緊急狀況，需要幫助。當(dāng)有老人按按鈕，附近的讀卡器就能識(shí)別到，并且發(fā)信號(hào)給控制中心，通知控制中心老人的具體位置。

　　監(jiān)控室的計(jì)算機(jī)會(huì)根據(jù)一段時(shí)間的老人移動(dòng)信息整理出這一時(shí)期的每個(gè)老人的各種活動(dòng)表。另外一旦公寓內(nèi)發(fā)生事故，可根據(jù)電腦中的人員分布信息馬上查出事故地點(diǎn)的人員情況，然后可再用特殊的探測器在事故處進(jìn)一步確定人員位置，以便幫助管理人員以準(zhǔn)確快速的方式解決事故。

　　如果發(fā)生的事故監(jiān)護(hù)室解決不了，監(jiān)護(hù)室管理人員可以直接通知總監(jiān)控中心的人員，請(qǐng)求支援。根據(jù)腕帶的信息，定位具體的地理位置，總監(jiān)控中心的大屏幕上就能和視頻監(jiān)控相連，定位到具體的某一個(gè)監(jiān)控畫面，監(jiān)控發(fā)生的狀況，及時(shí)根據(jù)狀況采取相應(yīng)的下一步措施。

　　一樓總監(jiān)控室的監(jiān)控界面：

　　通過電腦和軟件系統(tǒng)組成。從而實(shí)現(xiàn)對(duì)老人的監(jiān)管，再配合相關(guān)的前端信息提取設(shè)備以及報(bào)警器實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能。

4.系統(tǒng)功能

　　1）實(shí)時(shí)定位

　　根據(jù)老人佩戴的RFID終端設(shè)備，只要在小區(qū)內(nèi)都可以定位，并在電子地圖上顯示。在尋找某個(gè)人員的位置時(shí)，輸入人員姓名或編號(hào)便可快速定位要查找的人和工作人員的的所在地點(diǎn)。Anywhere（任何地點(diǎn)），Anytime（任何時(shí)間），Anything（任何事情），保證實(shí)時(shí)移動(dòng)準(zhǔn)確可靠，為老人的安全提供保障，為工作人員的管理提供強(qiáng)有力的支撐。

　　2）歷史追蹤

　　可在電子地圖上實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示人員的位置，管理人員可動(dòng)態(tài)掌握人員的數(shù)量和分布情況，鼠標(biāo)移至人員的圖標(biāo)上，便可查看人員詳細(xì)信息。系統(tǒng)可以全天候的記錄所有人員經(jīng)過的時(shí)間和地點(diǎn)，可對(duì)人員的運(yùn)動(dòng)路線進(jìn)行跟蹤和回放，掌握其詳細(xì)活動(dòng)的路線和時(shí)間。

　　3）門禁集成

　　在通過一些重要的出入口的時(shí)候，人員的終端都會(huì)與RFID讀寫器進(jìn)行通信，很好的利用RFID遠(yuǎn)距離識(shí)別的特點(diǎn)，大批量讀取，老人不用刷卡，一切全自動(dòng)的進(jìn)行，每一次讀取的信息都會(huì)傳到后臺(tái)管理系統(tǒng)，并在數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行記錄。支持高速度移動(dòng)物體或人員數(shù)據(jù)的讀取。

　　4）檔案管理

　　從老人入住的第一天，老人的信息可以錄入系統(tǒng)，包括基本信息，健康信息，注意事項(xiàng)等。分配老人的終端有RFID電子標(biāo)簽，標(biāo)簽可以存儲(chǔ)一些信息，擁有唯一的ID號(hào)，可以根據(jù)數(shù)據(jù)庫的信息進(jìn)行綁定。管理人員可以分配給工作人員不同的權(quán)限，可對(duì)老人信息增刪改查，隨時(shí)的對(duì)老人的檔案信息進(jìn)行編輯處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)老人的全過程管理。最大的特點(diǎn)就是可以以人員為節(jié)點(diǎn)，可以進(jìn)行追蹤，尋址。這也是物聯(lián)網(wǎng)的核心精髓所在。

　　5）SOS報(bào)警

　　老人/安保等相關(guān)人員佩戴的終端上具有SOS報(bào)警功能按鈕，一旦發(fā)生緊急狀況，可以按下報(bào)警按鈕（為了避免可能碰到按鈕而誤操作，設(shè)置為長按3秒），然后平臺(tái)上會(huì)收到報(bào)警信息，及時(shí)顯示人員所在的位置，可以隨時(shí)調(diào)出人員的信息，以及老人個(gè)人的健康狀況、曾患過的疾病等相關(guān)信息，為醫(yī)護(hù)人員的快速響應(yīng)、緊急求助提供指引，工作人員可迅速進(jìn)行支援。

　　6）短信提醒

　　在老人的檔案管理中，在數(shù)據(jù)庫建立老人聯(lián)系人的表單視圖，系統(tǒng)根據(jù)信息的收集和處理，設(shè)置短信提醒功能，可以對(duì)老人子女、親屬定期發(fā)送短信，老人家人能夠了解老人的各種生活情況。體現(xiàn)養(yǎng)老院機(jī)構(gòu)的主動(dòng)人文關(guān)懷，讓老人家人能夠?qū)︷B(yǎng)老院和老人有更多的了解，使得家人更加的放心。能夠讓人們了解遠(yuǎn)方的父母，了解他們的日常生活情況才是實(shí)實(shí)在在的。

　　7）移動(dòng)考勤

　　在小區(qū)內(nèi)部需要執(zhí)勤的特定區(qū)域，或規(guī)定在某個(gè)時(shí)間段需要進(jìn)行巡邏的例行巡查路線，通過部署一定的讀寫器設(shè)備進(jìn)行區(qū)域覆蓋，一旦攜帶有RFID手腕或設(shè)備卡的安保人員進(jìn)入該區(qū)域，系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別并實(shí)時(shí)顯示在后臺(tái)的電子地圖中。同時(shí)，也可以對(duì)任意時(shí)間段內(nèi)，某人的行走軌跡進(jìn)行查詢并回放。同時(shí)，通過后臺(tái)的配置與設(shè)定，可以根據(jù)企業(yè)內(nèi)部安保管理的需要，輸出相應(yīng)的考勤報(bào)表。

　　8）報(bào)表統(tǒng)計(jì)

　　老人的信息收集和處理后，按照不同的因素可產(chǎn)生不同的報(bào)表，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。比如可以針對(duì)老人的日?；顒?dòng)情況，進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘分析，可以更合適的安排老人的活動(dòng)，以及作息時(shí)間的調(diào)整。用更科學(xué)、更明顯的方式來管理和安排，工作人員能夠更加的便利順暢，為老人提供更好的更主動(dòng)的服務(wù)。

　　9）后臺(tái)管理

　　除了以上具備的系統(tǒng)功能以外，系統(tǒng)還可以實(shí)時(shí)布控區(qū)域目標(biāo)動(dòng)態(tài)顯示功能：

　　1）任一時(shí)間查詢并顯示受控區(qū)域目標(biāo)的數(shù)量、分布情況及身份；

　　2）查詢一個(gè)或多個(gè)受控目標(biāo)現(xiàn)在的實(shí)際位置；

　　3）可實(shí)現(xiàn)信息多點(diǎn)共享，供多個(gè)部門及領(lǐng)導(dǎo)同時(shí)在不同地點(diǎn)查看；

　　豐富的地圖功能：

　　具有放大、縮小、移動(dòng)、標(biāo)尺測距、視野控制、中心移動(dòng)、土層控制、地圖打印等功能。

　　禁區(qū)報(bào)警功能：

　　對(duì)于指定的禁區(qū)，如果有非授權(quán)進(jìn)入，實(shí)時(shí)報(bào)警，并顯示進(jìn)入禁區(qū)的目標(biāo)及身份。

　　目標(biāo)軌跡查詢：

　　可查找某目標(biāo)在某個(gè)時(shí)間段內(nèi)所經(jīng)歷的路徑，并在圖中畫出線路軌跡。

　　豐富的受控目標(biāo)考勤能力：

　　可對(duì)出入布控區(qū)域的目標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的考勤記錄，建立目標(biāo)的各種信息報(bào)表（如：時(shí)間報(bào)表、出勤月報(bào)表、加班報(bào)表、缺勤報(bào)表等等）。

　　突發(fā)事件控制：

　　一旦有突發(fā)事件，上位機(jī)上立即能顯示出該現(xiàn)場的目標(biāo)數(shù)量、信息，位置和歷史情況等信息，大大提高安全管理工作的效率和效果。

5.系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

　　強(qiáng)大的系統(tǒng)處理能力：

　　1）高度自動(dòng)化；

　　2）基于GIS 技術(shù)的地理信息顯示、查詢系統(tǒng)；

　　3）完善的數(shù)據(jù)分析能力；

　　卓越的識(shí)別性能：

　　1）高度的識(shí)別可靠性，100%的前端識(shí)別率；

　　2）識(shí)別距離遠(yuǎn)（識(shí)別距離可達(dá)2-100米可調(diào)）；

　　3）極高的防沖突性（每個(gè)識(shí)別基站可最多同時(shí)識(shí)別數(shù)以百計(jì)的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)）；

　　4）高度的識(shí)別穩(wěn)定性（誤碼率小于10萬分之1）；

　　5）快速的識(shí)別速度（最快可達(dá)到200公里/小時(shí)的識(shí)別速度）。

　　現(xiàn)場優(yōu)勢(shì)：

　　1）環(huán)境適應(yīng)性：高抗干擾性，對(duì)干擾源、周界環(huán)境無特殊要求；

　　2）安裝方便性：一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，無需外接天線；

　　3）運(yùn)行可靠性：內(nèi)部電路高度集成化，器件故障率最小化。

　　電氣特性：

　　1）超低功耗：納瓦級(jí)超低功耗設(shè)計(jì)，RFID標(biāo)簽在不更換電池的情況下可連續(xù)正常工作3年以上；

　　2）方便性、安全性，標(biāo)簽無須外接電源，無須充電、無須更換電池；

　　3）無輻射，對(duì)人體和環(huán)境無任何影響，更安全更健康。

　　系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)：

　　1）工控頻段

　　采用2.4G工控頻段無線通訊無需無線電管制委員會(huì)批準(zhǔn)，不需繳納頻譜占用費(fèi)用。

　　2）超低功耗

　　RFID標(biāo)簽采用獨(dú)特的納瓦級(jí)超低功耗設(shè)計(jì)，確保能在電池支持下持續(xù)工作長達(dá)3~5年左右。同時(shí)，整體結(jié)構(gòu)的低功耗設(shè)計(jì)既保證了設(shè)備的有效運(yùn)轉(zhuǎn)，又減少了應(yīng)用實(shí)施的復(fù)雜性和成本。

　　3）網(wǎng)絡(luò)容量大

　　一個(gè)區(qū)域定位網(wǎng)絡(luò)可以容納多達(dá)六萬余的RFID識(shí)別目標(biāo)和大量的接入點(diǎn)。大容量保證了網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集能力。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的高冗余性保證了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)在個(gè)別節(jié)點(diǎn)停止工作的情況下仍然可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　4）高可靠性

　　APS實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)核心技術(shù)目前采用獨(dú)有定位算法，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自喚醒，自容錯(cuò)，自愈合。

　　5）運(yùn)行及維護(hù)成本低

　　APS所有硬件設(shè)備均采用免維護(hù)設(shè)計(jì)，建設(shè)和維護(hù)所需要的人工費(fèi)用是很低，任何一個(gè)經(jīng)過授權(quán)的RFID標(biāo)簽只要放在網(wǎng)絡(luò)的無線信號(hào)覆蓋范圍內(nèi)，就可自動(dòng)加入網(wǎng)絡(luò)工作，無須任何安裝配置。高度智能化最大程度上降低了網(wǎng)絡(luò)維護(hù)所需的人力和時(shí)間，加上網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)本身價(jià)格低廉，使得系統(tǒng)的維護(hù)成本極低。