基于WiFi的智能養(yǎng)老社區(qū)實時定位監(jiān)護系統(tǒng)
1、方案目標
該項目為基于Wi-Fi的無線局域網(wǎng)實時定位追蹤管理系統(tǒng),它結合最新的物聯(lián)網(wǎng)、無線局域網(wǎng)絡(WLAN)、和實時定位等多種技術,在養(yǎng)老社區(qū)(室內(nèi)或室外)的空間內(nèi),實現(xiàn)復雜的人員的定位、監(jiān)測和追蹤任務,并準確找尋到目標對象。本系統(tǒng)將結合消費、門禁、健康管理系統(tǒng),實現(xiàn)一卡通功能,使得老年人在社區(qū)內(nèi)的生活更加智能化,實現(xiàn)對老人的人性化智能化監(jiān)護。
2. WiFi方案優(yōu)勢
1)國際標準協(xié)議: 采用國際標準的IEEE802.11b/g/n協(xié)議
2)安全性最高:支持WEP/WPA/WPA2等國際標準加密方式;標簽支持數(shù)字加密技術;內(nèi)外網(wǎng)可以通過網(wǎng)閘擺渡定位信息,確保內(nèi)部網(wǎng)絡安全。
3)傳輸速率快:每秒300Mb,遠遠超過4G速率
4)定位精度:定位精度高,可達3-5M,準確定位到每個房間。
5)標簽低功耗:標簽超低功耗,可以更換電池或充電,且對人體安全,無輻射危害;
6)一網(wǎng)多用:強大的擴展功能,WiFi網(wǎng)絡方便的實現(xiàn)視頻、語音、定位等多種功能,網(wǎng)絡具有很強的兼容性,可利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡布線,避免網(wǎng)絡重復建設。
7)施工簡單:可以利用現(xiàn)有網(wǎng)絡布線,AP之間也可以通過無線方式,施工簡單方便。
3. 方案設計
3.1 設計原則
整個系統(tǒng)方案的設計貫穿以下原則:
在設計整個系統(tǒng)時,本著技術先進,架構合理、產(chǎn)品主流、低成本、低維護量作為出發(fā)點。
技術的先進性:整個系統(tǒng)的設計、技術選擇,軟硬件設備的配置均應符合高新技術的潮流,采用世界領先的Wi-Fi RTLS技術,使整個項目在未來5年內(nèi)保持技術先進性。
設計的總體性:從整個養(yǎng)老社區(qū)信息化的角度進行總體設計,使系統(tǒng)成為養(yǎng)老社區(qū)基礎信息服務系統(tǒng)的有機組成部分;充分利用現(xiàn)有的相關網(wǎng)絡設施及IT資源,必要時與相關IT系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)共享,避免信息孤島,避免重復建設。
架構的合理性:采用先進、成熟的技術來架構各個子系統(tǒng),能使其安全平穩(wěn)的運行,有效的消除各系統(tǒng)可能產(chǎn)生的瓶頸,并通過合適的設備保證各子系統(tǒng)具備良好的擴展性。
穩(wěn)定性:系統(tǒng)基于穩(wěn)定、安全、保密的大型數(shù)據(jù)庫,以保證系統(tǒng)運行正常。具有良好的數(shù)據(jù)共享,實時故障修復,實時備份等完善的管理體系。安全性:系統(tǒng)采用WEP、WPA、WPA2等國際標準無線加密方式,同時標簽支持數(shù)字加密技術,具有較高安全性。
產(chǎn)品主流:在設備選型時,主要依據(jù)定位環(huán)境實際情況結合目前市場上的各類產(chǎn)品選擇具有最優(yōu)性能價格比和擴充能力的產(chǎn)品。低成本、低維護量:所采用的產(chǎn)品應該是簡單,易操作,易維護。
兼容性:各系統(tǒng)均為相對開放的系統(tǒng),不同產(chǎn)品間具有標準接口,并提供多種通訊標準協(xié)議,可以便于第三方設備的接入。
模塊化:組建各分系統(tǒng),直到總系統(tǒng),均嚴格履行模塊化結構方式,以滿足系統(tǒng)功能擴充、運行設備的替換、維護,確保系統(tǒng)的高效可靠運行。
擴充性:采用面向?qū)ο蠛湍K化的開發(fā)技術,可隨時根據(jù)需要擴充具有其它功能的軟硬件模塊,具有良好的擴充性。
集中管理:各分系統(tǒng)集中于中心統(tǒng)一控制,實施對所有遠端設備的控制、設置,以保證系統(tǒng)的高效、有序、可靠的發(fā)揮其管理職能。
升級維護:考慮將來系統(tǒng)在容量和功能上增加、修改等的實際需要,定位系統(tǒng)對軟件可升級,并且操作簡單,操作由系統(tǒng)管理員即可完成,不需要繁復的操作和專門的技術。
3.2 技術優(yōu)勢
新慧物聯(lián)的技術團隊結合了無線射頻信號優(yōu)化、多種定位算法整合、電子地圖數(shù)據(jù)分析和生成、軟件平臺架構優(yōu)化等多方面技術,十多年自主研發(fā)了WiFi實時定位系統(tǒng)。系統(tǒng)的定位引擎核心技術獲得了多項國家發(fā)明專利和軟件著作權,并經(jīng)過上百個實際案例不斷完善,具有精度高、靠干擾性強、穩(wěn)定性好、擴容性強等特點,達到國際領先水平。
新慧物聯(lián)的實時定位系統(tǒng)具有以下優(yōu)勢:
- 定位精度高:可以實現(xiàn)定位精度3-5米,完全滿足養(yǎng)老院人員定位需求;
- 定位算法多:支持多種定位算法,包括三角定位、無線指紋定位、來回時間定位、自組網(wǎng)定位并結合歷史軌跡分析和場景結構分析,提高定位精度和穩(wěn)定性;
- 定制化計算:可以根據(jù)不同的環(huán)境場所,設置運行軌跡,增加定位精度和穩(wěn)定性,不會出現(xiàn)穿墻而過或跳樓層的情況;
- 自適應性強:可以自動判斷不同終端的WiFi芯片廠家和人體干擾,自動調(diào)整定位參數(shù),增加定位精度和穩(wěn)定性;
- 定位數(shù)量可擴展:單個定位引擎1秒內(nèi)可以同時定位2000個終端設備,采用分布式的構架,可以同時支持多個定位引擎,并管理上百萬個終端設備;
- 支持任何WiFi終端設備定位:定位引擎同時支持AP主動掃描模式和終端掃描模式,雖然蘋果的iOS7禁止APP獲取WiFi的MAC地址,我們的獨特解決方案可以實現(xiàn)iOS設備定位,而且支持在iOS設備上根據(jù)MAC地址推送信息的功能;
- 支持WiFi標簽: 支持單向發(fā)射的超低功耗WiFi定位標簽、腕帶、WiFi傳感器,實現(xiàn)對人員、物品的跟蹤和狀態(tài)監(jiān)控;
- 支持云計算:任何地方的定位AP都可以通過互聯(lián)網(wǎng)傳到云服務器上;
- 合作AP廠商多:國內(nèi)外主流AP廠家的設備都支持我們的定位引擎;
- 集成一卡通: 集成了人員定位、消費、門禁、視頻監(jiān)控、體檢與健康管理、離床報警等系統(tǒng)于一體,實現(xiàn)智能化一卡通服務;
- 實際經(jīng)營豐富:公司在國內(nèi)成功的WiFi定位案例,包括養(yǎng)老院、展館、辦公大樓、工廠、港口、監(jiān)獄、煤礦等多個行業(yè),各種復雜環(huán)境;
3.3 設計要求
養(yǎng)老社區(qū)基于Wi-Fi的實時定位追蹤管理系統(tǒng)是一套安全可靠、技術先進、運行穩(wěn)定、性能優(yōu)良的信息化系統(tǒng),除能滿足本文件所述的所有軟、硬件功能需求外,還應該能夠滿足5年內(nèi)因業(yè)務增長而帶來的性能需求,系統(tǒng)的建設應達到如下基本要求:
1、采用的技術應該是業(yè)界主流、并且具備一定發(fā)展?jié)摿Φ募夹g。
2、應具備7×24小時的工作穩(wěn)定性。
3、具有良好的可擴展性,滿足未來不斷變化的業(yè)務支撐。
4、應對所存儲及處理的數(shù)據(jù)進行嚴格的安全管理,確保數(shù)據(jù)的可靠性、保密性、一致性、不可否認性。
5、針對養(yǎng)老社區(qū)服務和管理的業(yè)務特點,制定合理的合理的方案。
3.4 網(wǎng)絡結構
根據(jù)養(yǎng)老社區(qū)的業(yè)務發(fā)展戰(zhàn)略和實際需求,基于養(yǎng)老社區(qū)的信息系統(tǒng)總體框架,規(guī)劃養(yǎng)老社區(qū)基于Wi-Fi的實時定位追蹤管理系統(tǒng)的技術架構。 基于定位的無線局域網(wǎng)絡有別于一般的通訊網(wǎng)絡,要求在任一位置點,均可以收到3個以上的AP信號,并且信號的RSSI值不得小于-70dBM。
3.5 系統(tǒng)構成
實時定位追蹤管理系統(tǒng)主要由定位標簽、AP定位器和后端管理中心(定位服務器軟件等)三部分組成:
- 定位標簽作為無線數(shù)據(jù)采集模塊佩戴在人員身上,系統(tǒng)通過對標簽的跟蹤實現(xiàn)對人員和資產(chǎn)的跟蹤定位。定位標簽必須具有被指定的AP定位器掃描的功能,此項功能須經(jīng)過評標委員會現(xiàn)場驗證。驗證未通過者技術指標不符合要求。
- AP定位器須采用2.4GHz頻段,支持802.11b/g模式,支持掃描和采集標簽的信息,傳輸?shù)胶蠖说墓芾碇行模瑢Χㄎ粯撕炦M行控制管理。
- 安裝了定位追蹤管理系統(tǒng)的后端管理中心,主要實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)的分析處理。分析管理標簽數(shù)據(jù),通過管理中心的電子地圖監(jiān)視并及時顯示各現(xiàn)場標簽的位置,數(shù)據(jù)可同時存入存儲數(shù)據(jù)庫,監(jiān)控人員可以通過計算機訪問存儲服務器查詢?nèi)藛T或物品的實時位置信息、報警信息以及某段時間內(nèi)的移動軌跡等。
3.6 總體功能
養(yǎng)老社區(qū)基于Wi-Fi的實時定位追蹤管理系統(tǒng)主要以Wi-Fi無線網(wǎng)絡實時定位為基礎,實現(xiàn)對館內(nèi)相關人員尤其是人員的動態(tài)、實時的追蹤管理。
- 在養(yǎng)老社區(qū)內(nèi)實現(xiàn)人員的實時定位與追蹤管理,室內(nèi)整體精度要求在5米以內(nèi),重點監(jiān)管區(qū)域要求在3米以內(nèi),定位到每戶,室外實現(xiàn)區(qū)域定位;
- 定位標簽配置主動報警功能,人員在區(qū)域內(nèi)遇到困難或突發(fā)事件時,可以主動向工作人員報警,以防范各種安全隱患;
- 人員定位標簽具備綁定功能,可以實現(xiàn)對所管理人員的的綁定,當被監(jiān)控人員走出區(qū)域時可以報警,及時得知準確的方位;
- 對特殊區(qū)域設置進出預警機制,指定群體人員如進入或離開指定區(qū)域,系統(tǒng)主動報警,防止由于在不知情或其他情況下人員及其他人員超區(qū)域參觀或行走而產(chǎn)生的不良后果;
- 歷史軌跡回放提供所有帶標簽的的行走路線的記錄;
- 值班醫(yī)護人員值崗管理,可對值班醫(yī)護人員作時間及線路實時監(jiān)控,防止值崗過程中脫崗等情況發(fā)生,便于考核員工工作狀況;
- 定位追蹤的時間可調(diào),最快定位時間為2秒;
- 實現(xiàn)區(qū)域停留時間統(tǒng)計;
- 可以鎖定跟蹤特定人員;
- 定位網(wǎng)絡還可以用于上網(wǎng)、語音、視頻等其他用途,但要確保網(wǎng)絡不擁堵,不影響定位效果;
- 可視化終端平臺,以電子地圖形式顯示人員或物品的位置和移動軌跡;電子地圖要求具備縮放等功能,可以進行樓層切換。
- 視頻聯(lián)動,系統(tǒng)根據(jù)定位目標所在位置,結合安防或其它監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)需要可調(diào)動定位目標所在位置附近的攝像頭進行視頻跟蹤。需要進行二次開發(fā),支持現(xiàn)有視頻系統(tǒng)。
3.7 定位引擎
系統(tǒng)集成先進的基于Wi-Fi無線網(wǎng)絡的定位引擎技術,實現(xiàn)相應的追蹤管理功能。
- 支持2.4GHZ Wi-Fi無線網(wǎng)絡,定位工作方式支持RSSI方式;
- 最大標簽管理數(shù)為10000個以上;
- 最大同時處理標簽數(shù)為1000個以上;
- 提供API接口與定位跟蹤軟件實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換;
- 定位精度小于或等于5米;重點區(qū)域要求定位精度小于或等于3米;
- 可以利用現(xiàn)有AP和無線網(wǎng)絡進行定位數(shù)據(jù)傳輸;
- 最快定位反應時間:小于等于2秒
- 可擴展支持對其他Wi-Fi設備(如筆記本電腦、PDA、Wi-Fi手機等)的定位;
3.8 實時定位追蹤管理系統(tǒng)軟件
系統(tǒng)語言與展示界面為中文,具有良好的人機交互界面;基于標簽與電子地圖進行可視化位置展示; 軟件基于B/S模式;
3.9 系統(tǒng)集成
根據(jù)不同項目對智能養(yǎng)老社區(qū)的規(guī)劃可提供定制化服務,包括:
針對養(yǎng)老院內(nèi)部管理的軟件管理系統(tǒng),支持傳統(tǒng)的養(yǎng)老模式與高端會員運營模式;
針對老人或會員的健康體檢系統(tǒng),支持云數(shù)據(jù)管理、遠程監(jiān)測;
一卡通系統(tǒng)整合,如身份識別、消費、門禁、定位、健康管理等。