養(yǎng)老院人員定位健康管理技術(shù)選型方案

廣州拙進通信技術(shù)有限公司    高遠

1.  應(yīng)用場景

     隨著中國社會老齡化的迅速發(fā)展，越來越多的老人住進養(yǎng)老院。由于服務(wù)人員有限，無法及時顧及到的每個位置的老人，老人的安全問題給管理者帶來了不少的難度。

2.  用戶體驗

    a) 通過在樓梯通道部署RFID識別點，可以準確區(qū)分人員所在樓層。

    b) 通過在一樓出入口部署RFID識別點設(shè)備，可以準確記錄人員進出方向。

    c) 通過在室外部署RFID閱讀器，可以知道人員大致位置。

    d) 通過在養(yǎng)老院大門部署RFID識別設(shè)備，可以準確記錄人員進出方向。

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

    f)  RFID人員管理標簽形態(tài)多樣，豐儉由人：

           僅具備RFID識別功能的手環(huán)與卡片可以免充電，使用時間可以達到5年以上。

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

     當采用RFID手環(huán)時，可以實現(xiàn)位置與健康監(jiān)測，主要用戶體驗如下：

          區(qū)域定位，實現(xiàn)進出識別、樓層定位、房間定位、威脅區(qū)域告警

          夜間無感知自動定時采集心率/血壓，異常預(yù)警

          自動采集人員每日計步、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，定位精度可以達到10cm。

     b)  雙頻RFID：定位精度可以達到1m。

     c)   單頻RFID：定位精度可以達到5m。

     d)   Zigbee：定位精度可以達到5m。

     e)   WIFI定位：利用室內(nèi)WIFI進行定位，定位精度號稱3m左右。

各種定位技術(shù)基本原理與優(yōu)劣勢分析如下：

     A. UWB

     a)   原理：UWB技術(shù)通過對寬頻譜信號的相位差或者時間差進行測量來進行定位，其頻率范圍3-6Ghz。

     b)  優(yōu)勢：定位精度高。

     c)  劣勢：

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

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

         iii. 標簽成本高。每個標簽成本300-500元。

         iv.需要充電。 UWB標簽采用充電電池，一次充電可以使用幾個月。需要頻繁充電，對維護管理的要求高。

B. Zigbee技術(shù)

      a)   技術(shù)原理：通過信號強度進行定位。使用頻率為2.4GhzISM頻段

      b) 優(yōu)勢： Zigbee設(shè)備可以實現(xiàn)自組網(wǎng)，設(shè)備之間可以通過無線進行數(shù)據(jù)路由。

      c) 劣勢：

          i. 標簽耗電

          ii. 由于定位是依靠多個設(shè)備來計算，組網(wǎng)要求與后臺運算要求也高。  

    C. 多頻RFID技術(shù)

     a)  技術(shù)原理：

          采用125k信號進行觸發(fā)，2.4G信號進行數(shù)據(jù)傳輸。通過125K信號的覆蓋來進行區(qū)域位置識別。理論上125K信號的覆蓋半徑約0-6m，精度可以達到 30cm。實際在非金屬環(huán)境，可以達到這個指標。

     b)  優(yōu)勢：

        i.設(shè)備成本低。

        ii.標簽成本低，標簽使用時間長，可以達到5年以上。

        iii.定位精度高，可以達到1m以內(nèi)。

     c)  劣勢：

        i.設(shè)備要組網(wǎng)。

        ii.無法連續(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，通過控制2.4G信號的覆蓋范圍，實現(xiàn)人員區(qū)域識別。

      b) 優(yōu)勢：

        i.設(shè)備成本低

        ii.標簽成本低

      c) 劣勢：

        i.定位精度低

        ii.信號易漂移

                                                i.                

4. 養(yǎng)老院人員位置管理核心用戶體驗要點

       養(yǎng)老院人員位置管理核心用戶體驗點如下：

     a)定位精度。定位精度越高越好

     b)維護性。諸如充電、設(shè)備維護等工作越少越好。

     c) 成本。包括系統(tǒng)建設(shè)成本與為維護成本。

       實際應(yīng)用中對技術(shù)選型是在成本、用戶體驗之間取折衷。 從用戶核心體驗出發(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之間折衷，我司推薦采用多頻RFID技術(shù)實現(xiàn)養(yǎng)老院人員定位與基礎(chǔ)健康監(jiān)測。

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

     a) 通過在樓梯通道部署RFID識別點，可以準確區(qū)分人員所在樓層。

     b) 通過在一樓出入口部署RFID識別點設(shè)備，可以準確記錄人員進出方向。

     c) 通過在室外部署RFID閱讀器，可以知道人員大致位置。

     d) 通過在養(yǎng)老院大門部署RFID識別設(shè)備，可以準確記錄人員進出方向。

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

     f)  RFID人員管理標簽形態(tài)多樣，豐儉由人：

         僅具備RFID識別功能的手環(huán)與卡片可以免充電，使用時間可以達到5年以上。

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

         當采用RFID手環(huán)時，可以實現(xiàn)位置與健康監(jiān)測，主要用戶體驗如下：

         i. 區(qū)域定位，實現(xiàn)進出識別、樓層定位、房間定位、威脅區(qū)域告警

         ii. 夜間無感知自動定時采集心率/血壓，異常預(yù)警

         iii. 自動采集人員每日計步、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：實現(xiàn)對所有設(shè)備的配置管理與實時狀態(tài)監(jiān)控

    c)   區(qū)域管理：實現(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，可實現(xiàn)分級分 權(quán)限管理。

    d)   人員管理：實現(xiàn)人員信息同步以及人員信息管理

    e)   標簽管理：實現(xiàn)標簽入庫管理、標簽與人員綁定、標簽掛失、補卡注銷管理等。

    f)    進出管理：實時監(jiān)控各出入點實時進出人員數(shù)據(jù)、人員進出統(tǒng)計記錄，人員在一段時間內(nèi)的活動軌跡。

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

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

 主要系統(tǒng)界面截圖如下：

   人員軌跡

實時監(jiān)控