基于WiFi的智能养老社区实时定位监护系统

　　1、方案目标

　　该项目为基于Wi-Fi的无线局域网实时定位追踪管理系统，它结合最新的物联网、无线局域网络(WLAN)、和实时定位等多种技术，在养老社区(室内或室外)的空间内，实现复杂的人员的定位、监测和追踪任务，并准确找寻到目标对象。本系统将结合消费、门禁、健康管理系统，实现一卡通功能，使得老年人在社区内的生活更加智能化，实现对老人的人性化智能化监护。

　　2. WiFi方案优势

　　1)国际标准协议: 采用国际标准的IEEE802.11b/g/n协议

　　2)安全性最高：支持WEP/WPA/WPA2等国际标准加密方式;标签支持数字加密技术;内外网可以通过网闸摆渡定位信息，确保内部网络安全。

　　3)传输速率快：每秒300Mb，远远超过4G速率

　　4)定位精度：定位精度高，可达3-5M，准确定位到每个房间。

　　5)标签低功耗：标签超低功耗，可以更换电池或充电，且对人体安全，无辐射危害;

　　6)一网多用：强大的扩展功能，WiFi网络方便的实现视频、语音、定位等多种功能，网络具有很强的兼容性，可利用现有的网络布线，避免网络重复建设。

　　7)施工简单：可以利用现有网络布线，AP之间也可以通过无线方式，施工简单方便。

　　3. 方案设计

　　3.1 设计原则

　　整个系统方案的设计贯穿以下原则：

　　在设计整个系统时，本着技术先进，架构合理、产品主流、低成本、低维护量作为出发点。

　　技术的先进性：整个系统的设计、技术选择，软硬件设备的配置均应符合高新技术的潮流，采用世界领先的Wi-Fi RTLS技术，使整个项目在未来5年内保持技术先进性。

　　设计的总体性：从整个养老社区信息化的角度进行总体设计，使系统成为养老社区基础信息服务系统的有机组成部分;充分利用现有的相关网络设施及IT资源，必要时与相关IT系统进行数据共享，避免信息孤岛，避免重复建设。

　　架构的合理性：采用先进、成熟的技术来架构各个子系统，能使其安全平稳的运行，有效的消除各系统可能产生的瓶颈，并通过合适的设备保证各子系统具备良好的扩展性。

　　稳定性：系统基于稳定、安全、保密的大型数据库，以保证系统运行正常。具有良好的数据共享，实时故障修复，实时备份等完善的管理体系。安全性：系统采用WEP、WPA、WPA2等国际标准无线加密方式，同时标签支持数字加密技术，具有较高安全性。

　　产品主流：在设备选型时，主要依据定位环境实际情况结合目前市场上的各类产品选择具有最优性能价格比和扩充能力的产品。低成本、低维护量：所采用的产品应该是简单，易操作，易维护。

　　兼容性：各系统均为相对开放的系统，不同产品间具有标准接口，并提供多种通讯标准协议，可以便于第三方设备的接入。

　　模块化：组建各分系统，直到总系统，均严格履行模块化结构方式，以满足系统功能扩充、运行设备的替换、维护，确保系统的高效可靠运行。

　　扩充性：采用面向对象和模块化的开发技术，可随时根据需要扩充具有其它功能的软硬件模块，具有良好的扩充性。

　　集中管理：各分系统集中于中心统一控制，实施对所有远端设备的控制、设置，以保证系统的高效、有序、可靠的发挥其管理职能。

　　升级维护：考虑将来系统在容量和功能上增加、修改等的实际需要，定位系统对软件可升级，并且操作简单，操作由系统管理员即可完成，不需要繁复的操作和专门的技术。

　　3.2 技术优势

　　新慧物联的技术团队结合了无线射频信号优化、多种定位算法整合、电子地图数据分析和生成、软件平台架构优化等多方面技术，十多年自主研发了WiFi实时定位系统。系统的定位引擎核心技术获得了多项国家发明专利和软件著作权，并经过上百个实际案例不断完善，具有精度高、靠干扰性强、稳定性好、扩容性强等特点，达到国际领先水平。

　　新慧物联的实时定位系统具有以下优势：

　　- 定位精度高：可以实现定位精度3-5米，完全满足养老院人员定位需求;

　　- 定位算法多：支持多种定位算法，包括三角定位、无线指纹定位、来回时间定位、自组网定位并结合历史轨迹分析和场景结构分析，提高定位精度和稳定性;

　　- 定制化计算：可以根据不同的环境场所，设置运行轨迹，增加定位精度和稳定性，不会出现穿墙而过或跳楼层的情况;

　　- 自适应性强：可以自动判断不同终端的WiFi芯片厂家和人体干扰，自动调整定位参数，增加定位精度和稳定性;

　　- 定位数量可扩展：单个定位引擎1秒内可以同时定位2000个终端设备，采用分布式的构架，可以同时支持多个定位引擎，并管理上百万个终端设备;

　　- 支持任何WiFi终端设备定位：定位引擎同时支持AP主动扫描模式和终端扫描模式，虽然苹果的iOS7禁止APP获取WiFi的MAC地址，我们的独特解决方案可以实现iOS设备定位，而且支持在iOS设备上根据MAC地址推送信息的功能;

　　- 支持WiFi标签： 支持单向发射的超低功耗WiFi定位标签、腕带、WiFi传感器，实现对人员、物品的跟踪和状态监控;

　　- 支持云计算：任何地方的定位AP都可以通过互联网传到云服务器上;

　　- 合作AP厂商多：国内外主流AP厂家的设备都支持我们的定位引擎;

　　- 集成一卡通： 集成了人员定位、消费、门禁、视频监控、体检与健康管理、离床报警等系统于一体，实现智能化一卡通服务;

　　- 实际经营丰富：公司在国内成功的WiFi定位案例，包括养老院、展馆、办公大楼、工厂、港口、监狱、煤矿等多个行业，各种复杂环境;

　　3.3 设计要求

　　养老社区基于Wi-Fi的实时定位追踪管理系统是一套安全可靠、技术先进、运行稳定、性能优良的信息化系统，除能满足本文件所述的所有软、硬件功能需求外，还应该能够满足5年内因业务增长而带来的性能需求，系统的建设应达到如下基本要求：

　　1、采用的技术应该是业界主流、并且具备一定发展潜力的技术。

　　2、应具备7×24小时的工作稳定性。

　　3、具有良好的可扩展性，满足未来不断变化的业务支撑。

　　4、应对所存储及处理的数据进行严格的安全管理，确保数据的可靠性、保密性、一致性、不可否认性。

　　5、针对养老社区服务和管理的业务特点，制定合理的合理的方案。

　　3.4 网络结构

　　根据养老社区的业务发展战略和实际需求，基于养老社区的信息系统总体框架，规划养老社区基于Wi-Fi的实时定位追踪管理系统的技术架构。 基于定位的无线局域网络有别于一般的通讯网络，要求在任一位置点，均可以收到3个以上的AP信号，并且信号的RSSI值不得小于-70dBM。

　　3.5 系统构成

　　实时定位追踪管理系统主要由定位标签、AP定位器和后端管理中心(定位服务器软件等)三部分组成：

　　- 定位标签作为无线数据采集模块佩戴在人员身上，系统通过对标签的跟踪实现对人员和资产的跟踪定位。定位标签必须具有被指定的AP定位器扫描的功能，此项功能须经过评标委员会现场验证。验证未通过者技术指标不符合要求。

　　- AP定位器须采用2.4GHz频段，支持802.11b/g模式，支持扫描和采集标签的信息，传输到后端的管理中心，对定位标签进行控制管理。

　　- 安装了定位追踪管理系统的后端管理中心，主要实现实时数据的分析处理。分析管理标签数据，通过管理中心的电子地图监视并及时显示各现场标签的位置，数据可同时存入存储数据库，监控人员可以通过计算机访问存储服务器查询人员或物品的实时位置信息、报警信息以及某段时间内的移动轨迹等。

　　3.6 总体功能

　　养老社区基于Wi-Fi的实时定位追踪管理系统主要以Wi-Fi无线网络实时定位为基础，实现对馆内相关人员尤其是人员的动态、实时的追踪管理。

　　- 在养老社区内实现人员的实时定位与追踪管理，室内整体精度要求在5米以内，重点监管区域要求在3米以内，定位到每户，室外实现区域定位;

　　- 定位标签配置主动报警功能，人员在区域内遇到困难或突发事件时，可以主动向工作人员报警，以防范各种安全隐患;

　　- 人员定位标签具备绑定功能，可以实现对所管理人员的的绑定，当被监控人员走出区域时可以报警，及时得知准确的方位;

　　- 对特殊区域设置进出预警机制，指定群体人员如进入或离开指定区域，系统主动报警，防止由于在不知情或其他情况下人员及其他人员超区域参观或行走而产生的不良后果;

　　- 历史轨迹回放提供所有带标签的的行走路线的记录;

　　- 值班医护人员值岗管理，可对值班医护人员作时间及线路实时监控，防止值岗过程中脱岗等情况发生，便于考核员工工作状况;

　　- 定位追踪的时间可调，最快定位时间为2秒;

　　- 实现区域停留时间统计;

　　- 可以锁定跟踪特定人员;

　　- 定位网络还可以用于上网、语音、视频等其他用途，但要确保网络不拥堵，不影响定位效果;

　　- 可视化终端平台，以电子地图形式显示人员或物品的位置和移动轨迹;电子地图要求具备缩放等功能，可以进行楼层切换。

　　- 视频联动，系统根据定位目标所在位置，结合安防或其它监控系统根据需要可调动定位目标所在位置附近的摄像头进行视频跟踪。需要进行二次开发，支持现有视频系统。

　　3.7 定位引擎

　　系统集成先进的基于Wi-Fi无线网络的定位引擎技术，实现相应的追踪管理功能。

　　- 支持2.4GHZ Wi-Fi无线网络，定位工作方式支持RSSI方式;

　　- 最大标签管理数为10000个以上;

　　- 最大同时处理标签数为1000个以上;

　　- 提供API接口与定位跟踪软件实现数据交换;

　　- 定位精度小于或等于5米;重点区域要求定位精度小于或等于3米;

　　- 可以利用现有AP和无线网络进行定位数据传输;

　　- 最快定位反应时间：小于等于2秒

　　- 可扩展支持对其他Wi-Fi设备(如笔记本电脑、PDA、Wi-Fi手机等)的定位;

　　3.8 实时定位追踪管理系统软件

　　系统语言与展示界面为中文，具有良好的人机交互界面;基于标签与电子地图进行可视化位置展示; 软件基于B/S模式;

　　3.9 系统集成

　　根据不同项目对智能养老社区的规划可提供定制化服务，包括：

　　针对养老院内部管理的软件管理系统，支持传统的养老模式与高端会员运营模式;

　　针对老人或会员的健康体检系统，支持云数据管理、远程监测;

　　一卡通系统整合，如身份识别、消费、门禁、定位、健康管理等。