养老院人员定位健康管理技术选型方案

养老院人员定位健康管理技术选型方案

广州拙进通信技术有限公司    高远

1.  应用场景

     随着中国社会老龄化的迅速发展，越来越多的老人住进养老院。由于服务人员有限，无法及时顾及到的每个位置的老人，老人的安全问题给管理者带来了不少的难度。

2.  用户体验

    a) 通过在楼梯通道部署RFID识别点，可以准确区分人员所在楼层。

    b) 通过在一楼出入口部署RFID识别点设备，可以准确记录人员进出方向。

    c) 通过在室外部署RFID阅读器，可以知道人员大致位置。

    d) 通过在养老院大门部署RFID识别设备，可以准确记录人员进出方向。

    e)  通过在房间部署RFID十八设备，可以知道人员在什么房间。

    f)  RFID人员管理标签形态多样，丰俭由人：

           仅具备RFID识别功能的手环与卡片可以免充电，使用时间可以达到5年以上。

           具备计步、手表、RFID识别功能的手环功能更丰富，一次充电可以使用30天以上。

     当采用RFID手环时，可以实现位置与健康监测，主要用户体验如下：

          区域定位，实现进出识别、楼层定位、房间定位、威胁区域告警

          夜间无感知自动定时采集心率/血压，异常预警

          自动采集人员每日计步、睡眠数据。

3 养老院人员定位技术选型分析

     目前可以用的室内定位技术如下：

     a)   UWB： 在空旷地，定位精度可以达到10cm。

     b)  双频RFID：定位精度可以达到1m。

     c)   单频RFID：定位精度可以达到5m。

     d)   Zigbee：定位精度可以达到5m。

     e)   WIFI定位：利用室内WIFI进行定位，定位精度号称3m左右。

各种定位技术基本原理与优劣势分析如下：

     A. UWB

     a)   原理：UWB技术通过对宽频谱信号的相位差或者时间差进行测量来进行定位，其频率范围3-6Ghz。

     b)  优势：定位精度高。

     c)  劣势：

         i. 设备成本高。每个房间均需部署设备，要实现精确定位，一个房间至少部署3个设备，成本很高，施工调试难度大。

         ii. 维护要求高，每次设备移动位置 ，都需要重新调试，难度大。

         iii. 标签成本高。每个标签成本300-500元。

         iv.需要充电。 UWB标签采用充电电池，一次充电可以使用几个月。需要频繁充电，对维护管理的要求高。

B. Zigbee技术

      a)   技术原理：通过信号强度进行定位。使用频率为2.4GhzISM频段

      b) 优势： Zigbee设备可以实现自组网，设备之间可以通过无线进行数据路由。

      c) 劣势：

          i. 标签耗电

          ii. 由于定位是依靠多个设备来计算，组网要求与后台运算要求也高。  

    C. 多频RFID技术

     a)  技术原理：

          采用125k信号进行触发，2.4G信号进行数据传输。通过125K信号的覆盖来进行区域位置识别。理论上125K信号的覆盖半径约0-6m，精度可以达到 30cm。实际在非金属环境，可以达到这个指标。

     b)  优势：

        i.设备成本低。

        ii.标签成本低，标签使用时间长，可以达到5年以上。

        iii.定位精度高，可以达到1m以内。

     c)  劣势：

        i.设备要组网。

        ii.无法连续定位

 D. 单频RFID技术可行性分析

      a)技术原理：采用2.4G单频信号，通过控制2.4G信号的覆盖范围，实现人员区域识别。

      b) 优势：

        i.设备成本低

        ii.标签成本低

      c) 劣势：

        i.定位精度低

        ii.信号易漂移

                                                i.                

4. 养老院人员位置管理核心用户体验要点

       养老院人员位置管理核心用户体验点如下：

     a)定位精度。定位精度越高越好

     b)维护性。诸如充电、设备维护等工作越少越好。

     c) 成本。包括系统建设成本与为维护成本。

       实际应用中对技术选型是在成本、用户体验之间取折衷。 从用户核心体验出发，养老院最好的定位技术是UWB，但UWB技术成本过高，在养老院人员管理中是否必要，值得商榷（土豪随意）。

       基于成本与用户体验之间折衷，我司推荐采用多频RFID技术实现养老院人员定位与基础健康监测。

       多频RFID技术在养老院人员管控中可以达到的用户体验如下：

     a) 通过在楼梯通道部署RFID识别点，可以准确区分人员所在楼层。

     b) 通过在一楼出入口部署RFID识别点设备，可以准确记录人员进出方向。

     c) 通过在室外部署RFID阅读器，可以知道人员大致位置。

     d) 通过在养老院大门部署RFID识别设备，可以准确记录人员进出方向。

     e) 通过在房间部署RFID十八设备，可以知道人员在什么房间。

     f)  RFID人员管理标签形态多样，丰俭由人：

         仅具备RFID识别功能的手环与卡片可以免充电，使用时间可以达到5年以上。

         具备计步、手表、RFID识别功能的手环功能更丰富，一次充电可以使用30天以上。

         当采用RFID手环时，可以实现位置与健康监测，主要用户体验如下：

         i. 区域定位，实现进出识别、楼层定位、房间定位、威胁区域告警

         ii. 夜间无感知自动定时采集心率/血压，异常预警

         iii. 自动采集人员每日计步、睡眠数据。

5. 应用方案

5.1.系统结构

5.2.系统功能

    a)   系统管理：实现系统配置管理，包括权限管理、角色管理、用户管理等。

    b)   设备管理：实现对所有设备的配置管理与实时状态监控

    c)   区域管理：实现区域数据、楼宇数据配置以及区域权限管理，可实现分级分 权限管理。

    d)   人员管理：实现人员信息同步以及人员信息管理

    e)   标签管理：实现标签入库管理、标签与人员绑定、标签挂失、补卡注销管理等。

    f)    进出管理：实时监控各出入点实时进出人员数据、人员进出统计记录，人员在一段时间内的活动轨迹。

    g)   敏感区域管理：设定敏感区域可以进出人员名单，显示敏感区域人员进出信息、显示非授权进出告警信息

    h)  健康管理：健康数据采集统计与呈现

 主要系统界面截图如下：

   人员轨迹

实时监控