(一) 項目背景

　　xxx老年社區將按照“全國一流、功能完善、設施齊全、服務優質”的標準計劃建成一所“環境園林式、服務賓館式、管理醫院式”，集“養老居住、醫療保健、休閑養老、康體娛樂”為一體的老年社區。為此所以需要有更加高效的管理方式和高品質的服務質量，通過信息化系統的全面建設，以實現高效的管理模式和提升服務品質。

　　(二) 需求分析

　　1. 子系統需求

　　根據xxx老年社區的定位，需要打造一個具備先進管理水平和高品質服務能力的高級老年活動社區，本子系統主要作為社區內人員及老人定位、老人生命體征監測的相關功能的解決方案，子系統應具備各種數據接口功能，可遵循一定的接口規范與其他子系統和平臺完美融合。

　　2. 角色需求

　　根據養護中心信息化系統總體角色需求，定義五種角色類別：

　　基礎管理人員：

　　主要負責養護中心日常管理，如客戶日常行為監控，如定位、軌跡回放、生命體征監測、應急告警及人員調派等。

　　養護管理醫師：

　　主要觀察日常行為軌跡數據、生命體征數據，制定養護方案、監測養護方案執行效果。

　　系統管理人員：

　　對系統進行管理，如賬戶、權限、組織架構、通訊錄、地理信息數據、靜態值等進行基礎維護。

　　系統維護人員：

　　提供對系統底層數據和功能的維護，定期撥測、修復BUG等。

　　客戶親屬：

　　通過Web遠程登入查看客戶一定時間段內行走軌跡及生命體征監測數據。

　　3. 功能需求

　　3.1、客戶精確管理功能

　　3.1.1、 無線人員定位

　　要求在整個養護中心內實現無線信號的覆蓋，能對持有集成在腕表上定位求助器的客戶實時準確定位，對異常活動狀況作出判斷并報警，對所有的定位和報警信息要求保存記錄，并且持有腕表***的客戶在緊急情況下可以通過***無線發出求助報警信號，監控人員可以聯動數據庫直接在中心地圖上顯示報警地點和報警人各類資料等數據，通過發送信息給工作人員及時施展救助。

　　主要功能要求：

　　實時定位客戶的位置，并將客戶的位置信息和個人基本信息反映到監控部門;

　　軌跡回放功能，實時記錄客戶軌跡，可通過設定條件對客戶日常活動軌跡進行查看;

　　危險區域設定功能，在客戶接近中心劃定的危險區域時，及時通知監控部門，監控部門可通過語音及時提醒客戶;

　　具備一鍵式報警功能，在發生突發事件時，客戶可以非常方便的發出報警信號，并在監控終端立刻顯示出報警客戶的具體位置和個人信息;

　　設備低電壓提示功能，客戶隨身定位設備低電量時可以將低電量提示信號發送到監控終端通知工作人員及時進行處理;

　　具備通過web網頁遠程訪問功能，客戶的監護人可以通過網頁實時觀察到客戶在中心內部的行動軌跡。

　　3.1.2、 生命體征監測

　　主要功能是為了實時監控客戶生命體征， 采用腕表形式，能夠在客戶長時間處于相對靜止狀態下能夠及時向急救和監控中心發出報警信號，便于能夠及時發現窒息、心臟驟停等容易引起客戶死亡的突發情況。

　　具體功能：

　　生命體征監測閥值設定，例如在多長時間下無震動啟動報警，或劇烈運動時告警等;

　　有較高的靈敏度可以感知客戶比較微弱的活動;

　　有完整的管理終端可以單獨設定客戶攜帶設備的靈敏度和發出報警信號的時間間隔等參數，實現個性化管理;

　　低電壓告警功能，當腕帶電池電壓過低，腕帶將自動告警;

　　離網告警功能，如腕帶離開監控網絡覆蓋區域或因故失去信號，系統將自動告警。

　　3.1.3、 數據接口與共享

　　主要作用是為了遵循一定規范實現與其他子系統和平臺的無縫融合，其應具備以下數據接口：

　　賬戶權限數據接口，以實現單點登錄功能;

　　客戶數據接口，通過該接口自動與平臺客戶數據交互，實現定位數據與客戶數據相匹配;

　　告警數據輸出及日志記錄接口;

　　移動短信接口，用于應急情況下短信自動發送;

　　標準化的數據庫接口;

　　定位系統硬件接口。

　　4. 安全需求

　　4.1、 系統安全需求

　　為使系統能持續穩定的運行，防止數據被非法修改，系統應具備相應的安全機制：

　　權限體系管理：對系統進行賬戶權限分離，各賬戶登錄人員只能行使各自職權范圍的職責，無法對非權限范圍內的數據進行查閱及修改等;

　　分權管理：服務器硬件管理和系統管理分權管理，服務器硬件管理人員無權管理系統數據，系統管理人員無權登錄服務器硬件，防止因個人行為導致的安全事件，如刪除某些工作失誤日志記錄等;

　　事件記錄：對系統所有操作進行日志記錄，對重要事件進行流轉及審核等;

　　數據備份：定期自動對系統數據進行全面備份，防止系統崩潰引發災難;

　　熱備份及熱切換：應提供服務器群設計，在一***務器崩潰或損壞時，可自動切換到備用服務器，避免服務因此中斷;

　　5. 擴展性需求

　　系統應具備足夠的擴展能力，以方便后期擴容和功能擴充，其主要有以下幾方面的需求：

　　網絡擴容能力：為了后期更好的發展，應具備足夠的網絡帶寬，并能提供方便的擴容，項目工程設計內應考慮足夠的網絡接入能力，如端口、服務器機架等;

　　服務器擴容能力：服務器建設應考慮后期容量的擴展，在不影響系統正常運行的情況下;

　　系統擴展接口能力：系統應提供足夠的數據接口，方便后期與各子系統的接口，方便數據的共享;

　　后端服務擴展能力：系統應提供標準的接入界面，為后續后端配套服務引入打下基礎，如各種服務提供商等，方便后期提供更多增值業務服務;

　　數據深度挖掘擴展：可實現后期深度挖掘系統的數據采集和擴展能力;

　　1、 安全性原則

　　由于系統業務涉及不同權限的部門、不同類型的業務數據，系統的安全保密性是系統設計的重要原則。系統將采用權限控制和網絡控制兩種方法，保證整個軟件系統不會出現非法訪問和各子功能的非法使用。

　　2、穩定性原則

　　系統建成后將成為xxx老年社區的核心應用系統，這就要求在系統設計、開發和應用時，應從系統結構、技術措施、軟硬件平臺、技術服務和維護相應能力等方面綜合考慮，確保系統較高的性能和較低的故障率。系統建設將采用先進和高度商品化的軟硬件平臺、網絡設備和二次開發工具。在進行系統設計、實現和測試時采用科學有效的技術和手段，確保系統交付使用后能持續穩定地運行

　　3、規范性原則

　　整個系統規范標準的制訂將完全遵照國家規范標準和有關行業規范標準，根據系統的總體結構和開發平臺的基本要求，完成標準化的系統設計。

　　4、實用性原則

　　蘇州新導作為一個應用型系統，實用性是直接影響系統的運行效果和生命力的最重要因素。系統將在深入調查研究的基礎上設計研發，使得軟件功能設計合理、全面、實用，能最大限度地滿足xxx老年社區管理工作需要。具體包括做到界面設計人性化(盡量模擬人的工作習慣，隨時提示);業務處理的操作功能“傻瓜化”，簡單、易于操作;同時也應提供復雜但功能強大的管理操作功能，供系統維護人員使用。

　　5、先進性原則

　　包括硬件設備、軟件和技術方法的先進性。

　　硬件設備的先進性：硬件設備應選用性能價格比高的設備，并有很高的可靠性和較長的使用壽命;

　　軟件的先進性：軟件采用目前國際上通用并符合發展趨勢的軟件，為以后的功能擴充打下基礎;

　　技術方法的先進性：采用先進的技術方法和理論，設計實用、可靠、具有先進理論水平的分析模型和應用模型。

　　6、可擴展原則

　　其主要包括三類：

　　業務擴展：

　　隨著xxx老年社區管理工作的不斷深入和發展，各類數據庫以及業務管理模式都可能發生變化;同時各種業務流程以及相關表格也可能發生變化，系統應能夠適應變化，進行動態更新、修改和擴充。

　　功能擴展：

　　為了滿足用戶今后系統擴容和擴大應用范圍的需求，系統應充分考慮從系統結構、功能設計、管理對象等各方面的功能擴展，針對養護中心信息化系統特有的數據挖掘及分析需求可持續擴展。

　　軟硬件升級：

　　系統應充分考慮軟硬件平臺的可擴展性及軟、硬件的負載均衡機制。具有靈活和平滑的擴展能力。

　　本著節約投資的原則，在系統設計過程中盡可能利用現有設備和資源。新添置的設備以滿足使用為原則，同時保證系統的平滑擴容。

　　6. 總體設計

　　系統將基于移動物聯網技術構建，采用統一平臺結構和分布式應用系統構建模式，對使用用戶采用統一的B/S界面，最大限度簡化操作和降低維護成本;

　　7. 系統組成

　　子系統架構

　　老人定位及數據傳感器的數據傳輸采用無線方式，數據經由老人攜帶的腕表，經數據傳感器無線傳遞到物聯網網關，物聯網網關通過有線方式傳輸到定位及生命體征監測子系統，通過子系統硬件數據采集模塊進行數據分發，定位數據分別分發到定位模塊及軌跡模塊，生命體征數據分發到生命體征監測模塊，幾大模塊一旦確定數據有異常，將會傳輸告警數據到告警模塊，由告警模塊統一輸出告警信息。

　　整體模塊將所有數據均記錄于數據庫，并對系統操作進行日志記錄。

　　8. 數據庫設計

　　因采用統一數據庫接口標準，其數據建庫主要有以下分類：

　　人員基本信息標識數據庫：

　　與客戶數據進行一一對應標識，以將定位及生命體征數據進行有效識別;

　　地理空間信息數據庫：

　　提供對社區平面、各樓層二維立體的GIS數據存儲，各區域設定數據存儲;

　　人員定位及軌跡數據庫：

　　提供基于人員標識的定位及軌跡數據的存儲，根據設定的采集頻率，其數據庫更新將會較快;

　　客戶監測數據庫：

　　提供對客戶生命體征監測的數據存儲，根據設定的采集頻率，其數據庫的更新將會較快;

　　告警數據庫：

　　提供各類告警信息輸出的數據存儲;

　　9. 權限設計

　　系統權限設計為系統安全、持續穩定運行的基礎，系統權限設計將采用以下設計方式：

　　系統登錄設計：

　　系統登錄是信息系統最基本的安全，也是賬戶權限控制的基礎，本子系統通過標準化的權限數據接口，實現與養護中心信息平臺的統一登錄，所需權限信息全部由信息平臺統一同步提供;

　　功能模塊表設計：

　　通過對功能模塊的列表設計，可使權限控制達到最大靈活，即使同一權限范圍的用戶，也可通過功能模塊表定制，使其實現各種不同模塊的訪問能力，避免權限設計過多導致賬戶分配混亂;

　　賬戶權限體系設計：

　　本子系統賬戶權限設定完全參照社區信息平臺統一設定，統一鑒權。

　　10. 定位及監測系統設計

　　定位及監測系統設計主要包含以下功能：

　　人員定位功能：

　　可提供實時定位和周期定位功能，例如實時查詢位置和周期檢測是否在規定時間到某一特定場所，如房間、治療室等;

　　軌跡記錄及回放功能：

　　提供人員軌跡記錄及按時間段查詢和回放功能;

　　GIS地圖數據制作及編輯：

　　提供GIS地圖展示和地圖制作及編輯功能;

　　危險區域設定：

　　可提供區域劃定、***出或入等觸發條件功能;

　　應急呼救：

　　客戶用呼救器進行呼救時，可及時顯示及提供告警，并可聯動短信或聲光報警等;

　　定位搶救：

　　在接到呼救的時候，可快速定位呼救源位置，并組織搶救;

　　生命體征監測：

　　對客戶進行生命體征監測，通過先進科技對人員的動態進行判斷，例如是否活動，是否運動劇烈，根據設定閥值，如長時間沒有活動或活動過于異常即會自動告警提示;

　　自動報警：

　　提供對所有信號源的自動化告警，對老人跌倒、低電壓等也會聽過告警，系統提示、聲光告警、短信、電話等手段;

　　監控中心

　　提供統一的B/S架構的UI，用于對養護中心人員的定位和告警監測;

　　11. 安全體系設計

　　系統安全

　　按社區信息化平臺設計設定基礎權限管理系統;

　　數據實現定期自動備份;

　　設定系統功能表控制，對同一權限實現不同模塊訪問控制;

　　所有操作將通過日志記錄備案;

　　信息安全

　　系統在設計時將采用先進技術手段，控制頁面數據下載和復制;

　　對遠程接入訪問將通過養護中心信息平臺統一身份識別和訪問控制;

　　12. 擴展性設計

　　服務器軟件設計采用分布式系統設計，數據庫、應用、WEB接入均采用分離式設計，系統擴容將不會影響系統正常運行;

　　本項目將會開發及定義各種標準化的數據接口，以供后期擴展使用;

　　系統將設計統一的服務接入界面，可直接嵌入社區信息平臺以及后期其他系統;

　　(四) 建設方案(選蘇州新導www,xindoo.com)

　　基礎硬件建設

　　4.1 人員定位子系統;

　　人員電子腕帶每隔一定時間(0.5s~1s)向外發送一次ID信息，附近3~4個讀卡器收到人員電子腕帶信息，并生成無線場強信息RSSI，根據預先現場測量結果讀卡器將人員電子腕帶信息和距離范圍信息送入由物聯網網關組成的Zigbee無線數傳子系統，無線數傳子系統通過以太網將人員信息送入中心數據庫定位監控系統進行計算，并在監控終端電子地圖顯示人員位置信息。

　　編號 過程 說明

　　1 無線電子腕帶 無線電子身份卡定時向外發送識別卡ID信息

　　2 讀卡器接收處理 附近3～4個讀卡器收到識別卡信息，并對各自接收到的場強信息RSSI根據前期測量進行預處理轉換成距離信息， 送入附近物聯網網關。

　　3 數據MISH傳遞 物聯網網關收到信息后通過本地以太網(TCP/IP)送入機房服務器

　　4 中心處理 機房服務器接收到信息后，對無線電子腕帶位置信息進行計算，并將計算結果實時顯示在系統監控終端。

　　4.2 智能床位監測子系統

　　智能床位監測子系統采用了國際先進的傳感器和Zigbee無線通訊技術結合并在國內多個福利院的成功應用。

　　通過加裝在床位上的無線床位監護傳感器，可以實時了解老人床位的壓力數據來判斷老人是否臥床。如果在預設好的警戒時間(例如：晚21：00-6：00)老人離開病床一定時間(例：10分鐘客戶可根據自己需要進行設定)系統報警，提示看護人員查看，避免意外發生。

　　4.3、相關硬件

　　4.3.1、電子標簽腕帶

　　? 采用高強度防水耐磨ABS塑料;

　　? 主要為重復使用方便設計，也可設計為一次性調節封條;

　　? 自動定時回報狀態信息,通訊距離最大100M;

　　? 電池低壓告警，電池容量低壓時主動上報低壓信息，提示管理人員及時充電;

　　? 腕帶可加裝震動傳感器，對老人日常活動狀態通過Zigbee網絡采集并傳輸;

　　? 報警按鈕設計，如老人感覺不適可按動報警按鈕提示工作人員前往救護;

　　? 此腕帶具備人員定位、手動報警、跟蹤定位、人員常態查詢、人員醫療健康擋案信息、家庭成員信息等功能;

　　? 此腕帶具備門禁、考勤、消費等一卡通卡片的功能。

　　4.3.2、無線定讀卡器—室內型

　　產品名稱：無線定讀卡器—室內型

　　型號 WT-24-LR01A

　　硬件系統 處理器 CC2530 RF 8051 MCU 雙模組

　　內存 8 KB RAM、256 KB flash

　　工作參數 工作頻率 2394 MHz to 2507MHz

　　輸出功率 -30dBm to 20 dBm

　　接收靈敏度 -85dBm to -97 dBm

　　傳輸距離(空氣可視) 定位覆蓋100M

　　無線傳輸1000M

　　掉電保存期 >10年

　　工作溫度 -40℃ ～ +80℃

　　存儲溫度 -60℃ ～ +85℃

　　抗電磁干擾 10V/m 0.1～1000MHz AM調幅電磁波

　　震動 10～2000Hz 15g 三個軸

　　自由跌落 2000mm 混凝土地面，每個面各兩次

　　電源參數 電池(選裝) 可配置內置可充電鋰電池備用電源，;

　　工作電壓范圍 85V AC to 230V AC

　　工作電流 接收電流24 mA

　　一般發射電流26 mA

　　最大發射電流300 mA(與中心基站通訊)

　　休眠電流15μA

　　機械特性 材料 ABS 工程塑料

　　外形 吸頂圓盤式

　　接口 UART;zigbee無線;I/O

　　RS232;RS485;CAN BUS;

　　指示燈 2個雙色LED指示燈;(可關閉)

　　防護等級 IP 54

　　功能特點 身份識別 可識別佩戴電子標簽人或物

　　定位跟蹤 在信號范圍內，實現實時定位跟蹤功能

　　數據傳輸 在信號范圍內，可實現無線數據透明收發傳輸功能

　　監測監控 外置傳感器，可實現模擬量、開關量監測監控終端;

　　應用行業

　　4.3.3、 物聯網網關

　　產品名稱：物聯網網關

　　硬件系統 處理器 ARM9 CC2530 RF 8051 MCU

　　內存 1M RAM 8M flash

　　工作參數 工作頻率 2394 MHz to 2507MHz

　　輸出功率 -30dBm to 20 dBm

　　接收靈敏度 -85dBm to -97 dBm

　　傳輸距離(空氣可視) 無線傳輸1000M

　　掉電保存期 >10年

　　工作溫度 -40℃ ～ +80℃

　　存儲溫度 -60℃ ～ +85℃

　　抗電磁干擾 10V/m 0.1～1000MHz AM調幅電磁波

　　震動 10～2000Hz 15g 三個軸

　　自由跌落 2000mm 混凝土地面，每個面各兩次

　　電源參數 電池(選裝)

　　工作電壓范圍 85V AC to 230V AC

　　工作電流 接收電流24 mA

　　最大發射電流300 mA

　　機械特性 材料 ABS 工程塑料

　　外形 DIN導軌

　　接口 以太網;URAT;zigbee無線;I/O

　　RS232;RS485;CAN BUS;(有線接口可選項)

　　指示燈 2個雙色LED指示燈;(可關閉)

　　防護等級 IP 54