養老院人員定位健康管理技術選型方案

廣州拙進通信技術有限公司    高遠

1.  應用場景

     隨著中國社會老齡化的迅速發展，越來越多的老人住進養老院。由于服務人員有限，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，可以準確區分人員所在樓層。

    b) 通過在一樓出入口部署RFID識別點設備，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) 通過在養老院大門部署RFID識別設備，可以準確記錄人員進出方向。

    e)  通過在房間部署RFID十八設備，可以知道人員在什么房間。

    f)  RFID人員管理標簽形態多樣，豐儉由人：

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

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

     當采用RFID手環時，可以實現位置與健康監測，主要用戶體驗如下：

          區域定位，實現進出識別、樓層定位、房間定位、威脅區域告警

          夜間無感知自動定時采集心率/血壓，異常預警

          自動采集人員每日計步、睡眠數據。

3 養老院人員定位技術選型分析

     目前可以用的室內定位技術如下：

     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WIFI進行定位，定位精度號稱3m左右。

各種定位技術基本原理與優劣勢分析如下：

     A. UWB

     a)   原理：UWB技術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)  優勢：定位精度高。

     c)  劣勢：

         i. 設備成本高。每個房間均需部署設備，要實現精確定位，一個房間至少部署3個設備，成本很高，施工調試難度大。

         ii. 維護要求高，每次設備移動位置 ，都需要重新調試，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

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

      b) 優勢： Zigbee設備可以實現自組網，設備之間可以通過無線進行數據路由。

      c) 劣勢：

          i. 標簽耗電

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

    C. 多頻RFID技術

     a)  技術原理：

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

     b)  優勢：

        i.設備成本低。

        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。

     c)  劣勢：

        i.設備要組網。

        ii.無法連續定位

 D. 單頻RFID技術可行性分析

      a)技術原理：采用2.4G單頻信號，通過控制2.4G信號的覆蓋范圍，實現人員區域識別。

      b) 優勢：

        i.設備成本低

        ii.標簽成本低

      c) 劣勢：

        i.定位精度低

        ii.信號易漂移

                                                i.                

4. 養老院人員位置管理核心用戶體驗要點

       養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、設備維護等工作越少越好。

     c) 成本。包括系統建設成本與為維護成本。

       實際應用中對技術選型是在成本、用戶體驗之間取折衷。 從用戶核心體驗出發，養老院最好的定位技術是UWB，但UWB技術成本過高，在養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技術實現養老院人員定位與基礎健康監測。

       多頻RFID技術在養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，可以準確區分人員所在樓層。

     b) 通過在一樓出入口部署RFID識別點設備，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) 通過在養老院大門部署RFID識別設備，可以準確記錄人員進出方向。

     e) 通過在房間部署RFID十八設備，可以知道人員在什么房間。

     f)  RFID人員管理標簽形態多樣，豐儉由人：

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

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

         當采用RFID手環時，可以實現位置與健康監測，主要用戶體驗如下：

         i. 區域定位，實現進出識別、樓層定位、房間定位、威脅區域告警

         ii. 夜間無感知自動定時采集心率/血壓，異常預警

         iii. 自動采集人員每日計步、睡眠數據。

5. 應用方案

5.1.系統結構

5.2.系統功能

    a)   系統管理：實現系統配置管理，包括權限管理、角色管理、用戶管理等。

    b)   設備管理：實現對所有設備的配置管理與實時狀態監控

    c)   區域管理：實現區域數據、樓宇數據配置以及區域權限管理，可實現分級分 權限管理。

    d)   人員管理：實現人員信息同步以及人員信息管理

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

    f)    進出管理：實時監控各出入點實時進出人員數據、人員進出統計記錄，人員在一段時間內的活動軌跡。

    g)   敏感區域管理：設定敏感區域可以進出人員名單，顯示敏感區域人員進出信息、顯示非授權進出告警信息

    h)  健康管理：健康數據采集統計與呈現

 主要系統界面截圖如下：

   人員軌跡

實時監控