(12)实用新型专利
(10)授权公告号(10)授权公告号 CN 203630821 U(45)授权公告日 2014.06.04
(21)申请号 201320852485.8(22)申请日 2013.12.23
(73)专利权人中国人民解放军国防科学技术大
学
地址410073 湖南省长沙市砚瓦池正街47
号
专利权人长沙市钶达昌电子科技有限公司(72)发明人谢剑斌 李沛秦 闫玮 刘通
谢昌颐(74)专利代理机构湖南省国防科技工业局专利
中心 43102
代理人冯青(51)Int.Cl.
G06Q 50/22(2012.01)
权利要求书1页 说明书3页 附图3页权利要求书1页 说明书3页 附图3页
(54)实用新型名称
基于物联网的老人关怀系统(57)摘要
本实用新型涉及基于物联网的老人关怀系统。该系统基于RFID的人员定位；面向老年人活动场景视频的姿态检测、行为检测、烟雾检测；面向老年人活动场景的呼救检测；综合人脸、指静脉、指纹等生物特征的多模身份认证；基于多传感器状态感知的个人健康检测与环境安全检测；基于可视终端的信息发布。该系统可应用于实现对老年人所处位置、摔倒、昏迷、打斗、呼救等事件的智能检测和报警，并具有家庭环境安全检测、个人健康情况检测、可接受度高的个人身份鉴别与认证、视频及图文信息发布等处理，提供全方位的老人关怀服务。CN 203630821 UCN 203630821 U
权 利 要 求 书
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1.基于物联网的老人关怀系统，包括：中心服务器（1）、客户端集中器（2）、客户端扩展设备，客户端扩展设备包括：RFID模块（3）、音视频智能监控模块（4）、多模身份认证模块（5）、状态感知模块（6）、可视终端（7），其特征在于，各个客户端扩展设备与客户端集中器相连接；客户端集中器与中心服务器相连接；
客户端集中器包括：RJ45接口、Ⅰ-Ⅳ号USB接口、RS232串口、音频输入接口、音频输出接口、VGA接口。
2.根据权利要求1所述的基于物联网的老人关怀系统，其特征在于，所述客户端集中器通过有线或无线网络与中心服务器连接。
3.根据权利要求1所述的基于物联网的老人关怀系统，其特征在于，中心服务器架设于管理中心，具有音视频下传功能；客户端集中器位于每一名用户的住所，与中心进行音视频上下传输。
4.根据权利要求1所述的基于物联网的老人关怀系统，其特征在于，所述RFID模块包括：RFID读卡器和RFID定位腕带，其中RFID读卡器通过网线与客户端集中器的RJ45接口相连，读卡器与腕带之间进行无线通信。
5.根据权利要求1所述的基于物联网的老人关怀系统，其特征在于，所述音视频智能监控模块包括：拾音器、摄像机、视频采集卡，拾音器与与客户端集中器的音频输入接口相连，摄像机输出视频信号与视频采集卡输入端相连，视频采集卡输出端与客户端集中器的Ⅰ号USB接口相连。
6.根据权利要求1所述的基于物联网的老人关怀系统，其特征在于，所述多模身份认证模块包括：人脸认证设备、指静脉认证设备、指纹认证设备，其中人脸认证部分硬件与音视频智能监控模块的视频采集卡复用，指静脉认证设备与客户端集中器的Ⅱ号USB接口相连；指纹认证设备与客户端集中器的Ⅲ号USB接口相连。
7.根据权利要求1所述的基于物联网的老人关怀系统，其特征在于，所述状态感知模块包括：个人健康测量设备、煤气传感器，其中健康测量设备与客户端集中器的Ⅳ号USB接口相连；煤气传感器与客户端集中器的RS232串口相连。
8.根据权利要求1所述的基于物联网的老人关怀系统，其特征在于，所述可视终端模块包括：视频采集、视频显示、音频采集、音频输出设备，其中视频采集部分硬件与音视频智能监控模块的视频采集卡复用，音频输入设备与音视频智能监控模块的拾音器复用，视频显示设备通过VGA接口与客户端集中器相连，音频输出设备与客户端集中器的音频输出接口相连。
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说 明 书
基于物联网的老人关怀系统
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技术领域
[0001]
本发明涉及基于物联网的老人关怀系统。
背景技术
[0002]
中国正在加速进入老龄社会，第六次全国人口普查数据显示，中国60岁以上老人
有1.78亿。由于我国独生子女家庭成为社会的主要构成部分，相当多数量的家庭由于子女异地工作等原因，造成空巢老人、独居老人等弱势老年人群体的数量也在不停的增加。由于现代社会居住环境相对封闭独立，老人独自在家存在关注缺失的问题，近年常有独居老人在家死亡多日才被发现的新闻见诸报道；此外也有独居老人在家遇到意外情况时救援不及时，造成更大程度伤害或损失的情况。全面立体地关爱这些老人，给他们创造一个平安、祥和、幸福的晚年，使他们平安、健康地度过每一天，是全社会的一个重要任务。
发明内容
[0003] 针对老人关怀问题，本专利设计一种基于物联网的老人关怀系统。该系统采用多种技术手段，综合物理传感器和音视频智能处理，从居住环境监测，到个人信息监测，以及信息发布、交互等，提供全方位的关怀服务。[0004] 基于物联网的老人关怀系统，包括：中心服务器（1）、客户端集中器（2）、客户端扩展设备，客户端扩展设备包括：RFID模块（3）、音视频智能监控模块（4）、多模身份认证模块（5）、状态感知模块（6）、可视终端（7），其中,各个客户端扩展设备与客户端集中器相连接；客户端集中器与中心服务器相连接；[0005] 客户端集中器包括：RJ45接口、Ⅰ-Ⅳ号USB接口、RS232串口、音频输入接口、音频输出接口、VGA接口。
[0006] 所述客户端集中器通过有线或无线网络与中心服务器连接。[0007] 中心服务器架设于管理中心，如养老院、小区、社区等，负责接收、响应各终端上传的信息，并具有音视频下传功能；客户端集中器位于每一名用户的住所，负责检测并处理环境信息、用户位置信息、用户安全信息等，当检测到异常情况时向管理中心发送报警信息，并可与中心进行音视频上下传输。[0008] 所述RFID模块包括：RFID读卡器和RFID定位腕带，其中RFID读卡器通过网线与客户端集中器的RJ45接口相连，读卡器与腕带之间进行2.4GHz无线通信。读卡器安装于用户所居住的房屋室内，其RFID信号覆盖整个室内；RFID腕带佩戴于用户手腕；其连接关系如图2所示：
[0009] 所述音视频智能监控模块包括：拾音器、摄像机、视频采集卡，拾音器与与客户端集中器的音频输入接口（MIC）相连，摄像机输出CVBS视频信号与视频采集卡CVBS输入端相连，视频采集卡AV输出端与客户端集中器的Ⅰ号USB接口相连，其中一个视频采集卡最多可支持3路摄像机视频输入；其连接关系如图3所示。
[0010]
所述多模身份认证模块包括：人脸认证设备、指静脉认证设备、指纹认证设备，其
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说 明 书
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中人脸认证部分硬件与音视频智能监控模块的视频采集卡复用，指静脉认证设备与客户端集中器的Ⅱ号USB接口相连；指纹认证设备与客户端集中器的Ⅲ号USB接口相连；其连接关系如图4所示。
[0011] 所述状态感知模块包括：个人健康测量设备、煤气传感器，其中健康测量设备与客户端集中器的Ⅳ号USB接口相连；煤气传感器与客户端集中器的RS232串口相连；其连接关系如图5所示。
[0012] 所述可视终端模块包括：视频采集、视频显示、音频采集、音频输出设备，其中视频采集部分硬件与音视频智能监控模块的视频采集卡复用，音频输入设备与音视频智能监控模块的拾音器复用，视频显示设备通过VGA接口与客户端集中器相连，音频输出设备与客户端集中器的音频输出接口相连；其连接关系如图6所示。
[0013] 本专利设计的基于物联网的老人关怀系统具有下列功能：基于RFID的人员定位；面向老年人活动场景视频的姿态检测、行为检测、烟雾检测；面向老年人活动场景的呼救检测；综合人脸、指静脉、指纹等生物特征的多模身份认证；基于多传感器状态感知的个人健康检测与环境安全检测；基于可视终端的信息发布。该系统可应用于实现对老年人所处位置、摔倒、昏迷、打斗、呼救等事件的智能检测和报警，并具有家庭环境安全检测、个人健康情况检测、可接受度高的个人身份鉴别与认证、视频及图文信息发布等处理，提供全方位的老人关怀服务。
附图说明
[0014] 图1是老人关怀系统整体架构；
[0015] [0016] [0017] [0018] [0019]
图2是RFID模块连接图；
图3是音视频智能监控模块连接图；图4是多模身份认证模块连接图5是状态感知模块连接图；图6是可视终端模块连接图。
具体实施方式
[0020] 本发明的系统可以实现以下功能：[0021] 1、客户端软件实时与读卡器通信，读取腕带位置信息，从而获取佩戴腕带用户所处位置。[0022] 2、摄像机根据需求安装于室内主要活动场所，如客厅、阳台等，数量可为一台至三台。摄像机输出的CVBS视频信号输入视频采集卡，视频采集卡进行数据采集、A/D转换后将数字化视频图像数据通过USB接口传送至客户端集中器；客户端集中器通过摄像机及视频采集卡采集监控场景内的图像，通过客户端软件检测其中是否存在人体，并实时检测人体姿态，当检测到人体突然摔倒或有呼救手势时，向中心发送报警信息。[0023] 3、客户端集中器通过摄像机及视频采集卡采集监控场景内的图像，通过客户端软件检测其中是否存在人体，并实时检测人体行为，当检测到人员斗殴等异常行为时，向中心发送报警信息。[0024] 4、客户端集中器通过摄像机及视频采集卡采集监控场景内的图像，通过客户端软
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件实时检测其中是否存在烟雾，当检测到烟雾时，向中心发送报警信息。[0025] 5、客户端集中器通过麦克风收集用户语音信息，并通过客户端软件进行实时采样分析，当检测到异常呼救时，向中心发送报警信息。[0026] 6、客户端集中器通过摄像机及视频采集卡每天采集用户面部图像，并通过客户端软件进行特征提取与比对，以验证用户身份。当多次连续认证失败，或超过一定天数未成功验证用户身份时，向中心发送报警信息。[0027] 7、用户定期将手指伸入静脉认证装置，客户端集中器采集用户手指静脉图像，并通过客户端软件进行特征提取与比对，以验证用户身份。当多次连续认证失败，或超过一定天数未成功验证用户身份时，向中心发送报警信息。[0028] 8、用户定期将手指放至指纹认证装置，客户端集中器采集用户手指指纹图像，并通过客户端软件进行特征提取与比对，以验证用户身份。当多次连续认证失败，或超过一定天数未成功验证用户身份时，向中心发送报警信息。[0029] 9、客户端集中器通过健康测量设备采集用户心跳、脉搏、血压等信息，并通过客户端软件进行实时分析，当检测到数据异常，或超过一定天数没有测量时，向中心发送报警信息。
[0030] 10、煤气传感器实时采样居室环境气体，当检测到异常时发送报警信号至客户端集中器，客户端软件响应该信息，并向中心发送报警信息。[0031] 11、客户端软件可接收中心下传的音视频广播，并可将与客户端集中器相连的音视频信号根据中心需求上传至中心，实现双向音视频传输。
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