一种智能楼道监控系统的制作方法

本发明涉及楼层监控技术领域，更具体地说，它涉及一种智能楼道监控系统。

背景技术：

现有的楼道监控系统，主要是用于楼道的安全管理，例如识别陌生人，识别火灾等。如专利公告号为CN203951649U的中国专利，便提出了一种基于Zigebee通信的楼道LED照明及火警监控系统，其发明的主要目的便在于对楼道内的光照强度进行调节以节约能源消耗，以及预警火灾的发生等。

上述设计对于一般场合的监控需求已经能够满足，但是对于一些特殊的场合，例如养老院等，楼道内经常出现一些突发状况，如老人摔倒、需要药品、遗忘物件、需要紧急医疗帮助等情况。现有的楼道监控系统还不能满足上述要求。

技术实现要素：

针对实际运用中楼道内人员需要帮助却在第一时间得不到解决满足的问题，具体方案如下：

一种智能楼道监控系统，包括楼道监测终端以及与之通信连接的远程监控终端，所述楼道监测终端包括：

行为特征识别单元，用于检测识别楼道内人员的声音、动作特征信号以及人员所在位置信号，输出识别信号；

控制单元，与行为特征识别单元信号连接，接收行为特征识别单元不同的识别信号，输出相应的控制信号；

物料存储单元，包括设于楼层内部的用于存储楼道内人员所需物料的储料柜以及将物料分类输出的出料装置；所述出料装置与控制单元信号连接，并接收所述控制信号输出不同的物料；

送料单元，包括取料模块及送料模块，与控制单元信号连接，接收并响应于所述控制信号，获取物料存储单元输出的物料并送至楼道内指定区域。

通过上述技术方案，行为特征识别单元识别楼道内人员的动作特征信号并将其发送至控制单元，控制单元依据识别信号判定出楼道内人员的需求，控制送料单元将对应的物料送至楼道内人员所在位置。与现有的楼道监控系统相比，上述方案能够在第一时间将楼道内人员所需物料送至指定区域处，方便楼道内人员出行。

进一步的，所述行为特征识别单元包括：

语音识别组件，包括语音识别器、语音信号存储器以及语音信号匹配器，所述语音信号匹配器与语音识别器以及语音信号存储器连接，所述语音信号识别器设于楼道内，接收并识别出楼道内人员的语音信号并输出一语音识别信号，所述语音信号匹配器的信号输入端接收所述语音识别信号以及语音信号存储器中存储的语音信号，匹配后输出一语音指令信号；

动作特征识别组件，包括设于楼道中的多台高清摄像机以及与所述高清摄像机信号连接的图像处理器，所述图像处理器接收高清摄像机拍摄的图像并对其进行处理，输出一动作识别信号；

人员位置识别组件，包括设置于楼道内人员身上的RFID标签以及多个设于楼道中的RFID标签识别器，所述RFID标签识别器识别楼道内人员身上的RFID标签并输出其对应的人员位置信号。

通过上述技术方案，监控系统可以采集楼道内人员的声音信号以及动作特征信号，确认楼道内人员的需求，而后通过人员位置识别组件识别出人员的位置，方便送料输送物料。

进一步的，所述储料柜包括多层储料层，人员所需物料分别放置于各储料层中且物料表面设置有供扫描识别的图形码；

所述出料装置包括多个平行于储料层设置的导向杆、与控制单元信号连接的第一控制器，所述导向杆上活动套设有第一图形码扫描器、用于夹取物料的第一机械手以及驱动第一图形码扫描器以及第一机械手在导向杆上运动的第一驱动件；

所述第一控制器控制第一图形码扫描器沿导向杆运动并且扫描物料表面的图形码，第一图形码扫描器扫描物料表面的图形码输出第一扫描信号，第一控制器接收第一扫描信号并将其与控制单元发出的控制信号进行比较，若第一扫描信号对应的物料与控制单元所要抓取的物料相对应，所述第一控制器控制第一驱动件以及第一机械手相互配合拿取物料。

通过上述技术方案，当楼道内人员需要一些特定物料时，可以通过第一机械手精确夹取对应的物料送至取料模块中。

进一步的，所述取料模块包括第二图形码扫描器、第二机械手以及与控制单元信号连接的第二控制器；

所述第二图形码扫描器扫描物料上的图形码并输出第二扫描信号，第二控制器接收所述第二扫描信号以及控制单元的控制信号，若第二扫描信号对应的物料与控制单元所要抓取的物料相对应，所述第二机械手抓取物料至送料模块。

进一步的，所述送料模块包括第三控制器、设于楼道中的送料导轨以及与送料导轨滑移连接的送料盒，所述送料盒由设于导轨上的第二驱动件驱动；

所述第三控制器与控制单元信号连接，接收所述控制单元的控制信号控制送料盒送达的位置。

进一步的，所述送料盒上设置有用于防止他人打开送料盒的权限管理器，所述权限管理器包括一与需要物料的人员身上的RFID标签相对应的RFID标签识别器以及与所述RFID标签识别器信号连接的电子锁，所述电子锁接收并响应于所述RFID标签识别器发出的信号控制送料盒的开闭。

通过上述技术方案，可以防止楼道内的其他人打开送料盒。

进一步的，所述RFID标签的数量至少为2个且分别放置于楼道内人员身体的不同高度的位置，所述行为特征识别单元还包括一用于检测各RFID标签距离地面高度的RFID标签高度识别器以及与之相连的数据处理器，所述RFID标签高度识别器检测各RFID标签距离楼道内地面的高度，输出多个高度检测值；所述数据处理器接收多个所述高度检测值，计算各个高度检测值的平均值，若其低于预设值，则输出一预警信号至远程监控终端。

通过上述技术方案，当楼道内人员摔倒后，各RFID标签距离楼道地面的距离平均值将会小于预设值，由此可以快速地判定出楼道内有人员摔倒，并将该信号第一时间传送至远程监控终端。

进一步的，所述控制单元包括一监控服务器，所述监控服务器连接有数据库，所述数据库用于存储楼道内常驻人员的行为特征信息以及各个区域的物料位置信息，所述监控服务器接收楼道内人员的语音或动作指令并检测楼道内人员所在位置，控制物料存储单元以及送料单元动作。

进一步的，所述远程监控终端包括手机、PC或者平板电脑。

与现有技术相比，本发明通过在楼道内设置高清摄像机、语音识别器、送料单元等功能部件，不仅实现了传统楼道监控的功能，还能够在楼道人员有物料需求时可以及时地将物料送至楼内人员的手中，方便楼道内人员使用。

附图说明

图1为本发明的整体框架示意图。

附图标志：1、楼道监测终端；2、远程监控终端；11、行为特征识别单元；12、控制单元；13、物料存储单元；14、送料单元；111、语音识别组件；112、动作特征识别组件；113、人员位置识别组件；131、储料柜；132、出料装置；1311、储料层；1313、图形码；1321、导向杆；1322、第一图形码扫描器；1323、第一控制器；1324、第一机械手；1325、第一驱动件；141、取料模块；142、送料模块；1411、第二图形码扫描器；1412、第二机械手；1413、第二控制器；1421、第三控制器；1422、送料导轨；1423、送料盒；1424、第二驱动件；1425、权限管理器；1426、电子锁；1131、RFID标签；1132、RFID标签识别器；121、监控服务器；122、数据库。

具体实施方式

下面结合实施例及图对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不仅限于此。

如图1所示，一种智能楼道监控系统，包括楼道监测终端1以及与之通信连接的远程监控终端2，其中，远程监控终端包括手机、PC或者平板电脑。远程监控终端2与楼道监测终端1通过WIFI通信模块或者Internet网络或者GSM网络通信模块通信。楼道监测终端1包括：行为特征识别单元11、物料存储单元13、送料单元14以及控制单元12，其中，行为特征识别单元11用于检测识别楼道内人员的声音、动作特征信号以及人员所在位置信号，输出识别信号。控制单元12与行为特征识别单元11信号连接，接收行为特征识别单元11不同的识别信号，输出相应的控制信号。物料存储单元13包括设于楼层内部的用于存储楼道内人员所需物料的至少一个储料柜131以及将物料分类输出的出料装置132；所述出料装置132与控制单元12信号连接，并接收所述控制信号输出不同的物料。送料单元14包括取料模块141及送料模块142，与控制单元12信号连接，接收并响应于所述控制信号，获取物料存储单元13输出的物料并送至楼道内指定区域。

上述方案中，当楼道内的人员遇到紧急情况或者需要紧急帮助时，例如养老院中的老人在楼道内活动，由于健忘，经常忘记拿取药物或者其它随身物件，或在特定情况下需要别人帮助拿取物料却又无人应答时，控制单元12可以根据行为特征识别单元11所发出的识别信号控制物料存储单元13以及送料单元14将楼道内人员所需物料及时送到楼道内人员的手中。上述楼道监控系统，在对楼道安全进行监控的同时也能够为楼道内人员，尤其是老人的出行以及生活带来便利。

在楼道中，监控系统采集楼道内人员的除了常规的面部特征外，还包括楼道内人员的声音、动作以及对应的位置信息，为实现上述目的，对于行为特征识别单元11，主要包括以下几个模块组件：

语音识别组件111，语音识别组件111包括语音识别器、语音信号存储器以及语音信号匹配器，语音信号匹配器与语音识别器以及语音信号存储器连接。语音信号识别器设于楼道的墙壁上，接收并识别出楼道内人员的语音信号并输出一语音识别信号，语音信号匹配器的信号输入端接收语音识别信号以及语音信号存储器中存储的语音信号，若语音识别信号以及语音信号相匹配，则输出一语音指令信号。上述语音识别器主要包括麦克风以及初级滤波降噪电路，语音信号匹配器主要包括微控制芯片，经过初级滤波降噪电路过滤后的语音信号经A/D芯片转换为数字语音信号输入至微控制芯片中。语音信号存储器中存储有各项语音指令信号对应的数字语音信号；微控制芯片的数据输入管脚与语音信号存储器数据连接，访问语音信号存储器中的数据，当经A/D转换后的数字语音信号与语音信号存储器中存储的语音指令信号相匹配时，输出该语音指令信号。

上述方案最大的便捷之处在于可以利用楼道内人员的语音信号控制送料单元14的动作，方便有效。

对于动作特征识别组件112，主要包括设于楼道中的多台高清摄像机以及与高清摄像机信号连接的图像处理器，图像处理器接收高清摄像机拍摄的图像并对其进行处理，输出一动作识别信号。在本发明中，上述图像处理器包括一图像处理软件模块，上述图像处理软件模块首先将高清摄像机拍摄的图像进行随机分帧处理，采集其中的若干帧图像进行像素增强，而后检测图像中的灰度值，判定出图像中人员的轮廓图像，若轮廓图像显示的图形与图像处理器中存储的图形大致相等，则将该轮廓图形作为动作识别信号输出。

对于人员位置识别组件113，主要包括设置于楼道内人员身上的RFID标签1131以及多个设于楼道中的RFID标签识别器1132，RFID标签识别器1132识别楼道内人员身上的RFID标签1131发出的射频信号，并输出其对应的人员位置信号。由于每个RFID标签识别器1132的位置都是固定的，因此，当RFID标签1131识别到对应的RFID标签1131时，则可以将楼道内人员的位置确定。更为优选的，可以依据多个RFID标签识别器1132识别出的信号的强弱，利用三角定位原理判定出配备有RFID标签1131人员的具体位置。上述人员位置信号发送至控制单元12方便后续送料单元14进行准确的送料。

对于储料柜131，类似于商场自动售卖机，包括多层储料层1311，人员所需物料分别放置于各储料层1311中且物料表面设置有供扫描识别的图形码1313。出料装置132包括多个平行于储料层1311设置的导向杆1321、与控制单元12信号连接的第一控制器1323，导向杆1321上活动套设有第一图形码扫描器1322、用于夹取物料的第一机械手1324以及驱动第一图形码扫描器1322以及第一机械手1324在导向杆1321上运动的第一驱动件1325。在本实施例中，第一驱动件1325采用伺服电机，伺服电机的控制端与控制单元12信号连接，导向杆1321为一与所述伺服电机转轴固定连接的丝杠，第一图形码扫描器1322即扫描枪，优选的，在本发明中图形码1313为二维码或条形码，方便扫描枪扫描的同时也能够被楼道内人员扫描，楼道内人员利用智能手机等移动端扫描上述图形码1313可以获取对应的物料信息。第一机械手1324主要包括一伸缩杆以及一个夹持杆，夹持杆与常用工业机器人夹取端相同，用于夹取储料层1311上的物料。第一控制器1323控制第一图形码扫描器1322沿导向杆1321运动并且扫描物料表面的图形码1313，第一图形码扫描器1322扫描物料表面的图形码1313输出第一扫描信号，第一控制器1323接收第一扫描信号并将其与控制单元12发出的控制信号进行比较，若第一扫描信号对应的物料与控制单元12所要抓取的物料相对应，第一控制器1323控制第一驱动件1325以及第一机械手1324相互配合拿取物料。在本发明中，第一控制器1323采用独立的与控制单元12信号连接的微控制芯片控制伺服电机以及扫描枪的动作。

在本发明中，取料模块141主要作用在于抓取物料放置到送料模块142中，取料模块141包括第二图形码扫描器1411、第二机械手1412以及与控制单元12信号连接的第二控制器1413，第二控制器1413与第一控制器1323一样，采用以微处理器芯片搭建的功能电路。

第二图形码扫描器扫描物料上的图形码1313并输出第二扫描信号，第二控制器1413接收第二扫描信号以及控制单元12的控制信号，若第二扫描信号对应的物料与控制单元12所要抓取的物料相对应，第二机械手1412抓取物料至送料模块142。

送料模块142包括第三控制器1421、设于楼道中的送料导轨1422以及与送料导轨1422滑移连接的送料盒1423，送料盒1423由设于导轨上的第二驱动件1424驱动。优化的，本发明中，送料导轨1422设置于楼道的墙壁上，包括一滑轨，滑轨上设置有滑槽，第二驱动件1424包括与送料盒1423相连的驱动电机，驱动电机驱动滑槽内设置的滑轮转动，滑轮通过连接件与送料盒1423相连，由此实现由驱动电机驱动送料盒1423沿滑轨运动。第三控制器1421同样采用微处理器芯片，例如ARM或者单片机，与控制单元12信号连接，接收控制单元12的控制信号控制驱动电机的转动时间和转数，将送料盒1423送达预定位置。

为了防止在送料过程中他人打开送料盒1423，优化的，送料盒1423上设置有用于防止他人打开送料盒1423的权限管理器1425，权限管理器1425包括与需要物料的人员身上的RFID标签1131相对应的RFID标签识别器1132以及与RFID标签识别器1132信号连接的电子锁1426，电子锁1426接收并响应于RFID标签识别器1132发出的信号控制送料盒1423的开闭。上述过程类似于RFID门禁系统，当使用者使用RFID标签1131给到RFID标签识别器1132扫描时，上述RFID标签识别器1132若识别成功，将会输出一电子锁1426的控制信号，控制电子锁1426开启。

针对于养老院中楼道内的老人摔倒的情况，本发明中行为特征识别单元11中还设有一个用于检测老人是否摔倒的报警模块，其利用前述的RFID标签1131的数量至少为2个且分别放置于楼道内人员身体的不同高度的位置，行为特征识别单元11还包括一用于检测各RFID标签1131距离地面高度的RFID标签高度识别器以及与之相连的数据处理器，RFID标签高度识别器检测各RFID标签1131距离楼道内地面的高度，输出多个高度检测值。数据处理器接收多个高度检测值，计算各个高度检测值的平均值，若其低于预设值，则输出一预警信号至远程监控终端2。在实际运用中，在楼道内人员的身上，例如衣服裤子上缝制上多个RFID标签1131，上述方案可以简单理解为，当楼道内人员正常站立时，上述标签对应的平均高度应该在一个较为合理的范围，当上述RFID标签1131距离地面的平均值小于一个设定值，则可以理解为楼道内人员已经摔倒，此时发出报警信号给到远程监控终端2，可以使得远程监控终端2能够在第一时间接到上述报警信息并及时地处理。

对于本发明的控制单元12，主要包括一监控服务器121，所述监控服务器121连接有数据库122，所述数据库122用于存储楼道内常驻人员的行为特征信息以及各个区域的物料位置信息，所述监控服务器121接收楼道内人员的语音或动作指令并检测楼道内人员所在位置，控制物料存储单元13以及送料单元14动作。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。