一种基于红外对管传感器的室内安全监测终端及系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种基于红外对管传感器的室内安全监测终端及系统，涉及老年人智能健康辅助领域，可以不需老年人主动参与，且不涉及任何视频、图像、声音信息，有效地保护老年人个人隐私。所述室内安全监测终端包括：位于室内的若干监测节点和主控节点；所述监测节点，用于对该监测节点连接的2个区域的人员出入情况进行监测；所述主控节点，用于对每个监测节点进行轮流查询，获得人员在各区域的出入情况，并判断人员的出入情况是否违反安全监测规则，若违反则报警。
【专利说明】一种基于红外对管传感器的室内安全监测终端及系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及老年人智能健康辅助领域，尤其涉及一种基于红外对管传感器的室内 安全监测终端及系统。
【背景技术】
[0002] 21世纪人类进入老龄化时代，人口老龄化已经成为全球最为关注的社会问题，也 已成为影响我国社会经济发展的重大战略性问题。随着老龄化趋势的不断加深，独居老年 人数量也逐步攀升。人身安全状况监测是独居老年人群面临最亟待解决的两个问题。目前， 独居老年人室内安全状况监测基本全部依靠人工看护，而人工看护存在成本高昂和不便于 保护老年人隐私等方面的问题。
[0003] 目前，针对独居老年人室内安全监测问题，应用比较广泛的技术主要包括基于视 频的监测技术和基于可穿戴感知设备的监测技术。基于视频的监测技术不可避免地带来隐 私泄漏等问题。基于可穿戴设备的监测技术一方面存在妨碍老年人正常活动的缺点，另一 方面，该类设备一般需要老年人主动参与。上述两类技术的不足限制了其应用范围。
【发明内容】
[0004] 本发明的实施例提供一种一种基于红外对管传感器的室内安全监测终端及系统， 可以不需老年人主动参与，且不涉及任何视频、图像、声音信息，有效地保护老年人个人隐 私。
[0005] 为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
[0006] -种基于红外对管传感器的室内安全监测终端，包括：位于室内的若干监测节点， 主控节点；
[0007] 所述监测节点，用于对所述监测节点连接的2个区域的人员出入情况进行监测， 当有新的出入事件时，将所述出入事件存放在自身的上传队列里，所述出入事件包括人员 出入情况；
[0008] 所述主控节点，用于对每个监测节点进行轮流查询；
[0009] 所述监测节点，还用于在接收到所述主控节点的查询时，将存放在自身的上传队 列里的出入事件打成数据包发送给所述主控节点；其中，所述数据包的格式为〈NodelD， I\0_Flag> ;其中，NodeID为监测节点的身份标识，I\0_Flag为人员的进出标记；
[0010] 所述主控节点，还用于接收所述监测节点发送的数据包，并在数据包中加入本地 时间戳，将其扩展为：〈NodeID，I\0_Flag，Timestamp〉，并将扩展后的〈NodelD，I\0_Flag，Timestamp〉存入Node_Location表中；所述主控节点中预先存储有NodeID对应的监测节 点连接的两个区域From和To以及标记两个区域的联通顺序的InNum;
[0011] 所述主控节点，还用于查询获得所述NodeID对应的所述监测节点连接的2个区域 From和To,并判断所述I\0_Flag与查询到的InNum是否一致，则一致则表示用户从From进入到To,反之则表示用户从To进入到From;所述主控节点内预存有每个区域对应的若 干条安全监测规则，每条安全监测规则包含两个元素：起始时间start_time和持续时间duration；
[0012] 所述主控节点，还用于查询所述所述人员进入到的区域对应的若干条安全监测规 贝U，以start_time距离所述Timestamp最近的安全监测规则作为当前的安全监测规则，判 断所述人员待在该区域的时间是否超过所述区域当前的安全监测规则的持续时间；若超 过，则通过声音提示进行前期预警；若在前期预警结束前接收到任意一个监测节点的数据 包，则解除预警；若在前期预警结束后仍未接收到任意一个监测节点的数据包，则通过以太 网给指定IP地址发送报警信息。
[0013] 所述监测节点包括：处理器，2对红外发射/接收对管，RS485通信收发器，供电电 路；
[0014] 每一对所述红外发射/接收对管的发射二极管、接收二极管正对齐；两个红外发 射二极管持续发射红外线，当无人员遮挡时，对应的红外接收二极管正常接收红外信号输 出高电平；当有人员遮挡时，对应的红外接收二极管接收不到红外信号输出低电平；两个 红外接收二极管的信号输出引脚被连接到处理器的外部中断引脚，使处理器可以得知两束 红外信号被遮挡的情况；
[0015] 所述处理器，用于根据两束红外信号被遮挡的顺序判定出人员通过的方向，并生 成一个出入事件，放入上传队列；
[0016] 所述RS485通信收发器，用于通过RS485接口传输所述监测节点与所述主控节点 之间的通彳目?目息。
[0017] 所述供电电路，用于为所述监测节点提供5V的电源。
[0018] 一种系统，包括上述的基于红外对管传感器的室内安全监测终端，以及服务器端 和查阅终立而；
[0019] 所述室内安全监测终端，用于将用户日常行为数据的收集及异常状况的检测的日 志信息上报给服务器；以及将报警信息发送给所述服务器端；
[0020] 所述服务器端，用于记录日志信息和接收报警信息，接收到报警信息后如果是上 班时间，则在屏幕上显示报警信息；如果在非上班时间，则通过短信猫功能，将所述报警信 息以短信方式发送给工作人手机；
[0021] 所述服务器端，还用于负责用户注册，及充当Web服务器，像所述查阅终端提供日 志数据和报警信息；
[0022] 所述查阅终端，用于向所述服务器端进行用户注册，并在注册通过后通过网页的 形式浏览注册用户的日志数据和报警信息。
[0023] 上述技术方案提供的室内安全监测终端及系统，不需要老年人主动参与，完全以 自然状态下老年人在室内的移动行为作为安全监测的判断依据。同时，该终端不涉及任何 视频、图像、声音信息，有效地保护老年人个人隐私。
【专利附图】
【附图说明】
[0024] 图1为本发明实施例提供的一种基于红外对管传感器的室内安全监测终端的结 构示意图；
[0025] 图2为本发明实施例提供的一种监测节点的结构示意图；
[0026] 图3为本发明实施例提供的一种系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0027] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0028] 本发明实施例提供了一种基于红外对管传感器的室内安全监测终端，如图1所 示，所述室内安全监测终端包括：位于室内的若干监测节点1，主控节点2。所有监测节点采 用统一供电方式，并通过数据总线与主控节点2相连。
[0029] 主控节点采用轮训的方式查询每个监测节点，获取人员的进出门数据。每个监测 节点与固定的某个室内区域（例如卧室、厨房、卫生间等）绑定。事先根据用户长期在室内 的活动规律，构建安全监测规则文件，设定在每个区域内的若干监测规则（进入时间、大致 停留时间等）。ARM主控节点上的逻辑处理程序，根据监测规则对老年人潜在的不安全行为 进行预警或发送警报。每个家庭中的ARM主控节点通过Internet与社区中心的服务器链 接。一旦检测到独居老年人可能发生危险状况且在规定时间内未取消预报警提示，则立刻 将报警信息发送到社区中心的服务器上，及时寻求救助。
[0030] 所述监测节点1，用于对其所在位置的人员出入情况进行监测，当有新的出入事件 时，监测节点1将其存放在自身的上传队列里。
[0031] 如图2所示，所述监测节点1包括：处理器11，2对红外发射/接收对管12,RS485 通信收发器13,供电电路14。
[0032] 其中，每一对红外发射/接收对管12的发射二极管121、接收二极管122正对齐； 两个红外发射二极管121持续发射红外线，当无人员遮挡时，对应的红外接收二极管122可 以正常接收红外信号输出高电平；当有人员遮挡时，对应的红外接收二极管122接收不到 红外信号输出低电平。两个红外接收二极管122的信号输出引脚被连接到处理器11的外 部中断引脚，使处理器11可以得知两束红外信号被遮挡的情况。在这里，所述处理器11可 以是ATMega8。
[0033] 红外对管包括一个红外线发射管与一个红外线接受管，采用850匪波长。对置发 射管与接收端，在无遮挡情况下，接收管输出高电平；当因外物遮挡，接收端接收不到来自 发射管的红外信号时输出低电平。根据该原理，可通过布置在室内若干门框上的红外对管 实现监测独居老年人在室内各区域的移动和停留状况。单个红外对管仅能监测是否有人通 过，但并不能判断通过方向，即不能判断是进门还是出门。为解决该问题，本发明在水平方 向布置两个红外对管。通过两个红外对管输出低电平的先后顺序判断通过方向。两个水平 布置的红外对管模块可形成一个监测节点。
[0034] 所述处理器11根据两束红外信号被遮挡的顺序判定出人员通过的方向，并生成 一个出入事件，放入上传队列。
[0035] 所述RS485通信收发器13,用于通过RS485接口传输所述监测节点1与所述主控 节点2之间的通信信息。
[0036] 所述供电电路14,用于为所述监测节点1提供5V的电源。
[0037] 在数据通讯过程中，当监测节点1收到来自主控节点2的数据包时，立即根据通信 协议接收、校验、解析该数据包，并确认该数据包的接收者是否为本节点。如果确认成功，监 测节点根据包的类型执行相应操作。本终端中包含两种数据包：Ping指令、事件查询指令。 当监测监点收到来自主控节点的Ping指令后，直接发送一个Ping回复，告知主控节点本节 点存在；当监测节点收到事件查询指令后，节点将上传队列中的出入事件打包回复给主控 节点2,并清空所述上传队列。
[0038] 为了实现独居老年人室内安全监测，终端在运行前需要人为地定义监测节点与室 内具体区域的绑定关系。
[0039] 本发明中采用XML表示上述绑定关系，监测节点与室内具体区域的绑定关系 (Node_Location)可表不如下：
[0040]
【权利要求】
1. 一种基于红外对管传感器的室内安全监测终端，其特征在于，包括：位于室内的若 干监测节点，主控节点； 所述监测节点，用于对所述监测节点连接的2个区域的人员出入情况进行监测，当有 新的出入事件时，将所述出入事件存放在自身的上传队列里，所述出入事件包括人员出入 情况； 所述主控节点，用于对每个监测节点进行轮流查询； 所述监测节点，还用于在接收到所述主控节点的查询时，将存放在自身的上传队列里 的出入事件打成数据包发送给所述主控节点；其中，所述数据包的格式为〈NodelD，1\0_ Flag〉；其中，NodelD为监测节点的身份标识，I\0_Flag为人员的进出标记； 所述主控节点，还用于接收所述监测节点发送的数据包，并在数据包中加入本地时 间戳，将其扩展为：〈NodeID，I\0_Flag，Timestamp〉，并将扩展后的〈NodelD, I\0_Flag， Timestamp〉存入Node_Location表中；所述主控节点中预先存储有NodelD对应的监测节 点连接的两个区域From和To ;以及标记两个区域的联通顺序的InNum ; 所述主控节点，还用于查询获得所述NodelD对应的所述监测节点连接的2个区域From 和To,并判断所述I\0_Flag与查询到的InNum是否一致，则一致则表示用户从From进入到 To,反之则表示用户从To进入到From ;所述主控节点内预存有每个区域对应的若干条安全 监测规则，每条安全监测规则包含两个元素：起始时间start_time和持续时间duration ; 所述主控节点，还用于查询所述所述人员进入到的区域对应的若干条安全监测规则， 以start_time距离所述Timestamp最近的安全监测规则作为当前的安全监测规则，判断所 述人员待在该区域的时间是否超过所述区域当前的安全监测规则的持续时间；若超过，则 通过声音提示进行前期预警；若在前期预警结束前接收到任意一个监测节点的数据包，则 解除预警；若在前期预警结束后仍未接收到任意一个监测节点的数据包，则通过以太网给 指定IP地址发送报警信息。
2. 根据权利要求1所述的室内安全监测终端，其特征在于，所述监测节点包括：处理 器，2对红外发射/接收对管，RS485通信收发器，供电电路； 每一对所述红外发射/接收对管的发射二极管、接收二极管正对齐；两个红外发射二 极管持续发射红外线，当无人员遮挡时，对应的红外接收二极管正常接收红外信号输出高 电平；当有人员遮挡时，对应的红外接收二极管接收不到红外信号输出低电平；两个红外 接收二极管的信号输出引脚被连接到处理器的外部中断引脚，使处理器可以得知两束红外 信号被遮挡的情况； 所述处理器，用于根据两束红外信号被遮挡的顺序判定出人员通过的方向，并生成一 个出入事件，放入上传队列； 所述RS485通信收发器，用于通过RS485接口传输所述监测节点与所述主控节点之间 的通信信息； 所述供电电路，用于为所述监测节点提供5V的电源。
3. -种系统，其特征在于，包括权利要求1或2所述的基于红外对管传感器的室内安全 监测终端，以及服务器端和查阅终端； 所述室内安全监测终端，用于将用户日常行为数据的收集及异常状况的检测的日志信 息上报给服务器；以及将报警信息发送给所述服务器端； 所述服务器端，用于记录日志信息和接收报警信息，接收到报警信息后如果是上班时 间，则在屏幕上显示报警信息；如果在非上班时间，则通过短信猫功能，将所述报警信息以 短信方式发送给工作人手机； 所述服务器端，还用于负责用户注册，及充当Web服务器，像所述查阅终端提供日志数 据和报警信息； 所述查阅终端，用于向所述服务器端进行用户注册，并在注册通过后通过网页的形式 显示注册用户的日志数据和报警信息。
【文档编号】G08B21/04GK104484980SQ201410759373
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月6日 优先权日:2014年12月6日
【发明者】倪红波, 王天本, 周兴社, 赵婷芝, 白亮 申请人:西北工业大学