老年人居家安全防护系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种老年人居家安全防护系统，具有4个子系统：1）远距离安全监控系统：整合网络摄影机、ROVIO机器人及Webcam的监控录像功能，可让看护人员知道远程老年人的状况。2）ZigBee紧急求救系统：可让老年人在按下求救钮后，透过ZigBee网络，将讯号传送至远程安全监控系统，让看护人员得知。3）网络电话交换系统：透过网络电话，让老年人与看护人员可随时互动。4）行动式互动影音存储系统：可提供用户将影像储存至远程网络服务器、并可下载静态或动态的影像至Android手机或电脑观看，以达到网络影像信息交换的目的。本发明可降低老年人意外发生的几率，为老年人的居家安全提供一张完整的防护网。
【专利说明】老年人居家安全防护系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种居家安全防护系统系统，特别是一种整合了 IP CAM及R0VI0机 器人的远距离监控功能、紧急求救系统及网络影像信息交换功能的老年人居家安全防护系 统，主要用于老年人居家安全防护。
【背景技术】
[0002] 随着社会的进步、经济的发展及医疗水平的提高，人类平均寿命不断地延长，高龄 人口快速成长已成为社会一致的趋势。随着高龄人口占总人口数比例的增加及高龄化社会 的来临，老人的相关议题日益受到重视。现在的社会是老年化的时代，而双薪家庭是现今 社会发展的趋势。大多数的人都忙于工作，而无多余的心力照顾家中的老人，家中的老人独 自在家时有着许多问题。这时假如有一套系统可以让老年人随时让看护人员知道自己目 前的状况，如果发现异常，可以通知看护人员老年人发生状况了，将可降低意外发生的严重 性、增加救援的时间，也可以省去许多的巡逻人员费用。
[0003] 目前，有关居家安全以及远程监控系统的研发典型有：陈人豪等2008年提出布署 一部PTZ摄影机就能同时做到监控追踪移动物体及移动物体位置的定位，结合在监控空间 中不同的位置动态调整最佳的zoom-in值撷取关键影像、当遗失追踪移动物体时的解决机 制、移动物体进入及离开监控空间的管制、移动物体在监控空间轨迹的描述、警戒区域的异 常行为侦测。林义丰等2010年提出一套具有入侵判断功能的远程居家监控系统。采用 Android操作系统手机作为远程接收装置。判断入侵先依照入侵要素：入侵通道与人分别 使用磁簧开关与人体红外线传感器，依照开始侦测时的窗户状况，来使用不同的入侵准则 并减少不必要入侵通报。吴佳隆等2011年提出经由网络摄影机取得实时影像，传送至监 控系统服务器，然后运用本研究自行开发之软件以进行校园异常状况之判断运算。一旦有 异常状况的发生，立即储存并纪录异常影像，同时自动传送异常警讯至事先指定计算机或 行动装置，以通知相关校园安全维护人员前往处理异常状况。袁培江等2013年提出一种 家庭智能监控防盗系统，将摄像头录制的视频存储在网络视频服务器中，供智能视频分析 系统分析视屏中的人物信息，从而实现监控视频中是否有陌生人进入，对进入的陌生人进 行人脸识别，将人脸信息发送至用户手机，实现用户远程监控家庭安全的目的。以上专利 技术或者文献介绍的系统，是通过影像分析出监控环境中的物体，并且判别物体的形状或 行动，或是监控有没有异常情形再交由警方或安全维护人员。但是缺乏监控系统结合紧急 求救、实时急救教学，也欠缺有关人与人间的互动。
【发明内容】
[0004] 本发明的进一步目的在于克服上述存在的问题和不足，针对老年人制作一套结合 远距离安全监控以及紧急求救的系统。此系统具有4个子系统：1)远距离安全监控系统， 2)ZigBee紧急求救系统，3)网络电话交换系统，4)行动式互动影音存储系统。
[0005] 本发明采用的主要硬件包括：Arduino Uno、Xbee S2、远程遥控摄影R0VI0机器人、 VoIP话机、Esense M500网络摄影机、DCS-5635网络摄影机、DCS-2130网络摄影机。
[0006] 本发明米用的主要软件包括：Internet Information Server v6. 0、FTP、Windows Media Server 2008、CX IP-PBX。
[0007] 本发明包括： (1) 一套远距离安全监控系统，可同时操控多台网络摄影机，提供IP CAM的实时影像， 让看护人员有效率地为每一个老年人提供安全照护； (2) -套紧急求救系统，当有人按下按钮时会立即传送讯号给远距离安全监控系统通 知看护人员，以便做紧急处理； (3) 以行动式机器人提供看护人员远程控制、拍照等功能，并可以将拍摄的画面上传储 存至行动式互动影音存储系统； (4) 一套结合紧急通话、免费通话的通话系统，让老年人可以与看护人员互通信息或与 家人免费通话； (5) -套行动式互动影音存储系统，可以让我们利用行动装置，读取远距离安全监控系 统储存至此系统中的影像记录。
[0008] 本发明的有益效果是： 1. IP CAM运动操控功能：看护人员可以远距离操控网络摄影机的运动，来了解老年人 目前的状况。2. IP CAM撷取画面功能：看护人员可以透过远距离安全监控系统，将IP CAM 看到的现场状况进行拍照，并上传至行动式互动影音存储系统。3. IP CAM录像功能：看护 人员可以透过远距离安全监控系统，将IP CAM看到的现场状况录像下来，并上传至行动式 互动影音存储系统。4.紧急呼救功能：当发生状况时，老年人能够透过ZigBee求救系统， 将求救讯号传送至远距离安全监控系统通知看护人员。远距离安全监控系统会自动开始 录像，并将影像上传至行动式互动影音存储系统。5. R0VI0机器人监控功能：当发生状况， 若有IP CAM无法观测的角度时，看护人员可以远程遥控老年人家中的R0VI0机器人前往 现场。若有需要，可以利用R0VI0机器人拍摄影像，并上传至行动式互动影音存储系统。6. Webcam录像上传影像功能：当发生状况时，看护人员利用远距离安全监控系统的Webcam, 拍摄一段急救教学影像，并将影像上传至行动式互动影音存储系统，供人下载观看。7.网 络电话通话功能：远距离安全监控系统配备有3CX IP PBX网络电话通话功能，老年人或看 护人员可以透过网络电话，达到双向的沟通。8.行动装置检视静态影像功能：使用者能够 使用Android手机，从行动式互动影音存储系统下载静态影像到Android手机观看。9.行 动装置检视动态影像功能：用户能够使用Windows 8平板电脑，从行动式互动影音存储系 统下载动态影像到Windows 8平板电脑观看，并可自由选择欲查看的摄影机及事件发生时 间。
[0009] 本发明的老年人居家安全防护系统，可安装在一般老年人的家中，而看护人员则 以区域性的方式，负责照顾此区域有登记装设该系统的老年人。此系统未来还可以应用在 很多的地方，如各个赡养院或是医院的病房，以方便对老年人进行照顾。
【专利附图】
【附图说明】
[0010] 图1为本发明的老年人居家安全防护系统的整体结构示意图。
[0011] 图2为本发明的老年人居家安全防护系统的功能图。
[0012] 图3为本发明的远距离安全监控系统一远程监控功能流程图。
[0013] 图4为本发明的远距离安全监控系统一拍照功能流程图。
[0014] 图5为本发明的远距离安全监控系统一录像功能流程图。
[0015] 图6为本发明的ZigBee警报系统一紧急求救功能流程图。
[0016] 图7为本发明的ZigBee警报系统一R0VI0机器人检视现场功能流程图。
[0017] 图8为本发明的ZigBee警报系统一Webcam录像上传图像文件功能流程图。
[0018] 图9为本发明的网络电话交换系统：网络电话通话功能流程图。
[0019] 图10为本发明的行动式互动影音存储系统一行动装置检视静态影像功能流程 图。
[0020] 图11为本发明的行动式互动影音存储系统一行动装置检视动态影像功能流程 图。
[0021] 图12为本发明的老年人居家安全防护系统使用案例图。
[0022] 图13为本发明的远程监控情境图。
[0023] 图14为本发明的拍照情境图。
[0024] 图15为本发明的录像情境图。
[0025] 图16为本发明的紧急求救情境图。
[0026] 图17为本发明的R0VI0机器人检视现场情境图。
[0027] 图18为本发明的Webcam录像上传图像文件情境图。
[0028] 图19为本发明的网络电话通话情境图。
[0029] 图20为本发明的行动装置检视静态影像情境图。
[0030] 图21为本发明的行动装置检视动态影像情境图
【具体实施方式】 下面结合附图对本发明老年人居家安全防护系统做进一步详细阐述。
[0031] 如图1、图2所示，本发明主要由远距离安全监控系统、ZigBee警报系统、行动式互 动影音存储系统、网络电话交换系统所构成，具体如下。
[0032] ( 1)远距离安全监控系统： 远距离安全监控系统由IP CAM、Webcam以及R0VI0机器人所构成，当看护人员要监控 某个地点的时候，透过远距离安全监控系统远程联机到监控地点的摄影机，取得监控画面。 如果要取得摄影机不能看到的角度，可透过远距离安全监控系统控制R0VI0机器人，前进 到想取得画面的地方。
[0033] (2) ZigBee 警报系统： ZigBee警报系统由Arduino Uno以及Xbee S2所构成。当使用者按下与Arduino Uno 连接的按钮，Arduino Uno会驱动Xbee S2发送讯号，透过ZigBee网络给另外一个Xbee S2 接收，当另外一个Xbee S2接收到讯号时，远距离安全监控系统会发出发生警报信息。
[0034] (3)行动式互动影音存储系统： 行动式互动影音存储系统可储存远距离安全监控系统传来的影像。当使用者需要查询 之前所拍摄的影像时，可透过网页连接到IIS网页服务器观看，或是使用Windows 8平板电 脑、Android手机，从行动式互动影音存储系统下载影像观看。
[0035] (4)网络电话交换系统： 网络电话交换系统是由3CX IP PBX与网络电话所组成。使用者可以透过连线到3CX IP PBX取得拨打的用户数据，达到通话的目的。可于发生紧急情况时让老年人与居家看护 人员沟通，也可用于老年人与其家人日常生活的免费通话。
[0036] 本发明的老年人居家安全防护系统采用的通讯格式如下 (1) IP CAM影像通讯格式： IP CAM的IP地址设定为10. 10. 1. 19、10. 10. 1. 192,当成功连上摄影机时，会依照所 需要的影像类型来向IP CAM请求数据，其格式如表1所示： 表1 IP CAM影像通讯格式
【权利要求】
1. 老年人居家安全防护系统，包括4个子系统：远距离安全监控系统（1-1)、ZigBee 警报系统（1-2)、网络电话交换系统（1-3)、行动式互动影音存储系统（1-4)，远距离安全 监控系统（1-1)具有三种功能：远程监控（1-5)、拍照（1-6)、录像（1-7)，ZigBee警报系统 (1-2)具有三种功能：紧急求救（1-8)、ROVIO机器人检视现场（1-9)、Webcam录像上传图像 文件（1-10)，网络电话交换系统（1-3)具有一种功能：网络电话通话（1-11)，行动式互动影 音存储系统（1-4)具有二种功能：行动装置检视静态影像（1-12)、行动装置检视动态影像 (1-13)。
2. 根据权利要求1所述的远距离安全监控系统（1-1)由IP CAM、Webcam以及ROVIO机 器人所构成，当看护人员要监控某个地点的时候，透过远距离安全监控系统远程联机到监 控地点的摄影机，取得监控画面，如果要取得摄影机不能看到的角度，可透过远距离安全监 控系统控制ROVIO机器人，前进到想取得画面的地方；远距离安全监控系统（1-1)的远程监 控（1-5)功能流程：看护人员须要先检查IPCAM DCS-5635、DCS-2130, ROVIO机器人是否有 连接上网络，Webcam有没有连接到计算机，如果有的话就开启远距离安全监控系统去抓取 IPCAM DCS-5635、DCS-2130、ROVIO机器人、及Webcam的画面，并显示在计算机屏幕上；远 距离安全监控系统（1-1)的拍照（1-6)功能流程：看护人员须要先检查IP CAM DCS-5635、 DCS-2130,ROVIO机器人是否有连接上网络，Web Cam有没有连接到计算机，如果有的话就开 启远距离安全监控系统去抓取IP CAM DCS-5635、DCS-2130、R0VI0机器人、Webcam的画面， 抓到画面以后如要撷取目前的画面，就按下拍照按钮，远距离安全监控系统会将目前的画 面撷取下来，并上传至行动式互动影音存储系统；远距离安全监控系统（1-1)的录像（1-7) 功能流程：看护人员须要先检查IP CAM DCS-5635、DCS-2130,是否有连接上网络，Webcam 有没有连接到计算机，如果有的话就开启远距离安全监控系统去抓取IP CAM DCS-5635、 DCS-2130、Webcam的画面，抓到画面以后如要录像，就按下录像按钮，远距离安全监控系统 会持续录像，并上传影像至行动式互动影音存储系统。
3. 根据权利要求1所述的ZigBee警报系统（1-2)由Arduino Uno以及Xbee S2所构 成，当使用者按下与Arduino Uno连接的按钮，Arduino Uno会驱动Xbee S2发送讯号，透 过ZigBee网络给另外一个Xbee S2接收，当另外一个Xbee S2接收到讯号时，远距离安全 监控系统会发出发生警报信息；ZigBee警报系统（1-2)的紧急求救（1-8)功能流程：看护人 员先要开启远距离安全监控系统的ZigBee接收器COM Port，当老年人按下求救按钮，远距 离安全监控系统收到来自ZigBee网络的讯号后就会播放音效、标示发生位置、按钮闪烁以 及记录发生时间；ZigBee警报系统（1-2)的ROVIO机器人检视现场（1-9)功能流程：当远距 离安全监控系统收到警报时，看护人员可以透过控制ROVIO机器人，远程察看现场状况，如 果只是假警报，可以让ROVIO机器人回到默认位置，如果真的发生状况，可以拍摄画面上传 到行动式互动影音存储系统让其他人了解状况；ZigBee警报系统（1-2)的Webcam录像上传 图像文件（1-10)功能流程：当远距离安全监控系统收到警报时，看护人员可以透过Webcam 拍摄一段急救教学，并把影像上传至行动式互动影音存储系统，让用户可以下载影像下来， 照着教学影像对老年人施行急救措施。
4. 根据权利要求1所述的网络电话交换系统（1-3)是由3CX IP PBX与网络电话所 组成，使用者可以透过连线到3CX IP PBX取得拨打的用户数据，达到通话的目的，可于发 生紧急情况时让老年人与居家看护人员沟通，也可用于老年人与其家人日常生活的免费通 话；网络电话交换系统（1-3)的网络电话通话（1-11)功能流程：当远距离安全监控系统收 到警报时，看护人员可以透过网络电话与老年人取得联系了解状况，或当用户对急救影像 有问题时可以询问看护人员，照着影像搭配看护人员的指示操作，由于通话是免费的更可 以当作是老年人与家人的通话管道。
5.根据权利要求1所述的行动式互动影音存储系统（1-4)可储存远距离安全监控系统 传来的影像，当使用者需要查询之前所拍摄的影像时，可透过网页连接到IIS网页服务器 观看，或是使用Windows 8平板电脑、Android手机，从行动式互动影音存储系统下载影像 观看；行动式互动影音存储系统（1-4)的行动装置检视静态影像（1-12)功能流程：使用者 须如果想透过Android手机观看行动式互动影音存储系统上的静态影像，须打开Android 手机上的自制观看程序，Android手机会自动下载静态影像，在观看影像时，如有新的影 像，Android手机会自动下载最新的影像，只要点选缩图就可以看到最新的影像；行动式互 动影音存储系统（1-4)的行动装置检视动态影像（1-13)功能流程：使用者须如果想透过 Windows 8平板电脑观看行动式互动影音存储系统上的录像影像，须打开Windows 8平板 上的自制下载播放程序，选择想要观看的摄影机型号，按下下载按钮后即可将文档下载至 Windows 8平板电脑观看，并可选择事件发生的特定日期来下载录像影像。
【文档编号】H04N7/18GK104301683SQ201410565264
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年10月22日 优先权日:2014年10月22日
【发明者】刘战 申请人:五邑大学