一种基于无线传感器网络的养老院管理系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于无线传感器网络的养老院管理系统，其特征在于包括有：生理监测节点、设备监测节点、服务人员监测节点、中继节点、网关节点和监控中心；所述生理监测节点为可穿戴式腕带，该腕带嵌入多种生理传感器，可同时监测多项生理参数，如：心跳、血压、体温、体动、位置，同时该腕带嵌入紧急呼救按钮。本实用新型实现了养老院的智能化监测管理，监测建网成本低，节省大量人力，服务响应速度快，管理成本降低。
【专利说明】一种基于无线传感器网络的养老院管理系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及智能综合管理系统领域，特别涉及一种基于无线传感器网络的养老院管理系统。
【背景技术】
[0002]随着社会老龄化日益加速，越来越多的老人或主动或被动的进入养老院来颐养天年。与之相对的是，养老院管理水平普遍较低，服务人员年龄偏大，难以应对老年人突发状况较多，自理能力差的情况。因此，建立一套智能的管理系统，及时了解老人状况、服务设备状况和服务人员状况，实现及时、准确、高效的服务管理，是非常必要的。
【发明内容】
[0003]为解决上述管理上的缺陷，本实用新型提供一种基于无线传感器网络的养老院系统，帮助管理人员及时、准确的了解老人、服务设备、服务人员的状况，提升管理水平和服务水平。为实现上述目的，本实用新型技术方案如下:
[0004]一种基于无线传感器网络的养老院管理系统，其特征在于包括有:生理监测节点、设备监测节点、服务人员监测节点、中继节点、网关节点和监控中心；所述生理监测节点为可穿戴式腕带，该腕带嵌入多种生理传感器，可同时监测多项生理参数，如:心跳、血压、体温、体动、位置，同时该腕带嵌入紧急呼救按钮。
[0005]上述生理监测节点的特征在于:内置了 Zigbee无线通信模块，通过无线方式传输老人的生理信息至相邻的中继节点。
[0006]上述设备监测节点的特征在于:内置了 Zigbee无线通信模块，通过无线方式传输设备的运转情况至相邻的中继节点。
[0007]上述服务人员监测节点的特征在于:所述服务人员监测节点为带有多种传感器、Zigbee无线通信模块的腰带，通过无线方式传输服务人员的位置、体温等参数传输至相邻的中继节点。
[0008]上述中继节点的特征在于包括:内置Zigbee无线通信模块，可以接收来自生理监测节点、设备监测节点和服务人员监测节点的数据，并以无线方式传输数据至相邻的中继节点，直至将数据传输到网关节点。
[0009]上述的网关节点的特征在于:内置了 Zigbee模块、3G模块、WLAN模块和GPRS模块，通过Zigbee模块从相邻的中继节点接收生理监测节点、设备监测节点和服务人员监测节点的数据，通过3G模块、GPRS模块和WLAN模块实现与外部服务机构的远程连接。
[0010]上述的网关节点的特征在于:通过USB接口与监控中心相连，将接收到的信息上传至监控中心。
[0011]优选的，上述监控中心的特征在于:以台式电脑为主，在其上设计了登录界面、监测界面和监测记录数据库；监测界面可以方便的显示每一位老人、每一台设备、每一位服务人员的监测数据，并可利用后台程序比对评估，一旦发现异常，立即上报系统管理人员；如管理人员判定为突发、紧急情况，可下发指令到网关节点，联系外部服务机构。
[0012]本实用新型的有益效果是:
[0013]1、采用无线传感器网络监测来管理养老院，充分利用了 Zigbee大设备容量、节能、延迟小、响应快、费用低、组织简单的特点，监测成本低，节省大量人力。
[0014]2、监控中心可以同时监测老人、设备和服务人员，降低管理成本、提高响应速度，同时监测数据库可以帮助管理人员深入了解老人的生理规律，做好预防措施。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0016]图1是本实用新型的系统流程图；
[0017]图2是生理监测腕带示意图；
[0018]图3是服务人员监测腰带示意图；
[0019]图4是监测节点结构示意图；
[0020]图5是中继节点结构示意图；
[0021]图6是网关节点结构不意图；
[0022]图7是监控中心流程示意图。
【具体实施方式】
[0023]以下结合附图，对本实用新型做进一步描述:
[0024]如附图1所示，一种基于无线传感器网络的养老院管理系统由生理监测节点(I)、设备监测节点(2)、服务人员监测节点(3)、中继节点(4)、网关节点(5)和监控中心(6)组成；
[0025]生理监测节点(I)监测老人的生理状态，包括:心跳、体温、血压和位置；设备监测节点(2)监测设备状态，包括:开关状态、运转状态；服务人员监测节点(3)监测服务人员的状态，包括:位置、体温、心跳。
[0026]以上监测节点⑴、⑵、(3)均通过内置的Zigbee模块以无线方式传输至邻近的中继节点(4)。中继节点(4)通过内置的Zigbee模块以无线方式将数据传输至邻近的中继节点直至上传到网关节点(5)。
[0027]网关节点(5)通过内置的Zigbee模块从相邻的中继节点接收生理监测节点⑴、设备监测节点(2)和服务人员监测节点(3)的数据，然后通过USB接口将数据上传至监控中心(6)。同时通过3G模块、GPRS模块和WLAN模块实现与外部服务机构的远程连接。
[0028]监控中心(6)通过USB接口接收网关节点(5)上传的监测数据。管理人员可在监控中心(6)观察每一位老人、每一台设备、每一位服务人员的监测数据，并可利用后台程序比对评估，一旦发现异常，可以立即上报管理人员；如管理人员判定为突发、紧急情况，可直接下发指令到网关节点，联系外部服务机构。
[0029]附图2所示为本实施例中的生理监测腕带示意图，为一种内置Zigbee模块的腕带，其中(I)为腕带插头，保证腕带牢靠的贴在老人手腕上；(2)是Zigbee模块，传输监测数据至邻近中继节点；(3)是集成感应器，监测老人的心跳、血压、体温、位置；(4)为紧急呼救按钮，本实例中采用一种压力传感器，按下后腕带通过Zigbee模块发送紧急呼救信号。
[0030]附图3所示为本实例中的服务人员监测腰带示意图。(I)为尼龙粘扣，方便穿戴；
(2)为Zigbee模块，传输监测数据至邻近中继节点；(3)为集成传感器，监测位置、体温、心跳，因为养老院的服务人员的年龄偏大，本身就易为疾病困扰，集成传感器方便管理人员实时了解服务人员位置情况和健康状态，及时关照服务人员。
[0031]本实施例中，所述的设备监测节点为集成了 Zigbee模块的PLC。
[0032]附图4所示了监测节点结构示意图，本实施例中生理监测节点、设备监测节点和服务人员监测节点的通用结构。监测节点由传感器模块和Zigbee通信模块组成。传感器模块有各种传感器和相应的传感器调理电路组成。Zigbee通信模块的核心组成部分为微控制器MSP430和无线射频器件CC2420.微控制器MSP430中移植基于构建TinyOS操作系统，无线射频芯片CC2420按照Zigbee协议进行通信。串口转USB接口用于程序的下载和写入。电源为3V纽扣式电池。
[0033]图5所示为中继节点结构示意图。中继节点仅有Zigbee通信模块，由微控制器MSP430和无线射频芯片CC2420组成。电源为3V纽扣式电池。
[0034]图6所示为网关节点结构示意图。网关节点由于要传输整个无线传感器网络的数据到监控中心，同时维护整个网络的运行，因此本实施例中采用了功能强大的ARM控制器。网关节点通过USB接口与监控中心相连，所以配置了 USB接口。同时配置了 RS232接口以备连接其他设备。Zigbee通信模块与监测节点和中继节点相同。外接无线模块可以是WLAN、3G或GPRS模块的一种，主要用于与外部服务机构联系。JTAG调试接口用于程序下载、写入。以太网控制器芯片CS8900A用于与互联网的连接。网关节点供电方式可以是USB供电或电源线连接室内220V电源。
[0035]图7所示为监控中心功能示意图。管理人员在登录界面之后，进入监控界面，通过监测界面可以调用数据库数据，进而监控老人、设备和服务人员的实时状态信息。同时，管理人员一旦发现异常情况或紧急事件，可以通过监控中心下发指令到网关节点，发送求助信息到外部服务机构。
[0036]以上所述仅是本实用新型的简单实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效替换而形成的技术方案，均落在本实用新型保护范围内。
【权利要求】
1.一种基于无线传感器网络的养老院管理系统，其特征在于包括有:生理监测节点、设备监测节点、服务人员监测节点、中继节点、网关节点和监控中心；所述生理监测节点为可穿戴式腕带，该腕带嵌入多种生理传感器，可同时监测多项生理参数，如:心跳、血压、体温、体动、位置，同时该腕带嵌入紧急呼救按钮。
2.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的养老院管理系统，其特征在于:所述生理监测节点内置了 Zigbee无线通信模块，通过无线方式传输老人的生理信息至相邻的中继节点。
3.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的养老院管理系统，其特征在于:所述设备监测内置了 Zigbee无线通信模块，通过无线方式传输设备的运转情况至相邻的中继节点。
4.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的养老院管理系统，其特征在于:所述服务人员监测节点为带有多种传感器、Zigbee无线通信模块的腰带，通过无线方式传输服务人员的位置、体温等参数传输至相邻的中继节点。
5.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的养老院管理系统，其特征在于:所述中继节点内置Zigbee无线通信模块，可以接收来自生理监测节点、设备监测节点和服务人员监测节点的数据，并以无线方式传输数据至相邻的中继节点，直至将数据传输到网关节点。
6.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的养老院管理系统，其特征在于:所述网关节点内置了 Zigbee模块、3G模块、WLAN模块和GPRS模块，通过Zigbee模块从相邻的中继节点接收生理监测节点、设备监测节点和服务人员监测节点的数据，通过3G模块、GPRS模块和WLAN模块实现与外部服务机构的远程连接。
7.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的养老院管理系统，其特征在于:所述网关节点通过USB接口与监控中心相连，将接收到的信息上传至监控中心。
8.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的养老院管理系统，其特征在于:所述监控中心为台式电脑，在其上设计了登录界面、监测界面和监测记录数据库；监测界面可以方便的显示每一位老人、每一台设备、每一位服务人员的监测数据，并可利用后台程序比对评估，一旦发现异常，立即上报系统管理人员；如管理人员判定为突发、紧急情况，可下发指令到网关节点，联系外部服务机构。
【文档编号】H04L29/08GK203982177SQ201420439615
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年8月1日 优先权日:2014年8月1日
【发明者】刘洲洲 申请人:西安航空学院