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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 基于GPS/GSM及視覺導(dǎo)航技術(shù)的老年健康系統(tǒng)——銀發(fā)關(guān)愛
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 老年健康系統(tǒng)是由具有導(dǎo)航功能的控制主機(jī)、生理指標(biāo)采集裝置、服務(wù)終端、輪椅等構(gòu)成，具有實(shí)時定位、生理信息采集、遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)、視覺導(dǎo)航等功能，是一種智能化、人性化的產(chǎn)品。系統(tǒng)利用GPS對老人進(jìn)行定位；利用生理指標(biāo)采集裝置監(jiān)測老人的身體狀況；通過GSM/GPRS技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息的遠(yuǎn)程傳輸并構(gòu)建一個完整的監(jiān)護(hù)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對老人的身體狀況及行蹤的監(jiān)測；利用視覺識別、語音控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)對輪椅的操控，為老人的生活提供方便。
- 詳細(xì)介紹：
- 隨著中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展、人均壽命的普遍延長以及人口政策的有效推行等眾多因素使我國的人口類型由成年型轉(zhuǎn)變?yōu)槔夏晷?，整個社會逐漸步入了老齡化時代。加強(qiáng)老年人服務(wù)保障已成為構(gòu)建和諧社會的重中之重。 近年來我國人口老齡化形勢已十分嚴(yán)峻，老年化問題亦日漸突出，發(fā)展老年人事業(yè)已迫在眉睫。更嚴(yán)重的是：當(dāng)今，中國的很多家庭都出現(xiàn)了8-4-2-1模式---即一個子女需贍養(yǎng)多位老人，由于子女工作的忙碌而無暇照顧老人。擁有一種能及時了解老年人的身體狀況以及為老年人的生活提供便利的產(chǎn)品是每位子女夢寐以求的。因此我們團(tuán)隊(duì)開發(fā)了基于GPS/GSM及視覺導(dǎo)航技術(shù)的老年健康系統(tǒng)。 此系統(tǒng)是由具有導(dǎo)航功能的控制主機(jī)、移動通信控制器、生理指標(biāo)采集裝置、服務(wù)終端、手機(jī)終端、輪椅等構(gòu)成。具有實(shí)時定位、生理信息采集、遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)、視覺導(dǎo)航等功能，是一種智能化、人性化的高科技產(chǎn)品。系統(tǒng)利用GPS對老年人進(jìn)行定位；利用生理指標(biāo)采集裝置檢測老年人身體狀況；通過GSM/GPRS技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息的遠(yuǎn)程傳輸并構(gòu)建一個完整的監(jiān)護(hù)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對老年人的身體狀況及行蹤的監(jiān)測；利用視覺識別、語音控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)對輪椅的操控，從而為老年人的生活提供方便。 具有導(dǎo)航功能的控制主機(jī)將各裝置、結(jié)構(gòu)有機(jī)的聯(lián)系在一起，其主要具有以下功能： ①生理信息數(shù)據(jù)的采集與傳輸 首先，生理指標(biāo)采集裝置采集老年人的生理信息，利用MSP430單片機(jī)處理采集到的數(shù)據(jù)信息并利用藍(lán)牙技術(shù)將數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)娇刂破?，控制器對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息進(jìn)行相應(yīng)的編碼與解碼且將處理后的數(shù)據(jù)信息保存在控制器中。 其次，將保存的數(shù)據(jù)信息通過GSM/GPRS等移動通信方式傳輸?shù)结t(yī)療健康中心和手機(jī)終端。 ②GPS信息的采集與傳輸 首先，利用GPS模塊采集老人的位置信息，并將數(shù)據(jù)信息通過串口（RS232協(xié)議）傳輸方式傳輸?shù)娇刂破?，控制器對傳輸來的?shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的處理并保存。 其次，將保存的數(shù)據(jù)信息通過GSM/GPRS等移動通信方式傳輸?shù)结t(yī)療健康中心和手機(jī)終端。 ③視覺鼠標(biāo)控制輪椅 控制器上的攝像頭采集人眼的數(shù)據(jù)信息，采集到的數(shù)據(jù)信息通過boosting等一系列算法將數(shù)據(jù)信息進(jìn)行濾波、分析、處理，將處理之后的數(shù)據(jù)通過串口（RS232協(xié)議）向下位機(jī)ATmega8單片機(jī)發(fā)送指令，發(fā)送的指令通過控制ATmega8單片機(jī)發(fā)出特定的數(shù)據(jù)信息從而控制了輪椅的移動。 ④語音控制輪椅 首先向控制器輸入語音，再利用微軟的語音識別系統(tǒng)將采集到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行濾波、分析、處理，將處理之后的數(shù)據(jù)通過串口（RS232協(xié)議）向下位機(jī)ATmega8單片機(jī)發(fā)送指令，發(fā)送的指令通過控制ATmega8單片機(jī)發(fā)出特定的數(shù)據(jù)信息從而控制了輪椅的移動。 GSM通信控制器的主要功能是傳輸采集老年人的生理信息和確定老人室內(nèi)位置。 GPS定位模塊的主要功能是實(shí)時采集到老人的位置。 生理信息采集裝置可方便、實(shí)時的檢測老年人的生理信息，通過傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息可作為判斷老年人是否患疾病的依據(jù)。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 作品設(shè)計、發(fā)明的目的 隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展、人均壽命的普遍延長及人口政策的有效推行等眾多因素，整個社會逐漸步入了老齡化時代。提高老人生活質(zhì)量，加強(qiáng)老人服務(wù)保障，是構(gòu)建和諧社會的重中之重。然而，面對社會壓力，工作壓力，兒女無暇照顧父母。而現(xiàn)在的老年健康系統(tǒng)存在諸多弊端，例如傳統(tǒng)醫(yī)療監(jiān)護(hù)設(shè)備只 “監(jiān)”不“護(hù)”，遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)通信協(xié)議不標(biāo)準(zhǔn)，沒能從根本上解決老人生活不方便問題。因此，我們研發(fā)了一套全新的老年健康系統(tǒng) 基本思路 ①研究人雙目圖像特征，完成識別算法，開發(fā)視覺系統(tǒng)，識別出雙目的運(yùn)動方向，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對鼠標(biāo)的控制 ②研究GPS的編碼格式NMEA018，制作GPS定位模塊，確定老人位置 ③研究人體生理信號的采集方法，開發(fā)血氧濃度測量、脈搏波形及心率測量模塊 創(chuàng)新點(diǎn) ①基于camshift跟蹤、haar特性實(shí)現(xiàn)人眼運(yùn)動方向識別算法 ②利用面向人體生理參數(shù)檢測的智能感知技術(shù)，克服了傳統(tǒng)醫(yī)療監(jiān)護(hù)設(shè)備只 “監(jiān)”不“護(hù)”的局面 ③采用視覺導(dǎo)航及語音識別相結(jié)合的方式，控制輪椅的運(yùn)動 技術(shù)關(guān)鍵 ①人眼的識別及跟蹤算法的設(shè)計，以及基于OpenCV的實(shí)現(xiàn)方法 ②生理信號特征提取，對信號的放大、濾波等處理算法 ③GPS定位準(zhǔn)確性的研究，短暫時間內(nèi)無GPS信號時的位置測算方法的研究 技術(shù)指標(biāo) 在各種環(huán)境下可快速、準(zhǔn)確的對人眼進(jìn)行識別、跟蹤，人眼區(qū)域定位準(zhǔn)確率達(dá)93%，人眼狀態(tài)識別檢測準(zhǔn)確率達(dá)95%，跟蹤反映時間≤200ms 血氧參數(shù)：血氧誤差≤2％，血氧范圍：0-100
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 全新的人機(jī)交互方式 視覺控制方式是自鼠標(biāo)、鍵盤、觸摸屏等輸入方式后出現(xiàn)的又一種控制電腦的新型方式。其應(yīng)用必將普及，成為下一代控制電腦的核心方式。 如影隨形的家庭保姆 若老人生理出現(xiàn)異常，系統(tǒng)會立即通知醫(yī)療健康中心人員和子女；若老人外出較長時間未歸，GPS系統(tǒng)可將老人的位置信息傳輸給家人和醫(yī)療健康中心；生理信息檢測器可實(shí)時監(jiān)測老人的血壓、脈搏等，并將數(shù)據(jù)信息傳送到中端。 兼顧老人“健康”與“精神需求” 系統(tǒng)在設(shè)計時不僅考慮到老人健康護(hù)理問題，還兼顧了老人的精神需求。例如，若老年人想放松，老人可通過語音或眼睛選擇聽音樂、看電影等；若老人想念子女，可利用通信控制器與子女聯(lián)系，而子女可對老人進(jìn)行定位，且回放老人一天的活動范圍。 參考文獻(xiàn) [1] 布拉德斯基，克勒，于仕琪，劉瑞禎.學(xué)習(xí)OpenCV[M].北京:清華大學(xué)出版社，2009 [2] 孫守軍，吳凱，吳曉明，基于藍(lán)牙技術(shù)的無線移動監(jiān)護(hù)系統(tǒng).中國醫(yī)療器械雜志 Vol.2, No.7, pp: 349-351, 2008
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 不轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 實(shí)物、產(chǎn)品，現(xiàn)場演示，圖片，錄像
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- ★技術(shù)優(yōu)勢和特點(diǎn) ①全新人機(jī)交互方式，實(shí)現(xiàn)視覺跟蹤及視覺控制 ②非接觸式的視線跟蹤技術(shù)，克服接觸式視線跟蹤的缺陷 ③GPS（全球定位系統(tǒng)）實(shí)時確定老年人的位置 ④傳感器技術(shù)，實(shí)時的檢測老人的生理系統(tǒng) ★適用范圍 “空巢”老人、生活無法自理的老人、手腳不方面的殘疾人 ★市場分析和效益預(yù)測 全國老齡辦近日在京發(fā)布《2009年度中國老齡事業(yè)發(fā)展統(tǒng)計公報》顯示，2009年，我國80歲以上高齡老年人口達(dá)到1889萬，今后每年以100萬速度增加。到2020年，預(yù)計80歲以上的高齡人口將達(dá)到3000萬作用。老年人的護(hù)理需要形成一個巨大的市場需求。按照這樣計算，如果每10個80歲以上的高齡老年人購買一套我們開發(fā)的老年健康社保，每套設(shè)備按1萬元計算，到2020年就將產(chǎn)生一個300億元的巨大市場。
同類課題研究水平概述
- ★國外研究現(xiàn)狀 近些年,有許多大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)在政府和社會的支持下開展對這一課題的研究工作。美國維吉尼亞大學(xué)的醫(yī)療設(shè)備自動化研究中心于2002年的開展了智能居所監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的研究 ,該系統(tǒng)采用低成本的感應(yīng)器獲取老人活動,通過數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)建立老人的活動規(guī)律，能夠?qū)崿F(xiàn)針對不同老人的實(shí)時監(jiān)護(hù)。在日本國立長壽研究所老年學(xué)部也提出了一種針對老人的無監(jiān)督的健康監(jiān)護(hù)的實(shí)現(xiàn)方法。 ★國內(nèi)研究現(xiàn)狀 目前,國內(nèi)在獨(dú)居老人遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)方面的研究還不多,首都 醫(yī)科大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系的陳安宇教授在2001年實(shí)現(xiàn)了獨(dú)居老人行動分析及異常報警系統(tǒng)，利用檢測到的信號,主動判斷老人的狀況,對實(shí)現(xiàn)獨(dú)居老人的照顧進(jìn)行一種嘗試。由于系統(tǒng)采用單片機(jī)進(jìn)行計算,只能進(jìn)行比較簡單的算法,系統(tǒng)的智能性較低。上海交通大學(xué)圖象分析與機(jī)器智能實(shí)驗(yàn)室提出并實(shí)現(xiàn)了家庭遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)報警和咨詢智能系統(tǒng)。該系統(tǒng)運(yùn)用數(shù)據(jù)融合,數(shù)據(jù)挖掘,小波分析,模式識別,人工智能的方法對通過攝像頭獲取的現(xiàn)場信息進(jìn)行分析。具有一定的智能性.但由于采用了家庭醫(yī)療監(jiān)護(hù)儀,可控萬向云臺等設(shè)備，其成本較高。黑龍江省科學(xué)院自動化研究所研制出基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的老年人跟蹤監(jiān)護(hù)系統(tǒng)。第三軍醫(yī)大學(xué)承擔(dān)了“863”家庭數(shù)字化醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)研究項(xiàng)目，研制了一套基于掌上電腦的多生理參數(shù)監(jiān)護(hù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，設(shè)計了心電監(jiān)測、血壓監(jiān)測、活動監(jiān)測、老年人活動監(jiān)測等檢測模塊以及無線發(fā)射接收模塊，再利用標(biāo)準(zhǔn)的RS232接口與掌上電腦連接，掌上電腦可對測量儀器發(fā)出各種測量控制命令并接收檢測數(shù)據(jù)，利用其內(nèi)置的調(diào)制解調(diào)器通過電話線與監(jiān)護(hù)中心建立遠(yuǎn)程通信。云南省盤龍區(qū)于2008年4月與中國電信盤龍分公司合作，在云南省成立首家助老呼叫服務(wù)中心，用最為簡捷的方式把受助老人與整個社會的服務(wù)體系聯(lián)系起來。將求助信息平臺建設(shè)為GPS衛(wèi)星定位救助系統(tǒng)，并配有聲訊和后臺人工服務(wù)支撐體系，形成一整套衛(wèi)星定位緊急救助與服務(wù)幫扶相匹配的GPS助老信息服務(wù)平臺。隨著呼救電話的接通，GPS衛(wèi)星定位救助系統(tǒng)大屏幕清晰地顯示了呼救者所在位置.
