基本信息
- 項目名稱：
- 基于無線傳感網(wǎng)的老人監(jiān)護系統(tǒng)
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 本項目立足于當今日趨嚴重的人口老齡化現(xiàn)象，設(shè)計出一套快速、便捷、高效的老人監(jiān)護系統(tǒng)，實現(xiàn)對空巢老人和養(yǎng)老院老人身體狀況的實時監(jiān)護。
- 詳細介紹：
- 現(xiàn)今，社會老齡化問題越來越嚴重，而養(yǎng)老資源非常稀缺，對老人的監(jiān)護得不到很好的保障。針對此問題，本項目設(shè)計了基于無線傳感網(wǎng)的老人監(jiān)護系統(tǒng)，利用心電檢測儀采集老人身體狀況數(shù)據(jù)，利用無線傳感網(wǎng)絡(luò)將信息傳送到指定監(jiān)護中心，達到遠程監(jiān)護老人的目的，確保救援的及時有效性。 本系統(tǒng)以Atmega128L單片機為核心，設(shè)計了心電采集節(jié)點，該節(jié)點具有可佩戴、體積小、能耗低、測量準確等特點。系統(tǒng)的定位節(jié)點采用Crossbow公司的MICAZ節(jié)點，該節(jié)點是專為基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)測量系統(tǒng)設(shè)計的，具有能耗低、處理速度快等特點。通過基于TinyOS平臺下位機軟件的算法編寫及路由協(xié)議的制定，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠程傳輸。在監(jiān)護基站上開發(fā)上位機軟件，從串口中讀取心電數(shù)據(jù)及位置信息，進行分析、存儲和展示。 利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的低成本、低能耗和網(wǎng)絡(luò)自組織等特點，組建一個基于無線傳感網(wǎng)的老人監(jiān)護系統(tǒng)，應用于對養(yǎng)老院老人和空巢老人的監(jiān)護，給老年人提供一個便捷、舒適的遠程健康監(jiān)護環(huán)境。
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、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 設(shè)計目的 本項目立足于當今日趨嚴重的人口老齡化現(xiàn)象，設(shè)計出一套快速、便捷、高效的老人監(jiān)護系統(tǒng)，實現(xiàn)對空巢老人和養(yǎng)老院老人身體狀況的實時監(jiān)護。 基本思路 1. 通過具有無線收發(fā)功能的心電監(jiān)護節(jié)點，實時采集被監(jiān)護對象的心電信息，并進行健康狀況分析。當老人身體狀況出現(xiàn)異常時，心電監(jiān)護模塊及時發(fā)出警報。 2. 利用基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的定位技術(shù)，對被監(jiān)護對象進行快速定位。并通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)將位置信息和身體狀況傳回監(jiān)控平臺。 創(chuàng)新點 1.采用無線模塊簡潔方便，不影響老人的日常生活。 2.將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與心電檢測模塊結(jié)合。 3.將無線傳感網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)應用于養(yǎng)老院中。 技術(shù)關(guān)鍵 1. 針對心電采集系統(tǒng)中產(chǎn)生的噪聲和基線漂移的干擾，設(shè)計了50Hz工頻濾波器和數(shù)字濾波器。 2. 針對采集數(shù)據(jù)量比較大的問題，本項目利用基于嵌入式零樹小波變換的心電壓縮算法。 4. 針對采集到的心電信號比較微弱且存在大量干擾的問題，本項目設(shè)計了具有高增益、高輸入阻抗、高共模抑制比、低溫漂等特點的心電信號采集電路。 主要技術(shù)指標 1. 對心電數(shù)據(jù)進行壓縮編碼，實驗所得壓縮比CR約為8.5，重構(gòu)失真率PRD約為0.27%，重構(gòu)相似度CC(約為99.8%； 2. 在靜止狀態(tài)下，利用QRS波檢測，準確度大于96%； 3. 定位精度可達到90%以上；
科學性、先進性
- 本系統(tǒng)設(shè)計了基于無線傳感網(wǎng)的老人監(jiān)護系統(tǒng)，結(jié)合心電檢測技術(shù)和無線傳感網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)，來監(jiān)護老人的身體健康狀況，且在老人出現(xiàn)意外時能立即報警，確保救治措施及時有效。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 1. 2010年浙江省新苗人才計劃，項目名稱：無線傳感網(wǎng)定位下的老年人監(jiān)護系統(tǒng)(項目編號：2010R403009) 2. 獲獎情況：2010年12月該項目在浙江工業(yè)大學校運河杯競賽中獲特等獎。
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 合作生產(chǎn)或者技術(shù)轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 圖片、現(xiàn)場演示、樣品、實物產(chǎn)品
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 使用說明 首先，進行無線傳感網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建；然后，將結(jié)合無線傳感器的心電檢測儀佩戴于需被監(jiān)護老人的老人身上，開啟心電檢測模塊，就可對老人進行實時監(jiān)護。當被監(jiān)護老人有某些緊急需求時也可觸動手動開關(guān)，呼叫監(jiān)護人員。 技術(shù)特點和優(yōu)勢 1.低成本 2.低能耗 3.系統(tǒng)構(gòu)建、維護方便 4.心電監(jiān)測儀便于佩戴 5.可以建立老人的生理數(shù)據(jù)庫 適應范圍及推廣前景 本系統(tǒng)能很好地監(jiān)護養(yǎng)老院老人和空巢老人的生命安全，并能給老人留有一定的私人空間，保護了老人的隱私。對養(yǎng)老院來說，大大有利于養(yǎng)老院的管理；對空巢老人來說，該系統(tǒng)的成功實施減輕了他們對自己身體狀況和生命安全的擔憂。 市場分析和經(jīng)濟效益預測 老齡化日趨嚴重，對老人監(jiān)護系統(tǒng)的研究具有非常重大的意義，也具有非常廣闊的市場。且相對于其他類似設(shè)計，本系統(tǒng)成本較低，布置方便，維護、檢修操作簡單，檢測數(shù)據(jù)可靠，系統(tǒng)穩(wěn)定性高，能很好的完成老人監(jiān)護工作，具有很廣的適用范圍和很好的適用性。
同類課題研究水平概述
- 國外研究現(xiàn)狀 美國哈佛大學醫(yī)學院的Codeblue項目，利用無線傳感器技術(shù)開發(fā)了一系列的醫(yī)療保健設(shè)備，如可測心跳速率HR(Heart Rate)、血氧飽和度SpOz和EKG等數(shù)據(jù)的相關(guān)生物醫(yī)療設(shè)備。 美國麻省理工學院媒體實驗室(MIT Media Lab)的MIThril項目，是一個研究情景感知(Context Aware)的穿戴計算平臺。 美國維吉尼亞大學的醫(yī)療設(shè)備自動化研究中心于2002年開展了智能居所監(jiān)護系統(tǒng)的研究，該系統(tǒng)采用低成本的感應器獲取老人活動，通過數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)建立老人的活動規(guī)律，從而監(jiān)護老人的安全。 新加坡理工學院Sen Gupta等人研究了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)對獨居老人的選擇性活動(SAM)監(jiān)測，采用傳感器單元(US)監(jiān)測整個房間的用具或者一些電氣設(shè)備，利用老人日常生活規(guī)律總結(jié)經(jīng)驗，判斷監(jiān)測的行為是否為安全或正常。用一個中央傳感器(CCU)將監(jiān)測到的數(shù)據(jù)傳回PC。且該系統(tǒng)為可自定制系統(tǒng)，可由監(jiān)護對象自己選擇哪些電氣設(shè)備可用來做監(jiān)護節(jié)點，且可自定義哪些為不正常行為。 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 杭州先控信息科技有限公司設(shè)計了一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的遠程心電監(jiān)護系統(tǒng)，管理平臺包括數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)、微型心電采集節(jié)點、中轉(zhuǎn)節(jié)點以及監(jiān)護基站設(shè)備。 浙江大學計算機學院潘巨龍等人研究利用無線傳感網(wǎng)組建一個數(shù)字化社區(qū)醫(yī)療保健監(jiān)測系統(tǒng)，目的是對于在社區(qū)里需要護理的特殊人群（慢性病患者和老人），采用無線新技術(shù)，只要把小巧的測試儀器戴在手腕、手指或穿戴在身上，就能檢測到相關(guān)數(shù)據(jù)并進行監(jiān)測。此系統(tǒng)的建立需要以復雜的無線傳感網(wǎng)絡(luò)(WSN)和軀域傳感網(wǎng)絡(luò)(BSN)為載體。 北京理工大學郭世富等人研究了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在遠程家庭監(jiān)護系統(tǒng)中的應用，該研究采用基于Zigbee技術(shù)的無線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)在室內(nèi)對生理信號的采集，通過互聯(lián)網(wǎng)將生理數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h程監(jiān)護服務(wù)器。人體攜帶可移動生理信號傳感器終端，在網(wǎng)絡(luò)的可覆蓋范圍內(nèi)活動，通過網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的路由節(jié)點接入互聯(lián)網(wǎng)。該系統(tǒng)建立在一個大的無線傳感網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，所需節(jié)點較多，且網(wǎng)絡(luò)分布自適性不強，受環(huán)境因素影響大。
