基于物联网的空巢老人居家看护系统的研究与实现

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1、基于物联网的空巢老人居家看护系统的研究与实现　　摘要：为解决老龄化社会带来的空巢老人无法得到全方位看护的问题，文章构建了基于物联网技术的空巢老人看护系统，系统可实时监测老人日常生活和突发状况，为家庭和社会提供了便利。　　关键词：物联网；空巢老人；看护系统　　随着中国老龄化进程的加速，养老问题成为家庭和社会面临的重大困难。子女因为工作、学习等因素影响无法在老人身边照顾其生活起居，空巢老人的数量不断增加。目前国内养老保障体制不健全，社会养老机构服务不完善，不能满足家庭和社会养老的需求。空巢老人因生理和心理等问题逐渐弱化，会有很多的意外情况发

2、生，如何保障空巢老人的身体健康和生活质量已经成为家庭和社会的一个急需解决的问题。随着物联网技术的发展以及应用领域的进一步拓展，在空巢老人养老服务中嵌入物联网技术成为可能，物联网技术应用到空巢老人看护过程中有助于缓解家庭和社会面临的照顾困难。在深入研究无线传感器技术、ZigBee技术、GSM网络技术、微控制器技术等相关理论的基础上，构建了基于物联网的空巢老人看护系统，系统可全方位检测老人日常生活和突发状况，并对不同状况进行传输和报警求助，使得监护人或养老机构第一时间获取老人的危险状况，以便采取紧急措施以降低伤害，为家庭和社会提供了便利。　

3、　1系统总体设计5　　基于物联网的空巢老人居家看护系统由无线终端、控制中心和监管平台三部分组成。无线终端和控制中心的数据通信通过ZigBee无线网络实现，控制中心和监管平台的数据通信通过GSM网络实现。系统的总体架构如图1所示。　　无线终端是系统基础数据的来源，通过无线跌倒监测、活动监测、无线煤气和火灾监测等模块传感器获取不同的状态数据，并对数据进行简单分析和传输。　　控制中心是整个监控系统的核心，主要实现监测数据的收集分析、数据和命令的传输以及应急处理等功能。　　监管平台负责对空巢老人突发状况的应急处理。监管平台在获得无线网络传输过来

4、的求助信号后，提醒社区工作人员和监护人危险情况，以便及时做出应急反应。　　2无线终端模块设计　　2.1无线跌倒监测模块设计　　无线跌倒监测模块主要由微处理器电路（STM32F103芯片）、加速度传感器电路（MPU-6050芯片）、短距离无线收发电路（CC2530F256）、集成电路和人机接口电路等部分组成。无线跌倒监测模块采用加速度传感器获取空巢老人活动加速度数据，由跌倒监测算法判断老人是否跌倒，判定结果通过无线网络传输到控制中心。　　2.2无线人体活动监测模块设计5　　人体活动监测模块主要是围绕CC2530芯片展开，传感器选择具有全自

5、动感应能力的HC-SR501芯片组。人体监测模块设定在空巢老人经常活动的区域及时获取不同位置老人的活动数据。如果监测到老人长时间未活动，系统将不同位置老人活动数据以无线的方式传输到控制中心，控制中心按照预先设定的程序进行数据分析和应急处理。　　2.3无线煤气及火灾检测模块的设计　　煤气探测模块主要由AT89C51单片机、A/D转换器、MQ-5型烟雾传感器等部分组成。火灾探测模块主要由ATMega128芯片、DSl302芯片、MAX811芯片等部分组成。无线煤气及火灾检测模块按照设定的阈值对烟雾传感器和火焰传感器采集到的实时数据进行分析，

6、当检测到的数据超过阈值范畴时，系统自动发出30秒警报，当警报未人工解除时系统通过无线网络将实时数据传输到控制中心，由控制中心进行数据的汇总、分析和进一步的数据。无线煤气检测及火灾检测模块的结构设计如图2所示。　　3控制中心设计　　控制中心是整个系统的中枢，主要负责汇集来自无线终端的各类监测数据，结合控制流程和基本算法对老人跌倒状态、活动情况或煤气及火灾监测数据进行分析，并完成不同状况的内容显示、传输模式选择和突发状况应急处理等功能的设置，当老人居所发生突发状况时，会自动发生警报并通过GSM网络将信息发送到监管平台中的工作人或监护人，以提

7、醒工作人员或监护人尽快完成突发状况的处理，尽可能地降低事故风险。控制中心主要由微控制器、GSM通信模块、ZigBee无线通信模块、信息显示、警报装置等部分组成。控制中心硬件结构框图如图3所示。　　4监管平台设计5　　监管平台主要负责老人生活状况的监控，实时显示空巢老人的生活状况和室内环境。监控平台的终端一方面可安装在社区或居住小区的物业管理中心，通过电脑终端进入监控和管理平台，监控空巢老人的日常起居，当系统控制中心向监控平台传输突发状况警报时，监控平台自动弹出警报界面并发出声音警报；另一方面可以通过手机APP形式安装在老人亲属手机，监护

8、人可以查看老人的生活状态以及接收老人居所发出的警报信息，方便监护人更好地看护空巢老人。　　5无线传输模块设计　　无线传输模块中选用的ZigBee芯片是美国TI公司的CC2530。CC2530是基于2.4GH