养老院智慧信息化建设方案.docx

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养老院智慧信息化建设方案

CC县养老院智慧养老

信息化建设方案

XXXXX信息技术有限公司

2017年5月

第一部分智能设备及系统管理平台

一、智能设备

1.1园区一卡通

1.1.1功能介绍

园区一卡通具有无线定位、主动报警、摔倒报警及电子围界等功能。

园区一卡通处于由路由节点组成的无线网络覆盖中时，通过2.4GHz频率与路由节点交互相对位置信息，路由节点将自身与该园区一卡通的相对位置信息通过网关节点和MESH节点组成的数据骨干网络上传至服务器，服务器将该信息处理后获得该一卡通的准确定位信息。

园区一卡通带有M1型RFID标签，可以进行小额消费支付、门禁管理、身份验证管理方面的扩展应用。

1）无线定位

无线定位功能可实现室房间级的准确定位，并为主动报警，摔倒报警以及电子围界功能提供数据支持。

2）主动报警

当佩戴人员感觉不适等紧急情况发生时，可自行按下园区一卡通正面红色按键，报警信息瞬时通过骨干网络上传至服务器，由服务器通知相关人员并在相应显示设备上显示报警信息。

紧急情况经过处理后，管理人员通过长按按键至红灯熄灭取消该报警，否则该报警信息将以10秒一次的频率周期性发送。

3）摔倒报警

当佩戴人员发生意外摔倒并且15秒未发生移动时，报警信息瞬时通过骨干网络上传至服务器，由服务器通知相关人员并在相应显示设备上显示报警信息。

4）电子围界

当佩戴人员处于电子围界围之外时，越界报警信息瞬时通知相关人员并在相应显示设备上显示报警信息。

1.1.2性能参数

1.1.3使用说明

1）园区一卡通为方便佩戴，标配有卡套及挂绳，佩戴人员的相关信息（基

本信息、照片、病史等）也可一并添加。

2）当设备初次使用或者长期储存后使用时，请先对该设备补充电量，并需

使用设备专用的充电器充电，请不要使用USB线连接电脑的充电方式。

3）佩戴该设备时，请使用挂绳悬挂在胸前，红色按键测向前，悬挂孔向上。

（其它佩戴方式无法保证摔倒检测的准确性）

4）设备使用时，按下红色按键会触发主动报警，在不需主动报警情况下请

勿误操作。

1.1.4网络设备支持

需要路由节点和网关节点组成的下层无线传感网，以及WiFiMESH路由器

组成的上层无线骨干通信网的支持。

1.1.5拓展应用

小额消费支付，如费、有线电视费、水电费、管理服务费、停车费缴纳，快餐店、图书馆、超市、自动售货机付款等。

门禁管理，系统支持时段、权限相结合的门禁管理模式，通过对系统所管理的门和出入人员进行分类，设置对应关系和有效刷卡时段，能够实现特定时间、特定人员在特定场所的出入控制。

身份验证管理，如车辆出入管理、会员俱乐部管理、电梯刷卡控制等。

2.1老人定位器

2.1.1功能介绍

老人定位器具有区域无线定位、GPS/LBS定位、一键主动报警、摔倒报警等功能。

老人定位器处于由路由节点组成的无线网络覆盖中时，通过2.4GHz频率与路由节点交互相对位置信息，路由节点将该老人定位器的位置信息通过网关节点、骨干通信网上传至服务器，服务器将该信息处理后获得该定位器的准确定位信息。

老人定位器在室外利用GPS实现精确定位，使用通信运营商提供的GPRS网络和服务器之间通过ISM频段实现数据通信和交互。

老人定位器可以扩展配置M1型RFID标签，可以进行小额消费支付、门禁管理、身份验证管理方面的扩展应用。

1）无线定位

无线定位功能可实现室房间级的准确定位。

2）GPS定位

GPS定位功能可实现室外15米半径围的准确定位，并为主动报警、电子围界功能提供位置数据支持。

3）主动报警

当佩戴人员感觉不适等紧急情况发生时，可自行按下老人定位器SOS键，报警信息瞬时上传至服务器，由服务器通知相关人员并在相应显示设备上显示报警信息。

4）摔倒报警

当佩戴人员发生意外摔倒并且15秒未发生移动时，报警信息瞬时通过骨

干网络上传至服务器，由服务器通知相关人员并在相应显示设备上显示报警信

息。

紧急情况经过处理后，管理人员通过长按按键至红灯熄灭取消该报警，否则该报警信息将以10秒一次的频率周期性发送。

5）电子围界

当佩戴人员处于电子围界围之外时，越界报警信息瞬时通知相关人员并在相应显示设备上显示报警信息。

2.1.2性能参数

2.1.3使用说明

1）老人定位器为方便佩戴，标配有挂绳。

2）当设备初次使用或者长期储存后使用时，请先对该设备补充电量，并需

使用设备专用的充电器充电，请不要使用USB线连接电脑的充电方式。

3）设备使用时，按下SOS键会触发主动报警，在不需主动报警情况下请勿

误操作。

2.1.4网络设备支持

需要路由节点、网关节点组成的下层无线传感网，以及WiFiMESH路由器

组成的上层无线骨干通信网的支持。

需要移动运营商提供的GSM网络支持。

2.1.5拓展应用

小额消费支付，如费、有线电视费、水电费、管理服务费、停车费缴纳，快餐店、图书馆、超市、自动售货机付款等。

门禁管理，系统支持时段、权限相结合的门禁管理模式，通过对系统所管理的门和出入人员进行分类，设置对应关系和有效刷卡时段，能够实现特定时间、特定人员在特定场所的出入控制。

身份验证管理，如车辆出入管理、会员俱乐部管理、电梯刷卡控制等。

3.1随意贴按钮

3.1.1功能介绍

随意贴按钮具有一键报警功能。

随意贴按钮实现一键报警，并及时向室网关上报。

室网关则将随意贴按钮的报警信息及时向服务器上报，非报警状态下定时向服务器上报随意贴按钮的状态。

随意贴按钮根据一键报警按钮按下的情况，相应的分为“报警”和“正常”两种状态。

状态发生变化时立刻向室网关上传一次状态信息，状态不变时周期5min上传一次状态信息。

室网关根据随意贴按钮的状态信息，向服务器发送信息。

一键报警信号立刻向服务器发送，其它情况周期5min上传一次随意贴按钮状态信息。

一个室网关可以同时绑定几个随意贴按钮。

3.1.2性能参数

3.1.3使用说明

1）随意贴按钮可以根据需要放置于任何需要紧急报警的位置，安装高度在0.5m以上。

2）设备使用时，按下红色按键会触发一键报警，在不需报警情况下请勿误操作。

3）在室网关信号覆盖的区域，按下按键，指示灯点亮，设备处于报警状态；在报警状态下，长按按键（约1秒时间），指示灯熄灭，设备恢复正常状态。

（注：

报警和取消报警之间至少间隔1秒时间）

3.1.4网络设备支持

需要室网关组成的下层无线传感网，以及WiFiMESH路由器组成的上层

无线骨干通信网的支持。

4.1腕带呼叫器

4.1.1功能介绍

在佩戴者需要时，按下腕带呼叫器中间的按钮，即可向室网关发出求助信号。

求助信号可以被室网关迅速转发至服务器，再由服务器通知预先设定好的护理人员。

腕带呼叫器的工作电路被完全密封在优质硅胶部，具有防水，防尘，防摔等特性，具有优越的舒适性，可24小时佩戴。

腕带呼叫器平时断电，最大限度的延长电池使用寿命。

4.1.2性能参数

4.1.3使用说明

1）佩戴在腕部，在需要时按下腕带呼叫器中间的按钮，待绿色和红色指示

灯均点亮时，求助信号已经被发送至室网关，可松开按键。

2）如红色指示灯未点亮，可能由于不在室网关无线信号的覆盖围或者

配置错误；

3）如绿色指示灯和红色指示灯均未点亮，可能电池已耗尽或设备出现故障。

4.1.4网络设备支持

需要室网关组成的下层无线传感网，以及WiFiMESH路由器组成的上层

无线骨干通信网的支持。

5.1门磁感应终端

5.1.1功能介绍

门磁感应终端具有房门状态检测功能。

门磁感应终端实现房门状态检测功能，并及时向室网关上报。

室网关则将门磁感应终端的状态变化信息及时向服务器上报，非变化状态下定时向服务器上报的房门状态。

门磁感应终端根据房门的状态，相应的分为“开启”和“关闭”两种状态。

状态发生变化时立刻向室网关上传一次状态信息，状态不变时周期5min上传一次状态信息。

室网关根据门磁感应终端的状态信息，向服务器发送信息。

房门状态变化信号立刻向服务器发送，其它情况周期5min上传一次门磁感应终端状态信息。

一个室网关可以同时绑定几个门磁感应终端。

5.1.2性能参数

5.1.3使用说明

1）门磁感应终端的两个部件分别放置于被监测房门缝处相对应的位置，保证房门关闭时两个部件紧邻相对，房门开启时两个部件分离，安装高度在0.5m以上。

5.1.4网络设备支持

需要室网关组成的下层无线传感网，以及WiFiMESH路由器组成的上层

无线骨干通信网的支持。

6.1尿湿感应终端

6.1.1功能介绍

尿湿感应终端具有检测尿片或床垫是否已经尿湿并需更换的功能。

尿湿感应终端检测到尿片或床垫需要更换时，向室网关上报报警信号。

室网关则将尿湿感应终端的报警信息及时向服务器上报，非报警状态下定时向服务器上尿湿感应终端的状态。

尿湿感应终端根据安装尿片或床垫是否被尿湿的情况，相应的分为“报警”和“正常”两种状态。

状态发生变化时立刻向室网关上传一次状态信息，状态不变时周期5min上传一次状态信息。

室网关根据尿湿感应终端的状态，向服务器发送信息。

尿湿报警信号立刻向服务器发送，其它情况周期5min上传一次尿湿状态信息。

一个室网关可以同时绑定多个尿湿感应终端。

6.1.2性能参数

6.1.3使用说明

尿片式尿湿感应终端：

1）开机：

长按侧面按键，指示灯点亮时松开按键，开机完成。

2）开机完成后指示灯快速闪烁（1秒3次），此时正在进行自动校准，校准

完成后指示灯慢速闪烁（1秒1次）。

3）将尿湿感应终端的检测片面朝向尿片放置在需要检测的位置（尿片外

侧），用胶带固定；

4）轻按终端侧面的按键，终端开始工作。

5）报警信号产生后，撕下胶带，取下终端，轻按侧面按键，取消报警信号。

6）关机：

在开机状态下，长按侧面按键，指示灯熄灭时松开按键。

床垫式尿湿感应终端：

1）尿湿感应垫平铺于床上，横置于人体臀部位置。

2）开关：

开关拨向不同的方向，可以打开或关闭设备（注：

如想重启，关

闭开关后需等待约1分钟时间才能打开开关）

3）指示灯：

指示灯闪烁代表正在发送信号，工作正常。

6.1.4网络设备支持

需要室网关组成的下层无线传感网，以及WiFiMESH路由器组成的上层

无线骨干通信网的支持。

7.1智能感应垫

7.1.1功能介绍

智能感应垫具有离床感知和离床报警功能。

智能感应垫实现人体离床感应，并及时向室网关节点上报。

室网关根据预设离床判定条件鉴别离床事件，并及时向服务器上报。

1）离床感知

智能感应垫利用压力感应结构检测是否有人压在上面，相应的分为“有人”和“无人”两种状态。

状态发生变化时立刻向室网关上传一次状态信息，状态不变时周期5min上传一次状态信息。

2）离床报警

室网关根据智能感应垫上报的状态信息，以及预设的离床判断条件来判断是否发生离床事件；并且根据预设的报警时间段来决定是否向服务器发送离床报警信息。

离床报警信号立刻向服务器发送，其它情况周期5min上传一次智能感应垫状态信息。

一个室网关可以同时绑定几个智能感应垫，可以针对不同的智能感应垫单独设置离床判断条件和报警时间段。

7.1.2性能参数

7.1.3使用说明

1）智能感应垫平铺于床上，横置于人体臀部位置。

2）开关：

开关拨向不同的方向，可以打开或关闭设备（注：

如想重启，关

闭开关后需等待约1分钟时间才能打开开关）

3）指示灯：

指示灯闪烁代表正在发送信号，工作正常。

7.1.4网络设备支持

需要室网关组成的下层无线传感网，以及WiFiMESH路由器组成的上层

无线骨干通信网的支持。

8.1智能药箱

8.1.1功能介绍

智能药箱意在帮助慢性病患者或者有记忆力障碍患者能够按时、准确、便捷、安全的服药。

其主要包括如下特色功能：

多样化的提醒方式；人性化的取药方式保证用户安全、准确、便捷的服药；通过云服务平台记录和展示用户的服药信息。

1）多样化的提醒方式

当智能药箱开始工作运行，并且到用户的服药时间时，药箱会发出一段语音提示音，并配合相应的灯光闪烁效果以提醒用户服药，当用户较长一段时间仍未取药，会给用户或者其监护人发送短信，如果仍然用户较长时间未取药，药箱会通过云服务平台给用户或者其监护人拨打，以提醒用户服药。

2）人性化的取药方式保证用户安全，准确，便捷的服药

用户需提前将自己未来一周要服食的药物以药杯的形式置入药箱中，当智能药箱开始工作运行，并且用户的服药时间到时，用户只需轻按药箱顶部的取药键，相应的药杯就会通过其部的机械传动结构滑出药箱。

而非用户的服药时刻，如果关闭药箱的提早服药功能，则不论用户按下取药键与否，药杯都不会从药箱中滑出，这样就可以防止用户滥药以及重复服药。

药箱还具有提早服药的功能，如果打开此功能，则用户在预设服药时间的前一小时仍然可以通过轻按取药键进行取药。

3）通过云服务平台记录和展示用户的服药信息

当智能药箱开始工作运行，并且用户的服药时间到，用户按下取药键进行取药的同时，药箱会通过其部的通信模块（GPRS）接入服务器的云服务平台，并将用户的服药信息（服药时间，服药与否等等）上传，用户或者其监护人可通过浏览器访问其云服务平台，查看服药历史。

8.1.2性能参数

8.1.3使用说明

1）先将未来一周将要服食的药物置入药箱配备的不同药杯中。

2）将药杯按服食顺序依次放入药箱中。

3）插入键盘进行相应的设置，相关的设置信息会在液晶屏上显示

a）设置当前时间

b）设置报警时间（每天服药几次，每次的服药时间是在几点）

c）设置总剂量

4）设置完毕后，拔下键盘，智能药箱开始按照上述设置参数运行。

5）当预设的服药时间到时，药箱会发出一段语音提示音并配合灯光闪烁效果提醒用户服药。

6）直到用户按下取药键，相应的药杯会从药箱中滑出，同时语音提示音和灯光闪烁效果消失。

7）当药杯完整的移出药箱后，用户即可从药杯取药进行服食。

到下一次服药时间时，则重复5~7的步骤。

8.1.4网络设备支持

需要运营商提供的GSM网络支持。

二、数据汇聚网络

2.1网络架构

数据汇聚网络按覆盖区域划分为区域网和区域外网。

区域网具有无线传感网和骨干通信网两层网络结构：

无线传感网由网关节点、室网关在下层形成多个无线传感网子网，负责收集硬件终端的传感器数据及定位等信息；路由节点经过网络多跳通信后通过网关节点将信息发送至骨干通信网，室网关直接将信息发送给骨干通信网；MESH节点和IP交换机在上层形成一个骨干通信网，在收到网关节点、室网关发来的信息后通过Wi-FiMESH网络和IP交换机将其传送给服务器进行处理。

区域外网利用通信运营商提供的GPRS网络实现更大围的数据通信覆盖。

网络整体架构如下图所示：

2.2网络设备

2.2.1路由节点

1）性能参数

2）安装形式与要求

路由节点的室安装可以采用外挂安装和置安装两种方式，室外安装只能采用外挂安装。

室安装高度要求距离天花板300mm-400mm，室外安装高度要求距离地面3500mm以上，同时具有防雨淋保护措施。

壁式外挂安装是利用螺钉或3M粘条将路由节点固定在墙壁上，要求在安装位置处提供220VAC的两孔电源插口；壁式置安装是将路由节点置于墙体的86暗盒，要求在安装位置处预埋86暗盒和220VAC的电源线。

3）布点基本原则

A）在需要园区一卡通设备接入的区域布设；

B）25平米之的房间保证每个房间安装1个，安装位置在房间门口附近、开门视距可见；

C）70平米左右的房间保证每个房间安装2个，安装位置以个在房间门口附近、开门视距可见，另一个在远离门口处；

D）房间有路由节点的要在房间门外楼道布对应的路由节点，楼道节点距离门节点的最远距离不超过7m；

E）距离需要接入的设备的可视距离不超过10m，非视距离不超过5m；

F）相邻路由节点之间的室布点可视距离不超过15m，非视距离不超过7m，室外布点可视距离不超过40m；

2.2.2网关节点

1）性能参数

2）安装形式与要求

网关节点的室安装可以采用外挂安装和置安装两种方式，室外安装只能采用外挂安装。

室安装高度要求距离天花板300mm-400mm，室外安装高度要求距离地面3500mm以上，同时具有防雨淋保护措施。

壁式外挂安装是利用螺钉或3M粘条将网关节点固定在墙壁上，要求在安装位置处提供220VAC的两孔电源插口；壁式置安装是将网关节点置于墙体的155/60暗盒，要求在安装位置处预埋155/60暗盒和220VAC的电源线。

3）布点基本原则

A）在需要路由节点接入的区域布设；

B）室环境下，距离最近的路由节点的可视距离不超过15m；

C）室外环境下，距离最近的路由节点的可视距离不超过40m；

D）路由节点信号可以通过“接力”的方式到达网关节点，保证所有路由节

点到达最近网关节点的最大“接力”次数不超过4次；

2.2.3室网关

1）性能参数

2）安装形式与要求

室网关的室安装可以采用外挂安装和置安装两种方式。

室安装高度要求距离天花板300mm-400mm。

壁式外挂安装是利用螺钉或3M粘条将室网关固定在墙壁上，要求在安装位置处提供220VAC的两孔电源插口；壁式置安装是将室网关置于墙体的155/60暗盒，要求在安装位置处预埋155/60暗盒和220VAC的电源线。

3）布点基本原则

A）在需要智能感应垫、随意贴按钮、门磁感应器、尿湿感应器等433M终端设备接入的区域布设；

B）25平米之的房间保证每2到3个房间安装1个，安装位置在房间门口外楼道；

C）70平米左右的房间保证每1个房间安装1个，安装位置在房间门口附近、开门视距可见或者房间门口外；

D）每个室网关接入的433M终端设备数量不超过40个；

E）距离需要接入的设备的可视距离不超过20m，非视距离不超过10m；

2.2.4MESH节点

1）性能参数

2）安装形式与要求

WiFiMESH路由器的室安装可以采用外挂安装和置安装两种方式，室外安装只能采用外挂安装。

室安装高度要求距离天花板300mm-400mm，室外安装高度要求距离地面3500mm以上，同时具有防雨淋保护措施。

壁式外挂安装是利用螺钉或3M粘条将WiFiMESH路由器固定在墙壁上，要求在安装位置处提供220VAC的两孔电源插口，同时提供有线网络接口；壁式置安装是将WiFiMESH路由器置于墙体的86暗盒，要求在安装位置处预埋86暗盒，同时提供带有POE供电的有线网络接口。

3）布点基本原则

A）在需要网关节点、室网关、信号发射器接入的区域布设；

B）通常安装在楼道，每层楼道至少安装1个；

C）距离需要接入的设备的可视距离不超过20m，非视距离不超过7m；

三、报警与显示设备

3.1功能介绍

寻呼报警指示系统主要用于发送报警信息到护工胸牌、门灯、LED显示屏、电子看板等。

在该系统中，当有被监护人发生意外情况时（如手动报警，摔倒，跨越电子围界等），系统自动将意外情况的报警以无线的方式发送至对应监护人佩戴的护工胸牌、对应房间的门灯、LED显示屏和护士站的电子看板上。

3.2实现方案

寻呼报警指示系统是基于433MHz的自有无线通信系统，由信号发射器、护工胸牌、门灯、LED显示屏和护士站组成星形网络，实现报警信息的单向传送。

信号发射器通过WiFi与远端服务器建立可靠地TCP/IP连接，固定位置安装；护工胸牌可在寻呼发射机覆盖围自由移动；门灯安装在对应的房间门口；LED显示屏安装在楼道显著位置，电子看板安装在值班工作站。

在服务器端配置护工胸牌所属区域围和门灯对应的区域，配置完成后无需人工干涉，即可实现报警信息的自动发送。

3.3信号发射器

1）功能介绍

信号发射器连接服务器和护工胸牌，主要从服务器接收报警信息，转发给相应的护工胸牌。

2）性能参数

3）使用说明

A）将发射器天线部署在需要覆盖围的中间位置，高度不低于10米。

B）将发射器主机部署在有WiFi信号覆盖的位置，接通电源。

C）状态指示灯显示绿色，表明初始化完成，可以正常工作。

3.4护工胸牌

1）功能介绍

护工胸牌通过无线方式接收信号发射器发出的报警信号，利用声光提醒的方

式显示报警信息容。

2）性能参数

3）使用说明

A）开关机：

长按“开关机”按键3s以上，在开机和关机之间切换。

B）查看报警信息：

当有报警信息时，屏幕显示报警信息容，其中四位数字为报警信号发出者的唯一编号，箭头指向报警信息的类型。

C）清除报警信息：

当处理完报警事件后，通过按下“消警”按键消除当前报警信息。

D）打开背光：

在开机状态下，轻按“开关机”按键，可以使屏幕背光点亮。

为节省电量，背光在3s后自动熄灭。

E）指示灯绿灯闪烁：

在开机状态并且没有报警信息需要显示时，绿灯以3s周期进行闪烁；

红灯点亮：

在开机状态并且有报警信息需要显示时，红灯点亮；

红灯闪烁：

在开机状态，如果电量不足或者系统发生故障时，红灯闪烁；

双灯熄灭：

在关机状态下，两色灯均会熄灭。

3.5门灯

1）功能介绍

门灯通过无线方式接收信号发射器发出的报警信号，指示发生报警的房间。

2）性能参数

3）使用说明

A）通过魔术贴将门灯固定在门廊附近，电源线出口朝左；

B）接通220V交流电源，看到门灯闪烁2次后熄灭，代表安装完成。

C）当门灯点亮时，说明该房间有报警发生；

D）当该房间全部报警解除或超时未解除时，门灯自动熄灭（超时时间1小

时）。

3.6LED灯牌

1）功能介绍

LED显示屏通过无线方式接收信号发射器发出的报警信号，利用声光提醒的

方式显示报警信息容。

2）性能参数

3）使用说明

A）通过膨胀螺丝将LED显示屏固定在走廊墙壁上；

B）接通220V交流电源，看到屏幕显示时间，代表安装完成。

C）当有报警时，屏幕显示该床位号，如有多条报警，5s周期滚动显示。

D）当该床位全部报警解除或超时未解除时，该条显示容自动清除。

（超时

时间1小时）。

3.7电子看板

1）功能介绍

电子看板通过无线方式接收信号发射器发出的报警信号，利用声光提醒的方

式显示报警信息容。

2）性能参数

3）使用说明

A）通过膨胀螺丝将电子看板固定在护士站墙壁上；

B）接通220V交流电源，看到屏幕全部指示灯闪烁2次后熄灭，代表安装完成。

C）当代表某床位的指示灯点亮时，说明该床位有报警发生；

D）当该床位全部报警解除或超时未解除时，指示灯灯自动熄灭（超时时间1小时）。

四、系统管理平台

4.1服务器平台

4.1.1平台软件架构

系统软件管理平台的整体架构如下图所示，下文将会结合软件各功能对组成模块进行具体描述。

4.1.2平台功能设计

根据项目需求及平台架构，软件平台围绕报警信息、设备管理、用户权限管理等功能展开。

1）报警信息

报警信息包括：

摔倒报警、主动报警和越界报警。

各信息单元通过区域窗口分别显示。

区域窗口支持拖动、缩放、最小化、最大化、还原功能，默认排列方式为平铺。

1、各区域窗口中，按照“预警报警信息”的产生时间排序，最新信息显示在顶端