摘 要：隨著中國(guó)老齡化加劇，空巢、獨(dú)居老人的數(shù)量也在逐年增長(zhǎng)。該智能家庭監(jiān)控系統(tǒng)通過安放在受控者家中的監(jiān)控設(shè)備和云端的數(shù)據(jù)分析及報(bào)警，共同建立一個(gè)用于此類人群的監(jiān)控及報(bào)警體系。目的在于在最短的時(shí)間內(nèi)對(duì)異常情況的感知，使得空巢、獨(dú)居老人能夠在最短的時(shí)間得到有效的援助。

關(guān)鍵詞：老齡化；云端；監(jiān)控

中圖分類號(hào)：TP277

自1999年以來，中國(guó)人口步入了老齡化階段，中國(guó)老齡委辦公室發(fā)布消息稱，未來20年平均每年增1000萬老年人，到2050年左右，老年人口將達(dá)到全國(guó)人口的三分之一。隨著中國(guó)人口老齡化加劇，隨之而來的各種問題也日漸突出，在全國(guó)1.67億60歲以上老人中，有一半過著“空巢”生活（不與子女居住在一起），或者“獨(dú)居”生活（子女夭折、喪偶或者沒有子女）。據(jù)衛(wèi)生部發(fā)布的《2010中國(guó)衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)年鑒》數(shù)據(jù)推算，我國(guó)“失獨(dú)”家庭已超百萬個(gè)，每年新增7.6萬個(gè)。由于這類人群年紀(jì)較大，身體較弱且多為身邊缺乏照料或無人照料以致于容易造成各類事故（火災(zāi)、煤氣泄露、用電事故等）的頻發(fā)及老人家中死亡多日無人得知等一系列不良后果的產(chǎn)生。針對(duì)這類特殊人群，本文中設(shè)計(jì)了一種適用于空巢、獨(dú)居老人的智能家庭監(jiān)控系統(tǒng)，目的在于最大程度的減少或杜絕這類人群中的一些不良事件的產(chǎn)生，使得這類人群能夠在最短的時(shí)間內(nèi)得到快速而又有效的援助。

1 智能監(jiān)控系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)思路

本智能家庭監(jiān)控系統(tǒng)完全針對(duì)于當(dāng)下的老年人進(jìn)行設(shè)計(jì)，既要最大程度的通過現(xiàn)代化手段幫助這類弱勢(shì)人群；同時(shí)也要為這一類知識(shí)水平普遍不是很高的老年人群充分的設(shè)計(jì)的一款真正適合于他們所使用的產(chǎn)品?，F(xiàn)階段由于多數(shù)的空巢和獨(dú)居老人對(duì)現(xiàn)代化電子設(shè)施的學(xué)習(xí)及使用能力較低，因此在該智能監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上較多的采用自動(dòng)識(shí)別、判斷及報(bào)警等自動(dòng)處理方式，力求做到盡量減少或簡(jiǎn)化人工手動(dòng)操作。該監(jiān)控系統(tǒng)采用“信息收集+云端處理”的工作方式，由室內(nèi)各個(gè)部分安裝的攝像頭、傳感器、報(bào)警按鈕等固件將所收集到的信息傳送給安裝在室內(nèi)的主控單元，主控單元將收集到的信息實(shí)時(shí)傳送給云端，由云端對(duì)所收集到的信息進(jìn)行判斷，如有異常會(huì)自動(dòng)的根據(jù)所判斷的情況進(jìn)行報(bào)警并同時(shí)在第一時(shí)間通知其親友或鄰居。

2 主要部分功能設(shè)計(jì)

2.1 云端設(shè)計(jì)

隨著云計(jì)算技術(shù)的日漸成熟，越來越多的公司及機(jī)構(gòu)逐漸認(rèn)可并且使用其作為日常工作處理的工具。本智能家庭監(jiān)控系統(tǒng)正式基于云計(jì)算模式下而設(shè)計(jì)的一種新型智能監(jiān)控系統(tǒng)。在該智能監(jiān)控系統(tǒng)中，云端作為整個(gè)系統(tǒng)的核心部分，所有數(shù)據(jù)都需要經(jīng)過云端進(jìn)行分析，分析完成之后根據(jù)具體的情況進(jìn)行相應(yīng)的處理。由于云計(jì)算技術(shù)的日漸成熟和普及，采用云端作為數(shù)據(jù)處理中心，不僅能夠加快數(shù)據(jù)處理速度還可以減少設(shè)備使用的數(shù)量和體積。從經(jīng)濟(jì)角度上來講，這種方式也可以在很大程度上減少用戶在購(gòu)買設(shè)備和設(shè)備維護(hù)方面的費(fèi)用。

2.1.1 云端工作設(shè)計(jì)流程

在云端首先接收來自主控單元所傳送來的數(shù)據(jù)，接下來云端的工作便是對(duì)所接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行逐項(xiàng)分析并判斷是否為異常情況。在初次判斷為情況異常之后，緊接著進(jìn)行二次判斷，在二次判斷當(dāng)中將對(duì)異常情況進(jìn)行具體類型判斷，根據(jù)分析出的具體情況（火災(zāi)、急救……）通過自動(dòng)語音方式向相應(yīng)部門（消防隊(duì)、急救中心……）和監(jiān)護(hù)人（家屬、親友、社區(qū)…）同時(shí)以撥打電話、短信、微信等方式進(jìn)行告知。如果云端未能夠準(zhǔn)確的判斷是何種類異常情況，會(huì)將異常情況以文字或文字+圖像的方式通知其監(jiān)護(hù)人，方便監(jiān)護(hù)人進(jìn)一步進(jìn)行判斷，云端工作流程。

2.2 室內(nèi)監(jiān)控單元布局及設(shè)計(jì)

2.2.1 紅外攝像頭的布局設(shè)計(jì)

由于攝像頭可以最直觀的對(duì)影響數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，因此攝像頭是各類監(jiān)控系統(tǒng)中不可或缺的一種設(shè)備。在室內(nèi)的監(jiān)控系統(tǒng)中所有的攝像頭均采用紅外攝像頭，因?yàn)榧t外攝像頭具備一定的夜視功能，因此即使在夜晚光線較暗的情況下仍可以拍攝出圖像。又因?yàn)榧t外攝像頭可以探知人體由熱量所散發(fā)的紅外線，因此在云端可以根據(jù)紅外攝像頭所提供的紅外線數(shù)據(jù)來判斷老人的身體情況，以及是否具有生命跡象。因?yàn)閳D像相對(duì)于其他數(shù)據(jù)對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)情況的描述及其判斷更為直接和明確，因此在布局方面采取多角度、大范圍布控，力求做到整個(gè)室內(nèi)無監(jiān)控死角。

2.2.2 各類型傳感器的布局設(shè)計(jì)

傳感器以其微型化、數(shù)字化、智能化等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于各類領(lǐng)域。在本監(jiān)控系統(tǒng)中，將各類型傳感器布置在居住房間的相應(yīng)部位，根據(jù)傳感器所傳輸?shù)男畔⒂兄趲椭贫烁訙?zhǔn)確的對(duì)監(jiān)控對(duì)象的異常情況做出更加準(zhǔn)確的判斷。本系統(tǒng)中傳感器類型如下：

壓力傳感器：該傳感器安放于床鋪、椅子和馬桶上，一旦長(zhǎng)時(shí)間的處于壓力狀態(tài)則可判定為異常；

煙霧傳感器：當(dāng)室內(nèi)煙霧達(dá)到一定濃度時(shí)，該傳感器在向主控單元發(fā)送信息同時(shí)開啟報(bào)警器；

火災(zāi)傳感器：當(dāng)室內(nèi)出現(xiàn)火災(zāi)時(shí)，該傳感器在向主控單元發(fā)送信息同時(shí)開啟報(bào)警器和自動(dòng)滅火裝置；

2.2.3 電/水表監(jiān)控處理裝置

該裝置具有對(duì)電表和水表監(jiān)控和處理兩種功能，在監(jiān)控方面主要用于對(duì)日常用電/用水情況予以監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)諸如水/電較長(zhǎng)時(shí)間，較大量的輸出則視為異常。在處理方面，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況及該裝置會(huì)立即切斷水/電供應(yīng)，避免危害的長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)。

2.2.4 急救報(bào)警按鈕的功能設(shè)計(jì)

該急救報(bào)警按鈕一方面用于空巢、獨(dú)居老人在家中突發(fā)疾病時(shí)手動(dòng)報(bào)警，布置于臥室、衛(wèi)生間等突發(fā)疾病易出現(xiàn)區(qū)域；另一方面同時(shí)具有誤報(bào)解除功能。

報(bào)警功能：當(dāng)報(bào)警啟動(dòng)后，除了向云端發(fā)送信息之外，室內(nèi)也同時(shí)會(huì)以聲音和光閃方式報(bào)警，便于急救人員及周圍鄰居及時(shí)發(fā)現(xiàn)出事地點(diǎn)。

誤報(bào)解除功能：由于老年人受到思想意識(shí)及行為敏捷程度的制約，極有可能誤碰急救按鈕的情況。為了在向其提供方便性同時(shí)避免因誤報(bào)而引起資源浪費(fèi)，為急救報(bào)警按鈕提供了誤報(bào)解除功能。誤報(bào)解除功能主要體現(xiàn)以下兩點(diǎn)：

（1）當(dāng)首次按動(dòng)按鈕時(shí)，聲音及光閃報(bào)警會(huì)以小幅度發(fā)出，此時(shí)不會(huì)向急救中心及監(jiān)護(hù)人發(fā)送通知；在5分鐘之內(nèi)再次按動(dòng)按鈕時(shí)，報(bào)警解除。若超過5分鐘，將以正常方式進(jìn)行報(bào)警。

（2）對(duì)于意識(shí)相對(duì)模糊的老人，在其按動(dòng)按鈕之后，云端會(huì)根據(jù)攝像頭傳送的影像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，5分鐘之內(nèi)若判斷此人身體靜止或運(yùn)動(dòng)范圍極小，則視為異常情況，云端正常向急救人員及監(jiān)護(hù)人發(fā)送信息，同時(shí)啟動(dòng)報(bào)警裝置；5分鐘之內(nèi)云端若判斷為行為正常則不發(fā)送任何報(bào)警信息。

2.2.5 房門開啟裝置

對(duì)于空巢、獨(dú)居的老人來說，突發(fā)性疾病已經(jīng)成為造成其死亡的主要因素。在每年因突發(fā)性疾病造成死亡的老年人當(dāng)中，其中有很大一部分原因是是因?yàn)闆]能在有效時(shí)間得到救治而造成的。尤其是在城市中居住的空巢、獨(dú)居的老年人，因?yàn)闃菍痈呒鞍惭b防盜門窗等原因，常常使得救援人員需要耗費(fèi)大量的時(shí)間及精力，進(jìn)而致使救援時(shí)間延誤。為了使得遇到突發(fā)事件的老人在最短的時(shí)間得到救援，同時(shí)避免因房門的關(guān)閉影響到黃金救援時(shí)間，本監(jiān)控系統(tǒng)使用了房門開啟裝置。在這個(gè)裝置使用前需要在云端建立一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)中包含受控者小區(qū)管理人員、周邊的急救中心工作人員、派出所相關(guān)警員……的身份信息及指紋。當(dāng)云端發(fā)出求救信號(hào)或者受控者手動(dòng)執(zhí)行報(bào)警后，救援人員趕到時(shí)使用房門上安裝的指紋識(shí)別器輸入指紋后，云端會(huì)在數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行核實(shí)，核實(shí)準(zhǔn)確后云端便會(huì)將開鎖指令發(fā)送到主控單元，由主控單元發(fā)出開啟門鎖的指令。只有當(dāng)求救信號(hào)發(fā)出時(shí)，云端數(shù)據(jù)庫(kù)的人員才能夠通過指紋將房門開啟，如果沒有任何求救信號(hào)的發(fā)出，即便數(shù)據(jù)庫(kù)中的人員也無法通過指紋開啟房門。

3 結(jié)束語

由于受到各方因素的影響，在中國(guó)像空巢、獨(dú)居老人這樣的一類人群數(shù)量在呈現(xiàn)出逐年擴(kuò)大的局勢(shì)；各種各樣有關(guān)于這類弱勢(shì)群體的悲劇性、負(fù)面性的新聞報(bào)道常顯著報(bào)端。目前盡管各種電子信息技術(shù)正飛速的發(fā)展，但面向于像空巢、獨(dú)居老人這樣的弱勢(shì)群體的相關(guān)電子產(chǎn)品卻屈指可數(shù)。本監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目的在于充分結(jié)合當(dāng)前的高科技技術(shù)，幫助此類處于弱勢(shì)群體的老人在急需幫助的情況下能夠得到及時(shí)有效的援助，力求做到最大程度的避免各類悲劇的發(fā)生。目前該監(jiān)控系統(tǒng)還處于設(shè)計(jì)階段，距離真正的設(shè)計(jì)研發(fā)及投入使用還有很長(zhǎng)的一段路要走。

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作者簡(jiǎn)介：楊闈元（1981-），男，山東禹城人，講師，工程碩士，研究方向：計(jì)算機(jī)應(yīng)用。

作者單位：遼寧豐田金杯技師學(xué)院，沈陽(yáng) 110015