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《基于zigbee養(yǎng)老院室內(nèi)外定位系統(tǒng)的實現(xiàn)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、基于ZigBee養(yǎng)老院室內(nèi)外定位系統(tǒng)的實現(xiàn) 摘要：針對養(yǎng)老機構(gòu)因場地較大且環(huán)境復(fù)雜，老人發(fā)生緊急情況時工作人員無法及時定位、救助的問題，基于ZigBee技術(shù)設(shè)計并實現(xiàn)了一套室內(nèi)外人員定位報警系統(tǒng)。文中描述了該系統(tǒng)的總體框架、硬件設(shè)備的概念及相應(yīng)配套軟件的基本功能。實踐表明，該系統(tǒng)能夠滿足養(yǎng)老院對于人員定位可靠性和實時性的需求，具有良好的商用價值?！ ￡P(guān)鍵詞：人員定位；ZigBee；養(yǎng)老；報警系統(tǒng) 中圖分類號：TP274文獻標識碼：A文章編號：2095-1302（2016）12-00-03 0引言 我國已逐步進入老齡社會，各地開始對養(yǎng)老福利模式進行積極探索
2、，居家養(yǎng)老服務(wù)應(yīng)運而生。居家養(yǎng)老[1]以家庭為核心、以社區(qū)為依托、以專業(yè)化服務(wù)為依靠，為居住在自家的老年人提供以解決日常生活困難為主要內(nèi)容的社會化服務(wù)。但因社區(qū)差異、服務(wù)人員缺乏等原因，居家養(yǎng)老難以滿足老人的實際要求。新型的居家式養(yǎng)老結(jié)合養(yǎng)老院專業(yè)的管理和居家養(yǎng)老的諸多優(yōu)點，不同于原來的格子間、單人房，取而代之的是兩室一廳，配備書房、廚房等房間，獨門獨戶，采用單元樓的格局以消除老人對傳統(tǒng)概念上養(yǎng)老院不舒適的顧慮，受到大眾的廣泛關(guān)注。然而空間的獨立又給管理、看護帶來了不便。在此需求的基礎(chǔ)上，老人的實時位置、緊急事件的報警及處理等問題亟待解決。8 目前定位老年人最
3、直接的方法就是利用圖像監(jiān)控設(shè)備進行遠程監(jiān)控，但這種方式侵犯了老年人的個人隱私，而且信息采集被動，不便于實際使用。在這種情況下，各種無線定位報警系統(tǒng)正好符合需求而被研究機構(gòu)大力開發(fā)。ZigBee無線通訊借助其組網(wǎng)靈活、超低功耗、低成本等優(yōu)勢被首選為定位實現(xiàn)方案。由于室內(nèi)外空間環(huán)境的差異，這些設(shè)計方案多采用雙系統(tǒng)結(jié)合的方式來滿足功能需求，如RFID+ZigBee方案[2]、GPS+ZigBee方案[3]等。雙系統(tǒng)必然會帶來設(shè)計復(fù)雜度增大和成本的增長，且終端產(chǎn)品的功耗也會成為難以逾越的障礙?？紤]以上方案并結(jié)合實際需求，我們設(shè)計了基于ZigBee無線通訊的室內(nèi)外區(qū)域定位
4、系統(tǒng)，并將該系統(tǒng)應(yīng)用于上海金山區(qū)一所高端養(yǎng)老院中?！ ?定位系統(tǒng)概述 定位系統(tǒng)前端主要由定位硬件設(shè)備和定位軟件兩大部分組成?！ ?.1定位系統(tǒng)硬件設(shè)備 定位系統(tǒng)的硬件設(shè)備包括定位標簽設(shè)備、位置參考節(jié)點、中心節(jié)點和定位網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。系統(tǒng)框架如圖1所示，菱形表示定位標簽設(shè)備，圓點表示網(wǎng)絡(luò)的位置參考節(jié)點，中間的圓點表示網(wǎng)絡(luò)的中心節(jié)點。線條為標準網(wǎng)線，通過（多層）交換機連接到監(jiān)控后臺。 1.1.1中心節(jié)點 中心節(jié)點用來建立區(qū)域子網(wǎng)絡(luò)，并以它為橋梁連接后臺服務(wù)器，與服務(wù)器之間實現(xiàn)有線通訊，一個ZigBee子網(wǎng)絡(luò)中只允許有一個中心節(jié)點。中心節(jié)點設(shè)備如圖2所示，本系統(tǒng)具有
5、如下功能：8 ?。?）建立區(qū)域無線網(wǎng)絡(luò)，無線連接位置參考節(jié)點和定位標簽設(shè)備，并實現(xiàn)相互間的數(shù)據(jù)通訊； ?。?）通過標準網(wǎng)線將標簽定位信息傳輸?shù)胶笈_服務(wù)器； （3）將局域網(wǎng)內(nèi)各設(shè)備信息上報到后臺服務(wù)器，以便管理及維護?！ ?.1.2位置參考節(jié)點 參考節(jié)點是一個固定位置的坐標點，其為標簽提供了一個參考位置，且這個節(jié)點必須正確設(shè)置在定位區(qū)域中。其具有如下功能： ?。?）直接通電便可使用，無需接網(wǎng)線； ?。?）自動無線同中心節(jié)點、定位標簽設(shè)備組網(wǎng)，并具有一定的自身維護功能； ?。?）反饋自身到定位標簽的距離信息； ?。?）定時上報自身信息給中心節(jié)點（中心節(jié)點和位置參
6、考節(jié)點硬件設(shè)計及外觀基本一致，主要區(qū)別在于是否支持網(wǎng)線通訊），并通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)胶笈_服務(wù)器。 1.1.3定位標簽 定位標簽佩戴在需要定位人員的身上，形如略厚的銀行卡，集定位系統(tǒng)、報警按鍵和一卡通功能于一身，配備可充電電池，定位標簽設(shè)備如圖3所示，定位標簽設(shè)備實物圖如圖4所示。該定位標簽具有如下功能： ?。?）實時上報位置信息給中心節(jié)點，并通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)胶笈_服務(wù)器； ?。?）具有SOS一鍵報警功能； （3）自帶鋰電池，可反復(fù)充電； ?。?）可通過特殊按鍵方式切換工作、休眠模式； ?。?）超低功耗，充滿電后使用周期約為一個月；8 （6）具有電池低電量自動告警功
7、能； ?。?）通過LED顯示指示充電及工作狀態(tài)； ?。?）預(yù)留空間，可選配整合養(yǎng)老院園區(qū)一卡通芯片?！ ?.2定位系統(tǒng)軟件實現(xiàn) 1.2.1定位基本原理 基于ZigBee協(xié)議棧的三種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備為中心節(jié)點、位置參考節(jié)點和定位標簽?！ 。?）中心節(jié)點是網(wǎng)絡(luò)的發(fā)起者和組織者； ?。?）參考節(jié)點負責(zé)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)信息幀的路由并提供定位點的參考坐標； （3）終端標簽則是需要定位的移動個體?！ ≡摼W(wǎng)絡(luò)設(shè)備的定位原理是首先由標簽發(fā)起無線廣播（見圖4中箭頭1），然后被參考節(jié)點接收并根據(jù)信號強度轉(zhuǎn)換為距離信息。該距離信息隨后附加參考節(jié)點的ID信息反饋到標簽（見圖4中箭頭2）。在周期時間
8、內(nèi)，標簽對比接收到的各參
