基于NB-IoT的老年人智能看护系统研究

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我国正迈入老龄化阶段,独居老人日益增多,老年人看护成为社会关注的一个重要问题,建立老年人智能看护系统具有实际应用价值与社会效益。在老年人智能看护领域目前比较成熟的远程无线监护方案有GPRS/GSM远程通信方式以及Zigbee/Wifi短距离通信结合有线网络通信方式。GPRS无线通信方式的主要缺点是功耗较高,且随着我国5G技术的快速发展,面临退网的风险;Zigbee/Wifi技术虽然终端节点灵活,但是需要结合其他通信技术才能实现远程监护。另外,上述技术方案都需要自建本地或远程监护服务器才能保存监护数据。针对上述问题,本系统基于NB-IoT技术与云平台,设计了的老年人智能看护系统。系统可实时采集老年人室内环境参数、火灾信息、行为信息,并将其上传至云平台进行存储,若检测出异常数据,则发出预警信息。论文主要工作有以下几点:(1)完成了系统架构设计,设计NB-IoT智能看护终端硬件和软件功能程序。终端节点可以实时采集室内环境数据(温湿度、烟雾浓度等)和检测老年人居住室内火灾情况以及采集老年人行为动作信息,同时通过传感器数据设定阈值,实现燃气泄漏检测、人体入侵检测;运用数据融合技术,实现火灾检测功能;分析老年人行为信息判断老年人是否跌倒,并采用NB-IoT无线传输技术将数据定时上传到物联网平台,具有远距离传输、实用性强等特点。(2)基于华为Ocean Connect平台,构建了NB-IoT智能网关,通过定义Profile文件和开发部署编解码插件,实现了数据转换功能,为系统终端和应用端提供了通信桥梁,同时采用Co AP协议作为硬件终端与物联网平台之间的通信协议,进一步降低了硬件终端功耗。(3)基于MVC设计模式,利用Servlet、JSP、Java Bean进行服务器端开发,使用HTML、Java Script、CSS进行客户端页面开发。实现了报警通知、传感器节点管理等功能。通过实验验证了火灾检测算法和跌倒检测算法的有效性,测试结果与预期相符;通过对终端节点、云平台及智能看护平台中各功能模块的测试,验证了老年人智能看护系统功能的可行性与数据传输的稳定性,为系统的实际应用推广提供了参考。
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