一種面向獨居老人的智能照明和報警系統技術方案

本發明專利技術公開了一種面向獨居老人的智能照明和報警系統，本發明專利技術采用被動式紅外線陣列傳感器對人體發出的微量紅外線進行監測，實現人體定位、跟蹤，可以識別一般活動和意外發生時狀態，自動對意外情況進行報警，用于對獨居老人的看護；非接觸性老年人看護系統，不影響老人的生活隱私，不會引起老年人的排斥，在實現看護的同時為老年人的生活提供便利；本發明專利技術無損健康，環保節能。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術公開了一種面向獨居老人的智能照明和報警系統，本專利技術采用被動式紅外線陣列傳感器對人體發出的微量紅外線進行監測，實現人體定位、跟蹤，可以識別一般活動和意外發生時狀態，自動對意外情況進行報警，用于對獨居老人的看護；非接觸性老年人看護系統，不影響老人的生活隱私，不會引起老年人的排斥，在實現看護的同時為老年人的生活提供便利；本專利技術無損健康，環保節能。【專利說明】—種面向獨居老人的智能照明和報警系統
本專利技術涉及一種面向獨居老人的智能照明和報警系統。
技術介紹
老齡化社會獨居老人現象普遍，老人發生意外(例如摔跤)時往往無法有效報警。而以往的老人看護系統或者類似的報警求助系統使用接觸式設備或佩戴式設備或攝像儀器，這些應用均有一定的弊端，在實現對老人的看護的同時卻不可避免地或者對老年人生活隱私有一定的侵犯，或者必須佩戴在身增加老年人的心理負擔。所以類似系統的應用和推廣效果不佳。 另外，還有一種通過紅外線溫度傳感器進行檢測老人狀態的技術，但是這種技術只能檢測動態人體、單點區域的溫度，無法同時檢測靜態人體和動態人體，無法檢測多點位置(矩陣區域)上各點的溫度變化，因而智能程度不足。 還有，老人發生摔跤的一個主要原因是照明問題，現有技術中還沒有一種能夠在老人夜間起床、行走時自動打開和關閉的照明設備。 經檢索分析，本專利技術為首次利用紅外陣列傳感技術對靜態人體進行檢測實現智能看護獨居老人，自動報警求助的功能。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種新的解決方案，能夠在為獨居老人生活提供生活上的便利并在應急狀況下自動報警的同時，不影響老人的生活隱私，非接觸式、不需要佩戴，從而不增加老人的心理負擔。 本專利技術的技術方案如下: 一種面向獨居老人的智能照明和報警系統，包括單片機、紅外陣列傳感器、照度傳感器、繼電器、燈和報警裝置； 紅外矩陣傳感器與單片機的數字輸入端連接，通過把監測范圍分割成多個矩陣區域，對人體發出的微量紅外線進行監測，紅外陣列式傳感器獲知區域中各點的溫度數據將監測到的信號輸入單片機，通過各個點溫度的變化來確定被監測老人的運動路徑；根據老年人活動規律在單片機內為每個區域預設溫度參考值和時間參考值，系統通過將檢測的到數據與預設值比較判斷老人處于正常或意外狀態，若系統判斷為意外狀態，信號輸出至報警裝置實現自動報警； 燈與繼電器相連接，繼電器與單片機的控制輸出端連接； 照度傳感器與單片機連接，用來感知環境亮度，當環境亮度低于設定值且單片機判斷人體處于活動狀態時，單片機的控制輸出端啟動，通過繼電器控制相應的燈亮，否則，燈滅。 本專利技術的可以實現以下兩個具體功能: (I)夜間自動照明控制:夜間老人起身上廁所，當老人從床上坐起來，傳感器可感知老人的坐起動作，系統控制床頭燈打開，如果老年夫妻同睡一張床，也能判斷是睡在那邊的老人起身，并確定開啟哪邊的床頭燈； 當老人夜間起身坐起時,老人的身體進入被監測區域,傳感器即會感應到，由于被監測區域被分成多個小區域，系統即可感知起身老人的位置，并確定需要開啟的燈。老人離開床，進入到其他區域，系統會跟隨老人的移動位置來控制各位置的燈的開啟，為老人的活動提供照明。 (2)異常情況下的報警求助:一般情況下，老人的生活是有一定規律的，比如夜間起身的次數，日間在房間中活動的規律，洗澡、上廁所的時間，當系統發現老人的活動與正常規律出現不一致時，系統可發出報警；當系統檢測到在水平面某個連續區域的溫度值與人體溫度相當，可以判斷老人是否發生跌倒事件，如果這個異常狀態的延續時間超過預設值，系統會發出警報。 本專利技術采用被動式紅外線陣列傳感器對人體發出的微量紅外線進行監測，實現人體定位、跟蹤，可以識別一般活動和意外發生時狀態，自動對意外情況進行報警，用于對獨居老人的看護；非接觸性老年人看護系統，不影響老人的生活隱私，不會引起老年人的排斥，在實現看護的同時為老年人的生活提供便利；本專利技術無損健康，環保節能。 【專利附圖】【附圖說明】 圖1為本專利技術的硬件構成圖。 圖2為本專利技術的照明控制軟件處理流程。 圖3為本專利技術的報警軟件處理流程。 圖4為實施例1中本專利技術的安裝示意圖。 圖5為實施例2中人體分別處于正常(左)和意外(右)狀態時的系統的顯示。 【具體實施方式】 實施例: 本專利技術由硬件和軟件兩部分構成。 如圖1所示，本專利技術硬件部分由紅外陣列式傳感器、照度傳感器、單片機、繼電器和燈組成。 紅外陣列傳感器:采用MEMS非接觸式溫度傳感器，這種傳感器是專門用來檢測人體。它有兩個主要的特點:第一、是陣列結構，本實施例采用了 1X8和4X4兩種陣列形式的傳感器。陣列結構的特點是它能夠檢測一個區域中的多個點溫度，傳感器輸出的為一個陣列；第二、它可以檢測靜態人體，以往的紅外傳感器只能檢測移動中的人體，當人處于靜止狀態，以往的傳感器是檢測不到的，本專利技術所采用的傳感器是能夠感知靜止和運動中的人體。因此，本專利技術可以通過紅外陣列式傳感器獲知區域中各點的溫度數據，通過各個點溫度的變化來確定被監測老人的運動路徑；同時通過監測到的時間和位置與預設的老人的生活規律對比，確定老人的狀態。 照度傳感器:采用光敏電阻作為照度傳感器，用來感知環境亮度，當環境亮度低于設定值且單片機判斷人體處于活動狀態時，系統的控制輸出部分開始啟動，此時紅外陣列傳感器接收到的溫度變化信息將被處理后轉化為控制信號，通過單片機的I/o 口輸出控制信號來驅動繼電器的開合進而控制對應位置的燈的開關。 AVR單片機開發板:本實施例采用Atmel公司的ATmega2560微控制器作為系統的控制核心。為了方便開發和實驗，采用了 Arduino平臺。Arduino是一款便捷靈活、方便上手的開源電子原型平臺，包含硬件(各種型號的arduino板)和軟件(arduino IDE)。本實施例使用了一塊ArduinoMage2560型的開發板。本專利技術以傳感器作為信息輸入源，通過單片機對數據進行分析，根據分析結果給出控制和報警信號，控制信號可驅動相關設備運行和關閉，報警信號可接入到相關服務系統中去，以此來實現一個傳感、思考加控制的系統。 繼電器:本實施例采用了一塊8路繼電器模塊，可用于控制8路照明電源。該模塊為5V TTL高電平觸發，觸發電流約為5mA，ATmega2560微控制器能直接驅動，無須上拉。 面包板:本實施例還準備了一塊面包板，用于照明燈泡、報警顯示燈等部件的連接。 軟件部分:本系統采用C語言對單片機進行編程。 照明控制軟件處理流程如圖2所示，報警軟件處理流程如圖3所示。 本專利技術可以對報警級別進行分級，如規律吻合度發生一定偏差時，我們需要關心一下老人是不是生病了，或者情緒不好等，如一定時間內無活動跡象，可以立即和老人取得聯系，如無法聯系到就立即到達現場進行查看。 下面分別給出一個應用本專利技術實施自動照明和報警的實施例。 實施例1:夜間自動照明控制 如圖4所示，本實施例中本系統安裝在老人床的對面，采用電腦將監測數據呈現在電腦屏幕上，電腦屏幕上表格第一行數據為1*8紅外陣列溫度傳感器測到的每一格最高溫度值，其中數值高于參考值的格子會標紅。因為地表溫度遠低于參考值，所以其余格子均顯白色。其本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種面向獨居老人的智能照明和報警系統，其特征在于，包括單片機、紅外陣列傳感器、照度傳感器、繼電器、燈和報警裝置；紅外矩陣傳感器與單片機的數字輸入端連接，通過把監測范圍分割成多個矩陣區域，對人體發出的微量紅外線進行監測，紅外陣列式傳感器獲知區域中各點的溫度數據將監測到的信號輸入單片機，通過各個點溫度的變化來確定被監測老人的運動路徑；根據老年人活動規律在單片機內為每個區域預設溫度參考值和時間參考值，系統通過將檢測的到數據與預設值比較判斷老人處于正常或意外狀態，若系統判斷為意外狀態，信號輸出至報警裝置實現自動報警；燈與繼電器相連接，繼電器與單片機的控制輸出端連接；照度傳感器與單片機連接，用來感知環境亮度，當環境亮度低于設定值且單片機判斷人體處于活動狀態時，單片機的控制輸出端啟動，通過繼電器控制相應的燈亮，否則，燈滅。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：潘奕銘，
申請(專利權)人：上海市南洋模范中學，
類型：發明
國別省市：上海;31