广州仙农信息科技有限公司    高远

1. 应用场景

随着中国社会老龄化的迅速发展，越来越多的老人住进养老院。由于服务人员有限，无法及时顾及到的每个位置的老人，老人的安全问题给管理者带来了不少的难度。

2. 用户体验

● 通过在楼梯通道部署RFID识别点，可以准确区分人员所在楼层。

● 通过在一楼出入口部署RFID识别点设备，可以准确记录人员进出方向。

● 通过在室外部署RFID阅读器，可以知道人员大致位置。

● 通过在养老院大门部署RFID识别设备，可以准确记录人员进出方向。

● 通过在房间部署RFID十八设备，可以知道人员在什么房间。

● RFID人员管理标签形态多样，丰俭由人：

■ 仅具备RFID识别功能的手环与卡片可以免充电，使用时间可以达到5年以上。

■ 具备计步、手表、RFID识别功能的手环功能更丰富，一次充电可以使用30天以上。

■ 当采用RFID手环时，可以实现位置与健康监测，主要用户体验如下：

■  区域定位，实现进出识别、楼层定位、房间定位、威胁区域告警

■  夜间无感知自动定时采集心率/血压，异常预警

■  自动采集人员每日计步、睡眠数据。

3. 养老院人员定位技术选型分析

目前可以用的室内定位技术如下：

▲ UWB： 在空旷地，定位精度可以达到10cm。

▲ 双频RFID：定位精度可以达到1m。

▲ 单频RFID：定位精度可以达到5m。

▲ Zigbee：定位精度可以达到5m。

▲ WIFI定位：利用室内WIFI进行定位，定位精度号称3m左右。

各种定位技术基本原理与优劣势分析如下：

1) UWB

■ 原理：UWB技术通过对宽频谱信号的相位差或者时间差进行测量来进行定位，其频率范围3-6Ghz。

■ 优势：定位精度高。

■ 劣势：

a) 设备成本高。每个房间均需部署设备，要实现精确定位，一个房间至少部署3个设备，成本很高，施工调试难度大。

b) 维护要求高，每次设备移动位置 ，都需要重新调试，难度大。

c) 标签成本高。每个标签成本300-500元。

d) 需要充电。 UWB标签采用充电电池，一次充电可以使用几个月。需要频繁充电，对维护管理的要求高。

2) Zigbee技术

■ 技术原理：通过信号强度进行定位。使用频率为2.4GhzISM频段

■ 优势： Zigbee设备可以实现自组网，设备之间可以通过无线进行数据路由。

■ 劣势：

a) 标签耗电

b) 由于定位是依靠多个设备来计算，组网要求与后台运算要求也高。  

3) 多频RFID技术

■ 技术原理：采用125k信号进行触发，2.4G信号进行数据传输。通过125K信号的覆盖来进行区域位置识别。理论上125K信号的覆盖半径约0-6m，精度可以达到30cm。实际在非金属环境，可以达到这个指标。

■  优势：

a) 设备成本低。

b) 标签成本低，标签使用时间长，可以达到5年以上。

c) 定位精度高，可以达到1m以内。

■ 劣势：

a) 设备要组网。

b) 无法连续定位

4)  单频RFID技术可行性分析

■ 技术原理：采用2.4G单频信号，通过控制2.4G信号的覆盖范围，实现人员区域识别。

■ 优势：

a)  设备成本低

b) 标签成本低

■ 劣势：

a) 定位精度低

b) 信号易漂移

4.  养老院人员位置管理核心用户体验要点

养老院人员位置管理核心用户体验点如下：

a) 定位精度。定位精度越高越好

b) 维护性。诸如充电、设备维护等工作越少越好。

c) 成本。包括系统建设成本与为维护成本。

       实际应用中对技术选型是在成本、用户体验之间取折衷。 从用户核心体验出发，养老院最好的定位技术是UWB，但UWB技术成本过高，在养老院人员管理中是否必要，值得商榷（土豪随意）。

      基于成本与用户体验之间折衷，我司推荐采用多频RFID技术实现养老院人员定位与基础健康监测。

多频RFID技术在养老院人员管控中可以达到的用户体验如下：

■ 通过在楼梯通道部署RFID识别点，可以准确区分人员所在楼层。

■ 通过在一楼出入口部署RFID识别点设备，可以准确记录人员进出方向。

■ 通过在室外部署RFID阅读器，可以知道人员大致位置。

■ 通过在养老院大门部署RFID识别设备，可以准确记录人员进出方向。

■ 通过在房间部署RFID十八设备，可以知道人员在什么房间。

■ RFID人员管理标签形态多样，丰俭由人：

◆ 仅具备RFID识别功能的手环与卡片可以免充电，使用时间可以达到5年以上。

◆ 具备计步、手表、RFID识别功能的手环功能更丰富，一次充电可以使用30天以上。

        当采用RFID手环时，可以实现位置与健康监测，主要用户体验如下：

■ 区域定位，实现进出识别、楼层定位、房间定位、威胁区域告警

■  夜间无感知自动定时采集心率/血压，异常预警

■  自动采集人员每日计步、睡眠数据。

5.    应用方案

5.1. 系统结构

5.2. 系统功能

● 系统管理：实现系统配置管理，包括权限管理、角色管理、用户管理等。

● 设备管理：实现对所有设备的配置管理与实时状态监控

● 区域管理：实现区域数据、楼宇数据配置以及区域权限管理，可实现分级分 权限管理。

● 人员管理：实现人员信息同步以及人员信息管理

● 标签管理：实现标签入库管理、标签与人员绑定、标签挂失、补卡注销管理等。

● 进出管理：实时监控各出入点实时进出人员数据、人员进出统计记录，人员在一段时间内的活动轨迹。

● 敏感区域管理：设定敏感区域可以进出人员名单，显示敏感区域人员进出信息、显示非授权进出告警信息

● 健康管理：健康数据采集统计与呈现

主要系统界面截图如下：

■ 人员轨迹

■ 实时监控