用户名密码 [免费注册] [找回密码] 推广技巧 发布求购 建商铺  发产品  会员体制比较  
 

zigbee养老院定位系统方案

来源:中国一卡通网  作者:不详  发布时间:2013-09-18 11:16:07  字体:[ ]

关键字:Zigbee  养老院定位系统  RSSI定位技术  

摘   要:养老院主要服务对象是老年人,老龄问题比较突出。因为年龄的偏大,老年人或多或少在身体上有些不便,自理程度不如年轻人,比较容易出事故。养老院里的基础建设日趋先进,一般都配套有花园、健身场所、娱乐场所、休闲场所等。

  一) 系统背景

  养老院主要服务对象是老年人,老龄问题比较突出。因为年龄的偏大,老年人或多或少在身体上有些不便,自理程度不如年轻人,比较容易出事故。养老院里的基础建设日趋先进,一般都配套有花园、健身场所、娱乐场所、休闲场所等。这些设施首先丰富了老人们的生活,为老人的生活添光增彩;同时也给老人们带来潜在的不便。因为场所涉及的地方大,管理人员不可能顾及到每个位置的每位老人,当老人出现问题时,需要服务人员以最快的速度,找到老人所在位置,进行相应的帮助。所以必须要采取一种有效的方式来照顾老人,而实时确定老人在养老院内的位置,并对其及时提供服务, “定位”更显重要。

  上海逖偲高结合养老院的实际情况,研发出了zigbee养老院定位系统,进而对老人给予更高质量的呵护与照顾。

  二) Zigbee介绍

  Zigbee是一种新兴的短距离、低速率、低功耗无线网络技术,它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术提案。它此前被称作“HomeRF Lite”或“FireFly”无线技术,主要用于近距离无线连接。它有自己的无线电标准,在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。这些传感器只需要很低的功耗,以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器,因此它们的通信效率非常高。最后,这些数据就可以进入计算机用于分析或者被另外一种无线技术如WiMax收集。Zigbee的基础是IEEE802.15.4,这是IEEE无线个人区域网(Personal Area Network,PAN)工作组的一项标准,被称做IEEE802.15.4(Zigbee)技术标准。

  Zigbee不仅只是802.15.4的名字。IEEE仅处理低级MAC层和物理层协议,因此Zigbee联盟对其网络层协议和API进行了标准化。完全协议用于一次可直接连接到一个设备的基本节点的4K字节或者作为Hub或路由器的协调器的32K字节。每个协调器可连接多达255个节点,而几个协调器则可形成一个网络,对路由传输的数目则没有限制。Zigbee联盟还开发了安全层,以保证这种便携设备不会意外泄漏其标识,而且这种利用网络的远距离传输不会被其它节点获得。

  ZigBee可使用的频段有3个,分别是2.4 GHz的ISM频段、欧洲的868 MHz 频段以及美国的915 MHz 频段,不同频段可使用的信道分别是16、1、10个。中国采用2.4 GHz频段,它是免申请和免使用费的频段;采用直接序列扩频技术DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum),传输距离介于10~75 m(增加RF发射功率,可达500 m);传输速率为20~250 kb/s,适合传感器数据采集和控制数据的传输。ZigBee技术具有强大的组网能力,可以形成星型、树型和MESH网状网。

  1) RSSI定位技术

  RSSI[2](Received Signal Strength Indicator,接收信号强度指示)是指基站接收到的无线信号强度大小。在基于接收信号强度指示RSSI 的定位中,已知发射基站的发射信号强度,接收基站根据接收到信号的强度计算出信号的传播损耗,利用理论和经验模型将传输损耗转化为距离,再利用已有的算法计算出节点的位置。该技术硬件要求较低、算法相对简单,在实验室环境中表现出良好特性;但由于环境因素变化的原因,在实际应用中往往还需要改进。接收信号强度是发射功率和发射器与接收器间距离的函数。

  RSSI=-(10n•lgd+A)(1)

  其中,n代表信号传播常量,也叫传播指数;d代表距发射器间的距离;A代表距离1 m时的接收信号强度。

  信号的衰减与距离成对数衰减的关系。基站到定位标签的距离越近, 由RSSI值的偏差产生的绝对距离误差越小;而当距离大于某一值时,由RSSI波动造成的绝对距离误差将会很大。一个未知基站可能收到n个定位标签的信号, 所以应当采用RSSI值大几个基站进行定位计算,这样可以避免定位误差扩大。

  2) ZigBee技术实现定位的优势

  1. 功耗低

  由于ZigBee的传输速率低,发射功率仅为1 mW,而且采用了休眠模式,因此ZigBee设备非常省电。ZigBee设备仅靠2节5号电池就可以维持长达6个月到2年左右的使用时间,其功耗远远低于其他无线设备。

  2. 成本低

  与 GPS相比,定位引擎在单芯片 ZigBee RF收发器中与 MCU集成在一起,成本不及 GPS硬件的1/10,功耗也只是 GPS硬件的一小部分,并且ZigBee协议是免专利费的。

  3. 时延短

  通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短,典型的搜索设备时延为30 ms,休眠激活的时延是15 ms,活动设备信道接入的时延为15 ms。因此ZigBee技术适用于对实时定位要求较高的应用。

  4. 网络容量大

  一个星型结构的ZigBee网络最多可以容纳254个从设备和1个主设备,组网方式灵活。随着ZigBee技术的成熟,未来ZigBee设备不断增多,可以利用具有ZigBee RF的设备或基础设施,容易组建ZigBee网络,降低了ZigBee节点设计和组网成本,且利用更多的ZigBee设备可以达到更高的定位精度。

  三) 方案介绍

  每个老人都配带着一个腕带,该腕带内置zigbee的射频卡,该卡是基于zigbee的无线技术,利用国际通用的2.4~2.5GHz的频段,腕带可以主动的向外界发送信息,能传输0~1500米的距离。腕带的信息被基站接收到后,基站就可以解读卡内的信息,进而了解到是哪个老人的腕带号?处于什么位置?基站再把读到的信息发给电脑。当老人移动到其他地点时,电脑能实时监控到具体的位置。当老人在社区任何地方遇到困难,按下随身腕带上的按钮,监控中心管理人员的电脑屏幕上将立即显示该老人所处的位置,以及老人个人的健康状况、曾患过的疾病等相关信息,为医护人员的快速响应、紧急求助提供指引。

  四) 产品介绍

  1. 腕带技术

  本系统中的产品,均采用2.4GHz的zigbee无线技术,该技术因以主动方式向外发送数据、传输距离远、辐射非常小、定位精度比较高,非常适合在养老院中使用。腕带还可以预制芯片,用于门禁开锁,消费一卡通用途。

  2. 基站

  基站接受腕带的信息,通过解调,将数据转换成数字信号,通过网关连接电脑。腕带必须与基站配合使用。

  基站可任意安装,不需要进行数据线连接,只要提供电源就可以了,所以不需要进行施工,安装及其简单。

  3. 网关

  网关是读取基站信号的终端设备,它通过USB接口与计算机连接,将基站的数据通过USB与计算机连接,读取相关数据。

  五) 系统模块介绍

  管理员模块(权限系统)

  1、管理员模块,管理可以通过登录后台,进行软件管理

  2、管理后台有多个管理目录,可以通过权限分配管理组,让多个管理员拥有不同的管理权限。

  3、可开设不同用户帐号和密码,分权限组管理网站不同模块;

  4、具备权限的分帐户可登录管理权限范围内的模块,但对于其他模块则不可见;

  5、提供通知系统,系统最高管理员可以发布全站的通知;

  6、提供管理员操作日志

  会员管理模块

  1、提供会员系统,可对会员进行增删改查,密码重置

  2、会员有独立的资料系统,并可以对资料进行模糊查找,精确查找,每位会员有独立的多个字段,充值额度,信用额度,以及门锁开放时间的调整。

  3、会员模块结合卡模块,及门锁模块,相互之间可以查询关联

  4、与短信系统耦合,可以对某会员,或批量会员进行短信发送

  5、提供会员操作日志 

更多

新闻投稿合作邮箱:yktchina-admin@163.com    字体[ ] [收藏] [进入论坛]

需求意向: 咨询详细信息     如何采购     代理方式     合作方式     其它需求 *
您的姓名:
* 电话: * email: *
公司名称: *
留言内容: *
注:内容不能超出800字,有*号的为必填项,您所填写的联系信息我们保证只对你咨询的企业公布。
验 证 码: 如果看不清,可以点击这里换一个。*
 

推荐方案

论坛热帖