基于無(wú)接觸感知的家庭預(yù)警及防護(hù)系統(tǒng)

1、,,基于無(wú)接觸式感知的家庭預(yù)警及防護(hù)系統(tǒng),專業(yè)：XXX,1,作品概述,2,作品設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),3,作品測(cè)試與分析,4,創(chuàng)新性說(shuō)明,5,應(yīng)用前景分析,,目 錄,Contents,老年人摔倒率,老齡化趨勢(shì),,,,,智能預(yù)警,研究目的,我們的無(wú)接觸式家庭預(yù)警及防護(hù)防護(hù)系統(tǒng)在檢測(cè)到老人或孩子即將發(fā)生摔倒等意外時(shí)，可及時(shí)通過(guò)語(yǔ)音和顯示屏發(fā)出遠(yuǎn)離危險(xiǎn)警告，或者發(fā)送預(yù)警信息到用戶的手機(jī)端。,,危險(xiǎn)處理,在檢測(cè)到老人已經(jīng)摔倒，或者家人發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)，立刻通知在

2、外子女，對(duì)已發(fā)生的危險(xiǎn)做出恰當(dāng)?shù)奶幚?，避免二次傷害?,其他,實(shí)時(shí)顯示家庭的環(huán)境數(shù)據(jù)，用戶可以隨時(shí)查看家庭的相關(guān)數(shù)據(jù)如溫濕度，家庭攝像頭，使我們的系統(tǒng)更加智能化，也保障了老人和孩子的安全。,1,作品概述,2,作品設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),3,作品測(cè)試與分析,4,創(chuàng)新性說(shuō)明,5,應(yīng)用前景分析,,目 錄,Contents,系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案圖,,Wi-Fi感知層,網(wǎng)絡(luò)通信層,應(yīng)用服務(wù)層,基于菲涅爾區(qū)模型的房間布局,,,,,菲涅爾模型傳播性質(zhì),,當(dāng)一個(gè)物體

3、跨越一系列菲涅耳區(qū)時(shí)，根據(jù)干涉原理，接收的信號(hào)呈現(xiàn)類似正弦的波形，其波峰波谷分別對(duì)應(yīng)于穿過(guò)的奇數(shù)/偶數(shù)菲涅爾區(qū)的邊界。,若反射信號(hào)的路徑長(zhǎng)度變化一個(gè)波長(zhǎng)，則接收信號(hào)就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)相位變化了2π的類正弦信號(hào)；若反射路徑變化長(zhǎng)度小于一個(gè)波長(zhǎng)，則產(chǎn)生一個(gè)類正弦信號(hào)的部分片段。,波長(zhǎng)小的子載波的菲涅爾相對(duì)較小，波長(zhǎng)大的相對(duì)較大，即具有較短波長(zhǎng)的副載波的菲涅耳區(qū)的形狀小于具有較大波長(zhǎng)的副載波的形狀。,基于WiFi射頻信號(hào)的菲涅爾模型起初被應(yīng)用于研究

4、光線的干涉和衍射等現(xiàn)象，后來(lái)被應(yīng)用于對(duì)無(wú)線信號(hào)的傳播進(jìn)行建模。。,|𝑃 1 𝑄 𝑛 |+ 𝑄 𝑛 𝑃 2 ? 𝑃 1 𝑃 2 =𝑛 λ 2,標(biāo)征移動(dòng)時(shí)的WiFi接收信號(hào)特征： 𝐻 𝑓,𝜗 2 = 𝐻

5、19904; 𝑓 2 + 𝐻 𝑑 𝑓 2 +2 𝐻 𝑠 𝑓 𝐻 𝑑 𝑓 cos 𝜗,,,,,,,,,,,,,,,,呼吸頻率檢測(cè),,行走方向檢測(cè),人體在室內(nèi)的移動(dòng)方向?qū)τ诒姸鄳?yīng)用而言都是重要的情景信息，例如在緊急逃生，定位等應(yīng)用中。,

6、,呼吸頻率直接反映了人體的健康狀況．對(duì)呼吸頻率的準(zhǔn)確測(cè)量有利于及時(shí)了解老人和孩子的身體狀況。,,室內(nèi)定位,對(duì)老人和孩子進(jìn)行定位，當(dāng)意外發(fā)生時(shí)，監(jiān)護(hù)人可以第一時(shí)間了解到他們的具體位置，從而采取措施，以免造成二次傷害。,主要功能,人體呼吸建模,胸廓運(yùn)動(dòng)對(duì)信號(hào)的相位的影響公式：𝜃≈2𝜋× 2?𝑑 𝜆,當(dāng)θ掃過(guò)的弧度正好圍繞 𝜋 2 或 3𝜋

7、; 2 時(shí)，對(duì)應(yīng)于每個(gè)菲涅爾區(qū)的中間部分，信號(hào)可辨識(shí)度最佳。,人體呼吸建模,基于呼吸檢測(cè)的人員身份判定,我們的系統(tǒng)的行走方向檢測(cè)在2D笛卡爾坐標(biāo)系中定義，假設(shè)一個(gè)人在笛卡爾坐標(biāo)平面內(nèi)從a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)，通過(guò)估計(jì)向量 𝑎𝑏 角度即可得知人的方向。,人體行走方向識(shí)別,菲涅耳區(qū)反射模型可以幫助我們實(shí)現(xiàn)室內(nèi)人員位置的WiFi分米級(jí)定位，在第一菲涅耳區(qū)時(shí)，信號(hào)在傳播過(guò)程中遇到人體，會(huì)發(fā)生反射、折射、衍射以及散射等

8、現(xiàn)象，對(duì)信號(hào)的正常傳播產(chǎn)生擾動(dòng)，通過(guò)分析接收信號(hào)，檢測(cè)信號(hào)變化特征，我們可以判斷出人的所在位置。,時(shí)延檢測(cè)公式：Δφ d = 𝜋𝜆 𝑐 ?𝑚?Δ𝑓,室內(nèi)定位,其他功能,遠(yuǎn)程監(jiān)控家庭環(huán)境,室內(nèi)溫濕度測(cè)量,1,2,3,4,5,,目 錄,Contents,作品概述,作品設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),作品測(cè)試與分析,創(chuàng)新性說(shuō)明,應(yīng)用前景分析,為了方便用戶使用，管理員管理，我們?cè)O(shè)計(jì)了

9、與系統(tǒng)相匹配的手機(jī)端界面和web端界面，供用戶使用查看所需數(shù)據(jù)，接收來(lái)自服務(wù)器的通知，管理員可以在后臺(tái)調(diào)用存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的數(shù)據(jù)分析和處理。,手機(jī)界面,Web界面,,,,,,,,用戶可以在這里查看日常家庭的相關(guān)環(huán)境狀態(tài)等的歷史數(shù)據(jù)。,用戶可以在這里查看家庭的狀態(tài)，房間的布局，以及家人所處的大概位置，方便用戶的實(shí)時(shí)監(jiān)控了解家庭情況。,用戶可以在這里查看歷史遭遇危險(xiǎn)的數(shù)據(jù)，方便記錄，以及后期就醫(yī)準(zhǔn)確確診。,,,,,用戶可隨時(shí)登錄瀏覽器，

10、查看老人和孩子的呼吸頻率、行走方向等歷史記錄，以便了解他們的日常生活情況。,web端和手機(jī)端都提前設(shè)置好緊急聯(lián)系人，當(dāng)老人或孩子發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)，根據(jù)危險(xiǎn)情況通知聯(lián)系人，確保危險(xiǎn)能夠及時(shí)處理。,1,2,3,4,5,,目 錄,Contents,作品設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),作品概述,作品測(cè)試與分析,創(chuàng)新性說(shuō)明,應(yīng)用前景分析,,,,innovationinnovation,1,2,3,1,2,3,4,5,,目 錄,Contents,作品概述,作品設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),

11、作品測(cè)試與分析,創(chuàng)新性說(shuō)明,應(yīng)用前景分析,,我國(guó)老齡化還會(huì)持續(xù)很久，安全問(wèn)題需要很長(zhǎng)一段時(shí)間去解決，而我們的基于無(wú)接觸式感知的家庭智能預(yù)警防護(hù)系統(tǒng)，能夠很好的提高居家安全性，對(duì)社會(huì)有很大的幫助，所以有一定的發(fā)展空間。,,21世紀(jì)，一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，并且隨著社會(huì)的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)正在滲透進(jìn)人們生活的方方面面，這也就導(dǎo)致了新興技術(shù)的投資熱潮，我們基于無(wú)接觸式感知的家庭預(yù)警及防護(hù)系統(tǒng)在未來(lái)肯定有一席之地。,,隨著時(shí)代的進(jìn)步，智能感知和通信將更好的為