基于無接觸感知的家庭預(yù)警及防護系統(tǒng)

1、,,基于無接觸式感知的家庭預(yù)警及防護系統(tǒng),專業(yè)：XXX,1,作品概述,2,作品設(shè)計與實現(xiàn),3,作品測試與分析,4,創(chuàng)新性說明,5,應(yīng)用前景分析,,目 錄,Contents,老年人摔倒率,老齡化趨勢,,,,,智能預(yù)警,研究目的,我們的無接觸式家庭預(yù)警及防護防護系統(tǒng)在檢測到老人或孩子即將發(fā)生摔倒等意外時，可及時通過語音和顯示屏發(fā)出遠離危險警告，或者發(fā)送預(yù)警信息到用戶的手機端。,,危險處理,在檢測到老人已經(jīng)摔倒，或者家人發(fā)生危險時，立刻通知在

2、外子女，對已發(fā)生的危險做出恰當?shù)奶幚?，避免二次傷害?,其他,實時顯示家庭的環(huán)境數(shù)據(jù)，用戶可以隨時查看家庭的相關(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)計與實現(xiàn),3,作品測試與分析,4,創(chuàng)新性說明,5,應(yīng)用前景分析,,目 錄,Contents,系統(tǒng)整體設(shè)計方案圖,,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),,當一個物體

3、跨越一系列菲涅耳區(qū)時，根據(jù)干涉原理，接收的信號呈現(xiàn)類似正弦的波形，其波峰波谷分別對應(yīng)于穿過的奇數(shù)/偶數(shù)菲涅爾區(qū)的邊界。,若反射信號的路徑長度變化一個波長，則接收信號就會產(chǎn)生一個相位變化了2π的類正弦信號；若反射路徑變化長度小于一個波長，則產(chǎn)生一個類正弦信號的部分片段。,波長小的子載波的菲涅爾相對較小，波長大的相對較大，即具有較短波長的副載波的菲涅耳區(qū)的形狀小于具有較大波長的副載波的形狀。,基于WiFi射頻信號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，后來被應(yīng)用于對無線信號的傳播進行建模。。,|𝑃 1 𝑄 𝑛 |+ 𝑄 𝑛 𝑃 2 ? 𝑃 1 𝑃 2 =𝑛 λ 2,標征移動時的WiFi接收信號特征： 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,,行走方向檢測,人體在室內(nèi)的移動方向?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．對呼吸頻率的準確測量有利于及時了解老人和孩子的身體狀況。,,室內(nèi)定位,對老人和孩子進行定位，當意外發(fā)生時，監(jiān)護人可以第一時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,胸廓運動對信號的相位的影響公式：𝜃≈2𝜋× 2?𝑑 𝜆,當θ掃過的弧度正好圍繞 𝜋 2 或 3𝜋

7、; 2 時，對應(yīng)于每個菲涅爾區(qū)的中間部分，信號可辨識度最佳。,人體呼吸建模,基于呼吸檢測的人員身份判定,我們的系統(tǒng)的行走方向檢測在2D笛卡爾坐標系中定義，假設(shè)一個人在笛卡爾坐標平面內(nèi)從a點移動到b點，通過估計向量 𝑎𝑏 角度即可得知人的方向。,人體行走方向識別,菲涅耳區(qū)反射模型可以幫助我們實現(xiàn)室內(nèi)人員位置的WiFi分米級定位，在第一菲涅耳區(qū)時，信號在傳播過程中遇到人體，會發(fā)生反射、折射、衍射以及散射等

8、現(xiàn)象，對信號的正常傳播產(chǎn)生擾動，通過分析接收信號，檢測信號變化特征，我們可以判斷出人的所在位置。,時延檢測公式：Δφ d = 𝜋𝜆 𝑐 ?𝑚?Δ𝑓,室內(nèi)定位,其他功能,遠程監(jiān)控家庭環(huán)境,室內(nèi)溫濕度測量,1,2,3,4,5,,目 錄,Contents,作品概述,作品設(shè)計與實現(xiàn),作品測試與分析,創(chuàng)新性說明,應(yīng)用前景分析,為了方便用戶使用，管理員管理，我們設(shè)計了

9、與系統(tǒng)相匹配的手機端界面和web端界面，供用戶使用查看所需數(shù)據(jù)，接收來自服務(wù)器的通知，管理員可以在后臺調(diào)用存儲的數(shù)據(jù)進行進一步的數(shù)據(jù)分析和處理。,手機界面,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，方便用戶的實時監(jiān)控了解家庭情況。,用戶可以在這里查看歷史遭遇危險的數(shù)據(jù)，方便記錄，以及后期就醫(yī)準確確診。,,,,,用戶可隨時登錄瀏覽器，

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端和手機端都提前設(shè)置好緊急聯(lián)系人，當老人或孩子發(fā)生危險時，根據(jù)危險情況通知聯(lián)系人，確保危險能夠及時處理。,1,2,3,4,5,,目 錄,Contents,作品設(shè)計與實現(xiàn),作品概述,作品測試與分析,創(chuàng)新性說明,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)計與實現(xiàn),

11、作品測試與分析,創(chuàng)新性說明,應(yīng)用前景分析,,我國老齡化還會持續(xù)很久，安全問題需要很長一段時間去解決，而我們的基于無接觸式感知的家庭智能預(yù)警防護系統(tǒng)，能夠很好的提高居家安全性，對社會有很大的幫助，所以有一定的發(fā)展空間。,,21世紀，一個互聯(lián)網(wǎng)時代，并且隨著社會的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)正在滲透進人們生活的方方面面，這也就導致了新興技術(shù)的投資熱潮，我們基于無接觸式感知的家庭預(yù)警及防護系統(tǒng)在未來肯定有一席之地。,,隨著時代的進步，智能感知和通信將更好的為