[发明专利]基于体感网的居家养老系统及其控制方法

权利要求书

1.基于体感网的居家养老系统的控制方法，利用基于体感网的居家养老系统，所述基于体感网的居家养老系统包括居家体感网(1)、服务器(2)和智能手机(3)；所述居家体感网(1)包括居家传感器(4)和居家无线网络(5)；所述居家传感器(4)包括红外传感器(6)、门禁传感器(7)、紧急按钮(8)、IP摄像头(9)和健康腕表(10)；所述居家无线网络(5)包括中央控制器(11)和无线路由器(12)；所述健康腕表(10)的内部设置有三维加速度传感器、心率传感器、计时器、存储器、紧急呼叫装置、基站定位装置和GPS定位装置，健康腕表(10)通过GPRS与互联网连接；所述中央控制器(11)通过ZigBee分别与红外传感器(6)、门禁传感器(7)以及紧急按钮(8)连接；所述无线路由器(12)通过Wifi分别与IP摄像头(9)、健康腕表(10)以及中央控制器(11)连接，无线路由器(12)通过宽带与互联网连接；所述服务器(2)与互联网连接；所述智能手机(3)通过TD-LTE与服务器(2)连接；其特征是：包括以下步骤，并且以下步骤顺次进行，

步骤一、将老人的注册信息、子女的注册信息、传感器的注册信息、传感器权限分配信息、家庭位置信息以及居室分布信息录入中央控制器(11)；

通过与健康腕表(10)通信连接的智能手机(3)的app端应用程序设定健康腕表(10)中的模型参数、报警阈值；

所述模型参数包括每日要求运动步数、本人体重、性别、年龄、健康状态和腕表佩戴习惯，所述健康状态分为好、中、差三种，所述腕表佩戴习惯分为左手佩戴和右手佩戴两种；所述报警阈值包括最迟睡眠时间、每天累计睡眠时间、每天最低运动量、每天最高运动量、每小时最高运动量、运动心率最高值、静态心率最低值、静态心率最高值、静坐时间最高限值和日常活动位置区域；

老人佩戴健康腕表(10)，在健康腕表(10)上对“坐”，“走”，“跑”三种状态进行设置，并存储老人在设置过程中坐、走、跑的最大运动加速度；

在中央控制器(11)中进行入门初始化和出门初始化；

步骤二、通过门禁传感器(7)和红外传感器(6)的报警时间顺序判断老人是室内运动还是室外运动，

门禁传感器(7)的报警时间早于红外传感器(6)的报警时间，判定为老人室外运动，健康腕表(10)中的GPS定位装置和三维加速度传感器定位老人的所在位置，健康腕表(10)中的三维加速度传感器检测老人的运动步数和运动距离，计时器记录老人的室外运动时间；

门禁传感器(7)的报警时间晚于红外传感器(6)的报警时间，判定为老人室内运动，健康腕表(10)中的基站定位装置和三维加速度传感器定位老人的所在房间及位置；

步骤三、健康腕表(10)中的三维加速度传感器检测老人的运动步数、运动距离和运动量，计时器记录老人的运动时间、静坐时间、最迟睡眠时间和每天累计睡眠时间，心率传感器检测老人的心率，形成老人的健康数据集，保存到健康腕表(10)内的存储器中并传输至中央控制器(11)；

步骤四、中央控制器(11)采用粗糙数据集分类算法的方法对健康数据集进行统计和计算，获得三维加速度数据的平均值、最高值、最低值、离散值、偏离度和标准差，心率数据的平均值、最高值、最低值、离散值、偏离度和标准差，位置数据平均值、最高值、最低值、离散值、偏离度和标准差，时间数据的平均值、最高值、最低值、离散值、偏离度和标准差以及三维加速度数据、心率数据、位置数据以及时间数据之间的关联度信息，形成健康初级数据集，

健康初级数据集中的最迟睡眠时间、每天累计睡眠时间、每天最低运动量、每天最高运动量、每小时最高运动量、运动心率最高值、静态心率最低值、静态心率最高值、静坐时间最高限值、日常活动位置区域超过报警阈值，发出“活动超出预警范围”的报警信号，并将该报警信号通过GPRS把报警信号传递给服务器(2)；

步骤五、三维加速度传感器检测的运动加速度大于步骤一中存储的老人坐、走、跑的最大运动加速度的X倍时，其中X大于1，初步判断老人为跌倒状态，

老人在卫生间、厨房或卧室，判定老人跌倒，健康腕表(10)通过GPRS把老人跌倒报警信号传递给服务器(2)，

老人在客厅则进行步骤六进一步确定老人是否跌倒；

步骤六、室内房间屋顶架设有IP摄像头(9)，IP摄像头(9)检测老人的跌倒状态图像并传输至中央控制器(11)，中央控制器(11)提取图像的特征向量并存储，将提取的图像的特征向量与模板库中的跌倒姿态特征向量对比，二者匹配健康腕表(10)通过GPRS把老人跌倒报警信号传递给服务器(2)，二者不匹配将提取的图像的特征向量存储至中央控制器(11)中；

步骤七、健康腕表(10)通过GPRS通讯装置，把步骤三中形成的健康数据集和腕表健康初级数据集传递给服务器(2)；

步骤八、服务器(2)采用粗糙数据集分类算法对接收到健康数据集、腕表健康初始化数据集进行数据集训练，获得报警阈值的偏差值和佩戴健康腕表(10)的老人的模型参数值；

步骤九、服务器(2)把报警阈值的偏差值及佩戴健康腕表(10)的老人的模型参数值采用GPRS通讯方式传递给健康腕表(10)；

步骤十、健康腕表(10)根据接到的报警阈值的偏差值及模型参数值，修改健康腕表(10)内的存储器的报警阈值；

步骤十一、服务器(2)通过TD-LTE通讯模式把修改后的报警信号传递给子女的智能手机(3)，同时服务器(2)把该报警信号传递给工作人员；

步骤十二、子女根据智能手机(3)的报警情况对该项报警信息进行核查，该项报警信息是虚假报警，在智能手机(3)上发送虚假报警操作；该项报警信息是有效报警，在智能手机(3)上发送接受本项报警操作；

步骤十三、子女的智能手机(3)自动把该项报警操作通过TD-LTE通讯模式传递给服务器，服务器(2)把该项报警操作填写到该项报警信息中，并通过粗糙数据集分类算法进一步对报警阈值进行训练，进一步修正报警阈值；

步骤十四、老人通过健康腕表(10)上的SOS键手动报警，健康腕表(10)通过GPRS把报警信号传递给服务器(2)。