[发明专利]基于物联网的室内老年人监护系统及方法

摘要

本发明公开了一种基于物联网的室内老年人监护系统及方法，该系统包括若干音频信号采集装置和监护服务端。音频信号采集装置置于房间的不同位置。本发明通过对声源声波信号的采集、分析，利用能量比定位算法确定声源的具体位置，从而实现老年人的室内实时监护，利用本发明监护系统在达到室内监护目的的同时，有效的保护老年人的隐私不受侵犯。根据声源信号的能量和频率，判断出被监测者的位置和异常行为，从而进行危机情况的警报。本发明可以实时接受发送信号，可以将被监测者的信息实时反映给监护者，有效的实现了对老年人的远程监护，安全有效无辐射。依据声源判断、脚步定位和路径绘制，为老年人的监护和事后侦察判断提供依据。

主权项

一种基于物联网的室内老年人监护系统，其特征在于，该系统包括若干音频信号采集装置和监护服务端；所述音频信号采集装置置于房间的不同位置，所有音频信号采集装置不能够置于同一平面中，将装置底部紧贴于放置面，放置面平整；所述音频信号采集装置包括箱体和置于箱体内的第一通信模块、控制单元和信号放大模块；箱体的表面嵌有麦克风模块；所述第一通信模块与控制单元相连；麦克风模块经信号放大模块与控制单元相连；所述麦克风模块包括声音探头、驻极体电容传声器和供电电路，声音探头固定于箱体的底部，紧贴放置的物体，声音探头与驻极体电容传声器相连，供电电路为驻极体电容传声器提供电源；所述声音探头将采集的音频信息传递到驻极体电容传声器，驻极体电容传声器将音频信号转化为电信号，经过信号放大模块进行放大，经由第一通信模块发送到监护服务端；所述监护服务端包括第二通信模块和数据分析模块，所述第二通信模块与第一通信模块进行通信，所述数据分析模块接收音频信号采集装置采集的音频信号，通过能量比定位方法对声源进行定位，从而实现老年人的室内监护；所述能量比定位方法利用不同位置音频信号采集装置采集信号的能量差异来估计声源的位置，具体如下：假设音频信号采集装置Xi在房间内的坐标为(xi,yi,zi)，声源S的坐标为(x,y,z)，根据能量随传播距离衰减的比例关系有表达式：E1E2=d22d12]]>其中，E1为音频信号采集装置X1的能量，E2为音频信号采集装置X2的能量，d1为音频信号采集装置X1与声源S之间的距离，d2为音频信号采集装置X2与声源S之间的距离；令则故当r≠1时，整理可知上式为球面方程，圆心坐标C12(u,v,w)和半径R为：u=rx1-x2r-1v=ry1-y2r-11w=rz1-z2r-1R=x22+y22+z22-r(x12+y12+z12)r-1+u2+v2+w2]]>故根据四个音频信号采集装置的窗口能量比即可确定被监测者的三维空间位置。