空巢老人家庭智能监护装置

中国是人口大国，同时也面临着人口日渐趋于老龄化的问题。最新数据显示,2015年我国60岁及以上人口总量达到2.22亿，占总人口的比重约为16.15%，预计到2020年，老年人口达到2.48亿[1]。独居老人的增多使他们的生活照料，生病护理变得困难，同时也有不少老人老人发生意外。基于流行的数字电子技术，设计为生病的空巢老年人提供生活照料、健康管理、安全监控等服务的智能监护装置。

智能家居是一个多功能的服务系统[2]，本项目通过分析老人的生活起居规律，将温湿度传感技术、单片机控制电路技术和电路预警技术结合在一起组成了应用于独居老人的监护系统。该系统可监测床褥温湿度，并具有紧急按键响铃功能，理论上来讲在抗干扰性和运行可靠性都能表现出优异效果。针对系统中人和设备活动异常事件的检测，通过构建温度湿度传感器组件来获得周围环境的信息，利用数据库中相关的行为模式知识，对老人周围的异常情况进行判断，并联合各种感知组件获取设备活动信息，对生活环境中环境中的异常进行感知与调整。本项目主要包括温湿度采集系统设计、控制基础设计与硬件设计、软件设计。对于智能系统的设计框图见图1。

1 温湿度采集系统设计

在温湿度采集现场，各种电磁干扰信号较强，模拟温湿度信号容易受到干扰而产生测量误差，影响测量

精度，同时处理信号时需要进行A/D信号转换、处理电路等，因此，在温湿度测量系统中，采用抗干扰能力强的新型数字温度传感器DS18B20与湿度传感器为HS1101。DS18B20具有体积小，硬件资源占用率低，抗干扰能力强，精度高，附加功能强等优点。

HS1101采用独特的电容式单元设计，与其他产品相比，它有以下显著优点:(1)长期饱和状态，瞬间脱湿;(2)具有高可靠性和长期稳定性；响应时间快[3]。它具有极好的线性输出；湿度输出受温度影响极小见图2；常温下使用无需温度补偿，无需校准。

2 控制理论基础与设计

控制策略由两部分组成，分别是相应模式的引发条件以及系统触发的配合动作[4]。传感器检测信息后，传送给控制中心。控制中心将这些数据进行处理，对用户的操作做出应答。控制策略不完全依赖于对象的模型，因此控制过程具有很强的逻辑性。在选择数字控制器时能够简化控制算法。

3 硬件设计、软件设计

一线式(1-Wire)串行总线在应用中可以利用微处理器I/O端口对DS18B20直接进行通信。核心芯片将读出的量结果保存在内部寄存器中，微处理器可以快速地从寄存器中读取这些信息。因此利用核心芯片实现与DS18B20通信，可以实时满足严格的应用要求。

4 结语

传统的智能养老系统大多采用开关或红外传感器实现单一的服务或固定的服务预定序列，不能根据外界环境的实时信息动态产生复杂的服务组合[5]。本项目则增加了环境检测功能，能够实时的监控环境状况，提供用户所需的看护环境的温湿度指标，处理速度快,

图1 系统结构图

图2 湿敏电容工作的温、湿度范围

收稿日期:2017-11-20

作者简介：张玉梅(1977—)，女，辽宁葫芦岛人，硕士，教师，沈阳工程学院讲师，研究方向：开关源及电子技术教育研究。

空巢老人家庭智能监护装置

张玉梅艾明

(沈阳工程学院，辽宁沈阳 110136)

摘要：现阶段中国人口的老龄化和老年家庭的老龄化问题越来越严重，如何监护空巢老年人已成为社会普遍关注的问题。空巢老人家庭监护项目是在传统的智能监护装置上进行改进，能够实现实时的监控环境状况，可了解环境温度并具有紧急报警功能，该项目可以满足用户不同的需要。具有极大的经济性与实用性。

关键词：智能监护；

智能调节；

信号采集；系统控制

中图分类号:

TP391.41文献标识码:A 文章编号:

1007-9416(2017)12-0175-01

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ArcGIS已经发展到10.5版本。按照管道的属性类型建立相应的管道数据集，在数据集中建立各种管道的数据层，如建立自来水管、污水管道、不同通讯部门的通信管道、强电管道、弱电管道等数据层。数据集和数据层应设置城市所处的投影坐标系，投影坐标系一般选择高斯克吕格投影坐标系。在数据层，根据管道的类型建立相应的管道字段名，如自来水管层，就应该建立名称、材质、管道直径、备注等字段，并字段的属性进行设置。

将获取的管道数据分别导入到数据库中相对应的数据层，并对导入数据进行检查，同时对管道数据的属性数据进行编辑校正。

4 建立城市管道空间数据库模型

建立城市管道空间数据库需要提取城市管道的空间信息、纹理数据等信息。几何数据主要由AutoCAD、ArcGIS、3Dmax等软件绘制的数据；纹理数据可以是现场采集的真实管道纹理，也可以是利

用计算机手段制作出来的虚拟纹理；模型数据主要为城市区域地上和地下管道的样式和模型。根据几何数据、纹理数据、模型数据和城市地形图及底图可以进一步进行虚拟管道场景扩展功能开发与制作，其中包括建筑城市地图制作、三维管道纹理映射和DEM制作，生成可视化管道模型，实现三维浏览、查询和分析等功能，如图3。参考文献

[1]卢继芳，刘建永.基于3D GIS的城市地下空间数字化系统研究[J].测绘与空间地理信息,2013,01:98-100+103.

[2]GBT 14395-2009城市地理要素编码规则城市道路、道路交叉口、街坊、市政工程管线[S].

[3]GB 21139-2007基础地理信息标准数据基本规定[S].[4]GBT 21740-2008基础地理信息城市数据库建设规范[S].

Dissussion on the Design of Spatial Database for Urban Pipeline

ZHANG Gui-he

(Jiangxi Provincial Institute of Geographic Monitoring and Remote Sensing,Nanchang Jiangxi 330029)

Abstract:The author has discussed the importance of building spatial database for urban pipeline and described the following three aspects:how to design the spatial database of urban pipeline,how to design E-R diagram and how to estabish spatial database model of urban pipeline.

Key words:Urban pipeline; E-R; spatial database

图3 城市三维管道空间数据库构建流程图

抗干扰能力强，在实际的工作环境中具有一定的优势。

可以预测的是，智能家居的成本会逐渐降低，智能家居未来必然会有发展，未来的智能家居会逐渐进入居民的生活中。就目前看来，此类装置还没有进入市场，因此该项目有广阔的发展前景。该装置符合我国老龄化社会发展趋势的需求，必将产生巨大的社会效益和经济效益。参考文献

[1]范琰得.我国人口老龄化问题及对策研究[J].劳动保障世界,

The Program of Monitoring Empty Nest Elderly in Families

ZHANG Yu-mei,AI Ming

(Shenyang Institute of Engineering,Shenyang Liaoning110136)

Abstract:At this stage, the problem of population aging becomes more and more serious and the number of empty nest elderly increases quickly.How to monitor the empty nest elderly has become a common concern of society.The program of monitoring empty nest elderly in families can meet different needs of consumers, because it improved the traditional intelligent monitoring devices. It can constantly monitor the environmental condition and induce temperatures. It also has a function of emergency alarm. In a word, this program has great economy and practicability.

Key words:intelligent monitoring;smart adapt;signal acquisition;system control

2017,(29):13+15.

[2]王元东.智能家居系统概念及组成[J].建设科技,2007,(22):68-69.[3]常君，李延.湿度传感器HS1101在智能家居控制系统中的应用[J].电子测试,2008,(02):77-80.

[4]孔英会，刘靖.智能家居中用户行为模式挖掘及控制策略研究[J].电视技术,2013,37(24):39-42+80.

[5]Eirini Kaldili ,Ehsan Ullan Warriach,Alexander Lazovik,and Marco Aiello,Coordinating the Web of Services for a Smart Home [J]. ACM Transactions on the Web , 2013,7(2):1-40.

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