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　　一) 系統背景

　　養老院主要服務對象是老年人，老齡問題比較突出。因為年齡的偏大，老年人或多或少在身體上有些不便，自理程度不如年輕人，比較容易出事故。養老院里的基礎建設日趨先進，一般都配套有花園、健身場所、娛樂場所、休閑場所等。這些設施首先豐富了老人們的生活，為老人的生活添光增彩;同時也給老人們帶來潛在的不便。因為場所涉及的地方大，管理人員不可能顧及到每個位置的每位老人，當老人出現問題時，需要服務人員以最快的速度，找到老人所在位置，進行相應的幫助。所以必須要采取一種有效的方式來照顧老人，而實時確定老人在養老院內的位置，并對其及時提供服務， “定位”更顯重要。

　　上海逖偲高結合養老院的實際情況，研發出了zigbee養老院定位系統，進而對老人給予更高質量的呵護與照顧。

　　二) Zigbee介紹

　　Zigbee是一種新興的短距離、低速率、低功耗無線網絡技術，它是一種介于無線標記技術和藍牙之間的技術提案。它此前被稱作“HomeRF Lite”或“FireFly”無線技術，主要用于近距離無線連接。它有自己的無線電標準，在數千個微小的傳感器之間相互協調實現通信。這些傳感器只需要很低的功耗，以接力的方式通過無線電波將數據從一個傳感器傳到另一個傳感器，因此它們的通信效率非常高。最后，這些數據就可以進入計算機用于分析或者被另外一種無線技術如WiMax收集。Zigbee的基礎是IEEE802.15.4，這是IEEE無線個人區域網(Personal Area Network，PAN)工作組的一項標準，被稱做IEEE802.15.4(Zigbee)技術標準。

　　Zigbee不僅只是802.15.4的名字。IEEE僅處理低級MAC層和物理層協議，因此Zigbee聯盟對其網絡層協議和API進行了標準化。完全協議用于一次可直接連接到一個設備的基本節點的4K字節或者作為Hub或路由器的協調器的32K字節。每個協調器可連接多達255個節點，而幾個協調器則可形成一個網絡，對路由傳輸的數目則沒有限制。Zigbee聯盟還開發了安全層，以保證這種便攜設備不會意外泄漏其標識，而且這種利用網絡的遠距離傳輸不會被其它節點獲得。

　　ZigBee可使用的頻段有3個，分別是2.4 GHz的ISM頻段、歐洲的868 MHz 頻段以及美國的915 MHz 頻段，不同頻段可使用的信道分別是16、1、10個。中國采用2.4 GHz頻段，它是免申請和免使用費的頻段;采用直接序列擴頻技術DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum)，傳輸距離介于10~75 m(增加RF發射功率，可達500 m);傳輸速率為20~250 kb/s，適合傳感器數據采集和控制數據的傳輸。ZigBee技術具有強大的組網能力，可以形成星型、樹型和MESH網狀網。

　　1) RSSI定位技術

　　RSSI[2](Received Signal Strength Indicator，接收信號強度指示)是指基站接收到的無線信號強度大小。在基于接收信號強度指示RSSI 的定位中,已知發射基站的發射信號強度,接收基站根據接收到信號的強度計算出信號的傳播損耗,利用理論和經驗模型將傳輸損耗轉化為距離,再利用已有的算法計算出節點的位置。該技術硬件要求較低、算法相對簡單,在實驗室環境中表現出良好特性;但由于環境因素變化的原因,在實際應用中往往還需要改進。接收信號強度是發射功率和發射器與接收器間距離的函數。

　　RSSI=-(10n?lgd+A)(1)

　　其中，n代表信號傳播常量，也叫傳播指數;d代表距發射器間的距離;A代表距離1 m時的接收信號強度。

　　信號的衰減與距離成對數衰減的關系。基站到定位標簽的距離越近, 由RSSI值的偏差產生的絕對距離誤差越小;而當距離大于某一值時,由RSSI波動造成的絕對距離誤差將會很大。一個未知基站可能收到n個定位標簽的信號, 所以應當采用RSSI值大幾個基站進行定位計算，這樣可以避免定位誤差擴大。

　　2) ZigBee技術實現定位的優勢

　　1. 功耗低

　　由于ZigBee的傳輸速率低，發射功率僅為1 mW,而且采用了休眠模式，因此ZigBee設備非常省電。ZigBee設備僅靠2節5號電池就可以維持長達6個月到2年左右的使用時間，其功耗遠遠低于其他無線設備。

　　2. 成本低

　　與 GPS相比，定位引擎在單芯片 ZigBee RF收發器中與 MCU集成在一起，成本不及 GPS硬件的1/10，功耗也只是 GPS硬件的一小部分，并且ZigBee協議是免專利費的。

　　3. 時延短

　　通信時延和從休眠狀態激活的時延都非常短，典型的搜索設備時延為30 ms，休眠激活的時延是15 ms，活動設備信道接入的時延為15 ms。因此ZigBee技術適用于對實時定位要求較高的應用。

　　4. 網絡容量大

　　一個星型結構的ZigBee網絡最多可以容納254個從設備和1個主設備，組網方式靈活。隨著ZigBee技術的成熟，未來ZigBee設備不斷增多，可以利用具有ZigBee RF的設備或基礎設施,容易組建ZigBee網絡，降低了ZigBee節點設計和組網成本,且利用更多的ZigBee設備可以達到更高的定位精度。

　　三) 方案介紹

　　每個老人都配帶著一個腕帶，該腕帶內置zigbee的射頻卡，該卡是基于zigbee的無線技術，利用國際通用的2.4~2.5GHz的頻段，腕帶可以主動的向外界發送信息，能傳輸0~1500米的距離。腕帶的信息被基站接收到后，基站就可以解讀卡內的信息，進而了解到是哪個老人的腕帶號?處于什么位置?基站再把讀到的信息發給電腦。當老人移動到其他地點時，電腦能實時監控到具體的位置。當老人在社區任何地方遇到困難，按下隨身腕帶上的按鈕，監控中心管理人員的電腦屏幕上將立即顯示該老人所處的位置，以及老人個人的健康狀況、曾患過的疾病等相關信息，為醫護人員的快速響應、緊急求助提供指引。

　　四) 產品介紹

　　1. 腕帶技術

　　本系統中的產品，均采用2.4GHz的zigbee無線技術，該技術因以主動方式向外發送數據、傳輸距離遠、輻射非常小、定位精度比較高，非常適合在養老院中使用。腕帶還可以預制芯片，用于門禁開鎖，消費一卡通用途。

　　2. 基站

　　基站接受腕帶的信息，通過解調，將數據轉換成數字信號，通過網關連接電腦。腕帶必須與基站配合使用。

　　基站可任意安裝，不需要進行數據線連接，只要提供電源就可以了，所以不需要進行施工，安裝及其簡單。

　　3. 網關

　　網關是讀取基站信號的終端設備，它通過USB接口與計算機連接，將基站的數據通過USB與計算機連接，讀取相關數據。

　　五) 系統模塊介紹

　　管理員模塊(權限系統)

　　1、管理員模塊，管理可以通過登錄后臺，進行軟件管理

　　2、管理后臺有多個管理目錄，可以通過權限分配管理組，讓多個管理員擁有不同的管理權限。

　　3、可開設不同用戶帳號和密碼，分權限組管理網站不同模塊;

　　4、具備權限的分帳戶可登錄管理權限范圍內的模塊，但對于其他模塊則不可見;

　　5、提供通知系統，系統最高管理員可以發布全站的通知;

　　6、提供管理員操作日志

　　會員管理模塊

　　1、提供會員系統，可對會員進行增刪改查，密碼重置

　　2、會員有獨立的資料系統，并可以對資料進行模糊查找，精確查找，每位會員有獨立的多個字段，充值額度，信用額度，以及門鎖開放時間的調整。

　　3、會員模塊結合卡模塊，及門鎖模塊，相互之間可以查詢關聯

　　4、與短信系統耦合，可以對某會員，或批量會員進行短信發送

　　5、提供會員操作日志

　　會員卡管理

　　1、會員卡功能，可以自動生成卡號，批量生成卡號，自定義生成卡號

　　2、會員模塊結合卡模塊，相互之間可以查詢關聯

　　3、單個卡可以增加附屬卡，及臨時卡，附屬卡可以綁定獨立的會員，附屬卡可以根據父卡分配使用額度和信用額度。

　　4、卡分不同的類型，不同的類型，名稱，折扣，內容都不同

　　5、卡有額度卡和次數卡2個大類型

　　6、提供卡的增刪改查功能

　　消費管理模塊

　　1. 消費收銀：可以添加產品組合消費模式，軟件會自動根據購買項目的明細計算積分，或推薦人等相關會員的積分計算。

　　2. 會員刷卡后，選擇消費項目或產品，也可以通過'輸入編碼'方式，對產品進行掃描輸入。結賬時，支持"現金、儲值、積分抵現"等支付方式。結賬后，短信自動通知會員本次消費及獲得積分情況。

　　3. 支持散客和非會員消費。

　　4. 客戶的消費歷史、操作人員、金額和獲得的積分都可以進行記錄查詢。

　　商品管理模塊

　　1、后臺設置多個商品分類，不同的商品分類資料不同，描述和簡介都不同

　　2、不同的商品分類提供不同的商品，商品提供不同的價格和折扣

　　3、不同時間商品提供的預訂額不同，后臺可以設置預訂額及價格

　　4、可以進行臨時的商品調整

　　5、所有對于商品的增刪改查都會有記錄在此模塊

　　門禁管理系統

　　1、權限管理：可以設置某個人能過哪幾個門，或者某個人能過所有的門。也可設置某些人能過哪些門。設置結果可以按門或者按人來排列，用戶可以很清晰地看到 某個門哪些人能過，或者某個人可以通過哪些門。一目了然，并可以打印或者輸出到Excel報表中。

　　2、時間段管理：可以設置某個人對某個門，星期幾可以進門，每天幾點到幾點可以進門。每個控制器可以設置各自的時間段?？梢栽O置某些時間段不需刷卡而自動開門，適合有這種需求的場合使用。

　　3、脫機運行：通過軟件設置上傳后，控制器會記住所有權限和記錄所有信息，即使電腦軟件和電腦關閉，系統依然可以正常脫機正常運行，即使停電信息也永不丟失。

　　長期關門、長期開門：如果某些門需要長時間打開的話，可以通過軟件控門使其為常開，某些門需要長時間關閉不希望任何人進入的話，可以使其為常閉?；蛘吣承┨囟〞r候。

　　4、軟件開門功能：管理員可以在接到指示后，點擊軟件控門的“開門”按鈕遠程開門。

　　門內人數快速查詢：可以查詢某個門內，或者某個區域內(有幾個門)有多少人數，并顯示這個區域的人員清單。

　　5、實時提取數卡數據：用戶可以邊實時監控，邊自動提取控制器內的記錄，刷一條就上傳一條到電腦數據庫里。

　　短信互動

　　1、可以設置模板短信，自動發送至會員

　　2、可以主動發布短信，可以群發或者單獨發送

　　3、會員消費或進行關鍵操作將會自動進行發送短信

　　4、短信模塊主要結合其他模塊進行自動操作

　　5、按照需求發送隨機驗證碼，來和系統連成互動

　　生日提醒

　　功能概要：針對客戶的特殊紀念日等進行提醒備忘

　　1. 用戶可以自行進行對需要提醒天數進行設置，同時可以編輯短信進行發送祝福，單發群發短信都可以支持。

　　2. 下方為提醒的信息顯示列表：卡號、姓名、性別、出生日期、電話、手機。

　　網上預約系統

　　1.會員可以通過網絡登錄到公司的門戶網站(或一個網絡地址)上來預訂一些服務，(如，棋牌室，影院，學習班，還有入住房間，)

　　2.登錄帳號(以會員編號或會員中文名，密碼為默認123456)

　　3.會員有權修改密碼.

　　4.預訂服務必須要發送短信驗證碼

　　5.會員可以通過網絡來查詢以預訂的服務，以及之前消費記錄，以及余額的查看。(這里只提供查詢和查看權限)

　　數據同步

　　1、所有客戶端的數據都是統一同步的，共用一個數據庫。

　　老人院內定位

　　1，老人在院內位置確定，為了便于尋找老人，以及老人需要緊急醫療便于確定位置

　　緊急報警

　　2、老人按了緊急報警之后，值班室要有顯示，以及短息通知一些管理人員。(要有兩種報警機制，一種是移動式，一種固定式，在房間內)

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