وانغ تشانغ 1، والشمس دخن، LI يانغ 2

(كلية هندسة الالكترونيات والمعلومات، جامعة لياونينغ، لياونينغ جينتشو 121001، الصين؛ 2. داليان السلطة والتكنولوجيا المحدودة، وداليان 116000)

وفقا لاحتياجات الرعاية الحياة اليومية للمسنين في سن الشيخوخة، وتصميم نظام ذكي للرصد، ومعدات الرصد في الوقت الحقيقي، وحدة انتقال الشبكة، ومركز لرعاية منصة خدمات ثلاثة أجزاء. التكامل الداخلي من عدة أجهزة استشعار عالية الدقة، واستخدام RTOS نظام التشغيل في الوقت الحقيقي والشامل في الوقت الحقيقي رصد بيانات الأنشطة لكبار السن والمحيطة البيانات البيئية من خلال الجمع بين بيانات متعددة الأبعاد، وتحميلها على منصة المراقبة. لمشاكل العالم الحقيقي في معدل انذار كاذب نظام التطبيق، واستخدام شخصية خوارزمية تقرير شذوذ مع التكنولوجيا الاختباري CRC، في حين أن تنبؤات دقيقة، والحد من معدل انذار كاذب على نحو فعال. الاختبارات أظهرت أن النظام يمكن أن تحقق الأنشطة بيانات لكبار السن والبيئة المحيطة ذكي عن بعد في الوقت الحقيقي رصد والحكم والإنذار والتنبؤ وغيرها من المهام، وانخفاض بنحو 95 معدل ايجابية كاذبة.

شخصية شذوذ خوارزمية تحديد ورصد ذكي؛ الأشياء، إنذارات كاذبة، CRC الاختباري

CLC: TP216

كود الوثيقة: A

DOI: 10.16157 / j.issn.0258-7998.173805

شكل الاقتباس الصيني: وانغ تشانغ، صن دخن، دراسة لى يانغ الأشياء وخوارزمية أكثر ذكاء نظام الرصد القائم التكنولوجيا الالكترونية، 2017،43 (11): 7-10.

الإنجليزية شكل الاقتباس: وانغ تشانغ، صن دخن، لى يانغ. بحوث المفتي خوارزمية نظام مراقبة ذكي يستند إلى إنترنت الأشياء .Application من تقنيات الالكترونية، 2017،43 (11): 7-10.

0 مقدمة

إجراء مسح وفقا للوضع الراهن استعداد سقوط القدامى للتعاون في نانجينغ ثلاث مؤسسات التقاعد دار لرعاية المسنين تبين: المؤسسات معاش الإصابة 39.2 من السقوط لدى كبار السن، مما يؤثر العوامل، بما في ذلك النوم، وتاريخ المرض المزمن، والتاريخ الدواء، والبيئة الخارجية . لذلك، لكبار السن من المواطنين ارتفاع عدد حالات المشاكل إصابة عرضية، وإنشاء نظام الرصد عن بعد كامل لكبار السن ضروري لمراقبة الأنشطة اليومية للدولة والبيئة المحيطة.

في الوقت الحاضر، والبحث على الأشخاص المسنين الذين يعيشون نظام للرصد وحدها، مثل جامعة تشجيانغ على أساس كمية من النشاط المسنين الذين يعيشون بمفردهم نظام الرصد في عام 2007 عن بعد مصممة لتحليل ، ويمكن بناء نموذج تنبؤي من خلال جمع البيانات، ولكن ليس لديها الوقت الحقيقي رصد وظيفة، مثل هاي جيان ، الذي صمم على أساس المسنين نظام الرعاية الذكية تقنية الشبكات، مع التنبيه في الوقت المناسب، ولكن سيكون هناك دعاوى باطلة، المغلوطة وهلم جرا؛ المنزل الذكي جامعة تشونغتشينغ للبريد والاتصالات في عام 2012 صمم نظام الرصد عن بعد السقوط بين كبار السن بناء كما تحميل حجر وآخرون بيانات عملية القاعدة الذي شعاع الدعم الآلي (SVM) بعد ؛، زيادة زر لإلغاء ناقوس الخطر بعد يتم خفض معدل انذار كاذب، ولكن لا يزال قد تكون ايجابيات كاذبة، ومراقبة معامل واحد ، ولكن فقط من كمية سمة من سمات SVM تقرير سقوط قيمة العتبة، خوارزمية واحدة لا يمكن أن يقاس بالإضافة إلى يندرج سلوك غير عادي الآخرين.

ويستند هذا التصميم على المشكلة أعلاه، وأجهزة الاستشعار أجهزة استشعار متعددة جمع المعلومات كبار السن الأنشطة اليومية، بالإضافة إلى التنبيه في الوقت المناسب، وتحديد الشذوذ باستخدام الهجين متعددة خوارزمية حساب خوارزمية تحديثها بانتظام البيانات القديمة قانون الحياة اليومية، والتي تقع في نفس الوقت منع جيل من ايجابيات كاذبة، كبار السن بالإضافة إلى سلوك غير عادي الآخر يقع من خلال الحكم خوارزمية متوقعا، وتحميله على منصة البيانات الكبيرة عبر واي فاي، يمكن للمستخدمين عرض الوضع الحالي لكبار السن، فضلا عن أنماط دورية الحياة من خلال APP أي زمان ومكان.

1 التصميم العام للنظام

تصميم نظام مراقبة ذكي يتكون أساسا من ثلاثة أجزاء: معدات مراقبة ذكية، وحدة انتقال الشبكة، ومنصة خدمات مركز الرعاية. إجمالي طوبولوجيا النظام هو مبين في الشكل (1).

1.1 معدات مراقبة ذكية

معدات مراقبة ذكية الدائرة الأجهزة التي تضم: أ الرئيسي رقاقة تجهيز الدوائر، تشمل وحدة استشعار تعدد الدوائر استشعار (استشعار والتي تضم عدد وافر من درجة حرارة عالية الدقة والرطوبة والإضاءة المحيطة، والمجال المغناطيسي، والتسارع، والاهتزاز، وما إلى ذلك)، واي فاي دائرة البث اللاسلكي، وDC / DC دائرة تحويل الجهد، وتخزين البيانات، والدائرة على مدار الساعة، وحدة الدائرة التبديل. نظام هيكل الأجهزة هو مبين في الشكل 2.

شبكة وحدة نقل 1.2

ذكية وحدة شبكة النقل بين أجهزة المراقبة والرعاية منصة مركز ورصد المحطة، جسر التواصل، ويتكون من طبقة وصلة البيانات، طبقة الشبكة والبيانات طبقة النقل، تدرك أجهزة المراقبة الذكية مع المعلومات التي تم جمعها وظيفة نقل المكتسبة. حيث وصلة البيانات بروتوكول النقل طبقة IEEE 802.11 واي فاي، وترتبط مباشرة إلى شبكة الإنترنت، وطبقة الشبكة والبيانات طبقة النقل عبر أجهزة الرصد الذكية بروتوكول النقل TCP / IP وجمع البيانات الحالة خاصة كبار السن من البيئة المحيطة تزامن مباشر لاسلكية واي فاي رعاية منصة خدمات مركزية.

الوصاية منصة الخدمات 1.3

رصد مركز البيانات منصة خدمة للطبقة التطبيق، وذلك باستخدام HTTP بروتوكول نقل النص المتشعب، ويتكون أساسا من منصة البيانات، PC مراقبة الهاتف المحمول نهاية مراقبة النهاية. منصة البيانات الذكية هي المسؤولة أساسا عن أجهزة البيانات التي تم تحميلها لتلقي وتحليل ودمج، والتنبيه وحفظ الرصد. محطة PC لرصد العاملين في مجال الرعاية الصحية وكبار السن لتسهيل مراقبة البيانات البيئية القائمة والمحيطة المسنين، وعرض البيانات التي تم جمعها في شكل رسوم بيانية، ويمكن تحميلها مباشرة إلى مجلد معين، إلا في شكل EXCEL، بحيث لا يوجد شبكة في حالة حيث يمكن جمع البيانات لعرضها.

2 التقنيات الرئيسية وتنفيذ نظام

الحصول على البيانات 2.1 في الوقت الحقيقي والتحقق منها

محطة جمع البيانات التي يتم نظام ذكي معدات الرصد، ودقة جمع البيانات وصحة القرار وما إذا كان مستوى ايجابيات كاذبة يمكن التنبؤ بدقة صحة المسنين، ولكن في البيانات واقع الحياة التي تم جمعها سوف تكون دقة أجهزة الاستشعار، والأداء، ودائرة قياس الأخطاء البشرية، وغيرها من العوامل. فقط باستخدام أجهزة استشعار الدقة وأساليب التحسين الدوائر غير كافية. من أجل ضمان دقة وسلامة نقل البيانات، والتصميم الحالي يستخدم تقنية CRC (التكرار دوري تحقق أي التكنولوجيا) . البيانات الناتج الاستشعار من خلال الاختيار CRC يتم نقل وتخزين، وقراءة قيمة خطأ CRC للبيانات الناتج الاستشعار لا تمرير التحقق CRC.

2.2 تصميم الاتصالات اللاسلكية مع وحدة التكوين

عندما ستحتاج جهاز مراقبة ذكية لتحميل البيانات إلى رصد منصة خدمات المركز، الأول، الاتصال واي فاي من خلال وحدة الاتصالات اللاسلكية، وعند اتصال واي فاي ناجحا، وحدة معالجة عملية القراءة من البيانات المراد تحميلها، إذا يتم تنفيذ القراءة ذكي بنجاح العلاقة بين مراقبة الجهاز ومراقبة منصة خدمات المركز. وحدة الاتصالات اللاسلكية يمكن أن تعمل في وضع AP ووضع STA، لاسلكي وضع التكوين AP لتكوين الجهاز. كما يرسل الجهاز المضيف واي فاي، ويدعم حاليا وضع TCP و HTTP، يمكن للمستخدم تكوين الهاتف المحمول أو جهاز الكمبيوتر وعرض التكوين الحالي للجهاز، وأجهزة الاستشعار قراءة الرسائل، رسائل الخطأ، الخ، ولكن أيضا البيانات مباشرة إلى منصة البيانات الكبيرة، يمكن للمستخدمين عرض في أي مكان وفي أي وقت.

البحوث وتنفيذ 2.3 خوارزمية

الغرافيت المستخدمة في دونغ وآخرون، دعم ناقل آلة (SVM) خوارزمية ، والتي توظف مجموعة ناقل إشارة SVM كمية ميزة معامل تسارع أو مساحة السرعة الزاوية تغيير ناقلات هو ، ومع ذلك، فإن الدولة التي المواطنين من كبار السن والمتنوع، متغير، يتحدد إلا من خلال حالة عتبة السقوط، وقياس مدى والقيود، وليس لديهم وظيفة لمنع الانذارات الكاذبة.

هذا التصميم استخدامات شخصية تقرير شذوذ خوارزمية لتحديد خوارزمية الأمثل للتطبيقات والسيناريوهات المختلفة. الذي يصادف في نفس الوقت منع جيل من ايجابيات كاذبة، والتنبؤ الآخر المسنين سلوك غير عادي بخلاف تقرير الخريف، جهاز استشعار التسارع كمثال أدناه، تصميم خوارزمية تطبيق على سبيل المثال وصفها بالتفصيل.

3 يبين الشكل منحنى التسارع أثناء الحركة، ومنحنى حركة السقوط بين كبار السن. في هذا الوقت، افترض أن الجهاز يتم تطبيق لكشف سقوط كبار السن هو ثابت للجسم الذي يتم قياسه.

كما هو موضح (في هذا الرقم تنسيق هو تسارع اتساع 256 مرة، أي قيمة تنسيق = السعة التسارع / 256، في وحدات ز) 3، حيث المحور الصادي (الاتجاه الرأسي) من منحنى التسارع، والذي هو حالة الراحة العادية تحت تكون -1 غرام؛ محور س (الاتجاه الطولي) وض محور (الاتجاه الجانبي) من الشخصية التسارع، ويجب أن تكون في حالة راحة طبيعية لها 0 غرام؛ منحنى العلوي وناقلات التسارع ثلاثة محاور، في ولاية بقية العادية لها يجب أن تكون +1 ز.

طريقة الكشف ذروة تستخدم في هذا الوقت، والمبدأ الأساسي لخوارزمية ذروة الكشف: الجهاز وفقا للس، ص، ض يتم تحديد ثلاثة محاور التسارع محور من أكبر تغيير في كبار السن سواء الخريف. خطوات الخوارزمية هي كما يلي:

(1) الحصول على بيانات تسارع الأولى من الناتج الفترة بالتتابع مستشعر تسارع الصورة البيانات تسارع وجود تسارع محور س، والتسارع العمودي، وتسارع ض محور، خطوة (2)؛

(2) ما إذا كانت أجهزة الاستشعار التسارع هو تردد أخذ العينات العزم أعلى من تردد أخذ العينات مسبقا (ملاحظة: عندما تردد أخذ العينات هو مرتفعة للغاية، وتعادل أخذ العينات أساليب يمكن استخدامها، ويمكن لهذه الطريقة استعادة درجة كحد أقصى مع الحد من تكرار أخذ العينات النموذج الأصلي)، ثم يتم القيام بها في (الخطوة 4)، وإلا خطوة (3)؛

(3) المحسوبة:

والخطوة (5)؛

تتم مقارنة (5) F (s) مع قيمة محددة مسبقا، وإذا كان المستخدم حاليا في تقرير دولة سقوط وفقا لنتيجة المقارنة.

4، ويمكن قياس دقيق لحالة سقوط كبار السن، ولكن إذا كان سقوط تسبب عواقب وخيمة (مثل قضية غيبوبة الشعب)، ثم الجسم ستبقى ثابتة لفترة أطول من الزمن، ولا تنتج الذروة. ويرجع ذلك إلى حركة بطيئة نسبيا من كبار السن، في الأحوال العادية من المشي، والتغييرات تسارع لن يكون كبيرا. الرقم 4 هو منحنى حركة كبار السن المشي العادي، لا يظهر ذروة كبيرة. في هذه المرحلة، لا يمكن تحديد الوضع الحالي للمسنين، وسقوط المسنين مرة واحدة بدلا من المشي ببطء، فإن العواقب ستكون خطيرة جدا.

كما هو مبين في الشكل 4، عندما خوارزميات الكشف عن عتبة ديناميكية ينبغي استخدامها. خطوة حيوية عتبة الكشف خوارزمية على النحو التالي:

(1) الحصول على بيانات تسارع الأولى من الناتج الفترة بالتتابع مستشعر تسارع الصورة، والبيانات تسارع وجود لمحور س، ص محور والتسارع ض محور، خطوة (2)؛

(2) عندما تسارع N عدد من البيانات التي تم جمعها، وحساب متوسط البيانات تسارع N فيما كان أداء عتبة ديناميكية في الخطوة (3)؛

بيانات التسارع (3) عتبة ديناميكية تحسب لكل حصلت في قيمة العتبة ديناميكية، ويحدد ما إذا كان المستخدم قد اتخذت خطوات وفقا لمقارنة نتيجة الخطوة (4)؛

(4) عندما تكون البيانات تسارع لحساب يتم الحصول على قيمة العتبة الدينامية مرة أخرى تصل إلى N، إعادة حساب متوسط البيانات تسارع N ويقوم بتحديث قيمة العتبة، وتجهيز العودة إلى الخطوة (3).

هذه الخوارزمية على التكيف، والحركة يمكن قياس مع الوضع ثابتة من كبار السن، ولكن لا يمكن تحديد ذروة غير طبيعية (مثل تقع بين كبار السن).

على سبيل المثال المذكورة أعلاه يمكن أن نرى أن خوارزمية وحدها لا تستطيع ان تلبي احتياجات مختلف المستخدمين، وتصميم لمختلف المستخدمين، خوارزميات مختلفة للكشف عن بيئات التطبيقات المختلفة. شخصية شذوذ تقرير الخوارزمية، تكون شخصية وفقا لاحتياجات المستخدم، سيناريوهات الاستخدام وغيرها من المعدات، لتلبية متطلبات العملاء. يتم تطبيق خوارزمية هذه ليس فقط لأجهزة الاستشعار التسارع، ويمكن أيضا أن تطبق على أجهزة استشعار أخرى.

3 نتائج الاختبار والتحليل

هذا النظام هو في جزء دار لرعاية المسنين في مدينة جينتشو، وكبار السن الذين يعيشون وحده كبار السن في المحاكمات، متعددة خوارزمية نظام مراقبة ذكي على أساس أقدم واي فاي القديم، بحيث يكون لكل أجهزة الذكية المحمولة المسنين مراقبة، في حين على السرير في منزلهما، باب الحمام، والطب على الزجاجة، زينت الغرفة مع معدات مراقبة ذكية.

وتبين التجارب أن مجموعة كاملة يمكن رصد في الوقت الحقيقي من خلال الجمع بين بيانات متعددة الأبعاد إلى حالة نشطة من كبار السن، ودرجة الحرارة والرطوبة في الغرفة، ورجل يبلغ من العمر للوضع الوقوف ليلا، وعدد من المراحيض وطول الوقت، أو عدم تناول الدواء في الوقت المحدد وغيرها من البيانات، وتحليل النتائج النوم كبار السن، والتاريخ الأمراض المزمنة، والتاريخ الدواء، والبيئة الخارجية وهلم جرا.

وعلاوة على ذلك، من أجل التحقق من صحة تقرير المصير تصميم شذوذ خوارزمية الحالي لمنع ايجابيات كاذبة، وتقرر الحصول على ما يصل بعد غيبوبة سقوط بعد سقوط وبطيئة الدولة تتحرك تحديد اثنين من الاختبارات التجريبية إضافية. كما الوحدة التجربة وخطير، لذلك يتكون الاختبار من 10 طلاب في محاولة لمحاكاة بطيئة المشي وتيرة الانتهاء كبار السن. تم تنفيذ كل بند من بنود الاختبار 100 مرة، حيث مجموعة من النتائج التجريبية هو مبين في الشكل 5، 6، 7 هو مبين في الشكل.

5 والمسنين بين سقوط أول 3 ق ~ 8 ق، بعد تتحرك صعودا ببطء. بين 3 ق ~ نظام 8 أول توظف خوارزمية الكشف عن الذروة، وبمجرد أن وصول الذروة (بعد أول 8 ق) يستخدم خوارزمية الكشف عتبة كبار السن وبطء حتى الحركة. في هذا الوقت، ونظام إنذار لا تجنب حدوث إنذارات كاذبة.

6 وكبار السن تقع بين 3 الصورة الأولى ~ 8 ق، ثم غيبوبة. بين 3 ق ~ نظام 8 أول يستخدم خوارزمية كشف الذروة، والكشف عن خوارزمية عتبة باستخدام غيبوبة الرجل بعد أول 8 ق. في هذه المرحلة نظام استدعاء الشرطة وإبلاغ الطبيب وأفراد الأسرة المسنين.

7 والمسنين في 3 ق ~ 13 ق حجم أكبر بكثير من التسارع خلال أول 13 ق ~ 33 ق، وهذه المرة باستخدام خوارزمية الكشف عن عتبة ديناميكية، وعتبة ديناميكية خلال أول 3 ق ~ 13 ق في قيمة تحسب البيانات تسارع متوسط هذه الفترة الزمنية هي 0.73، وبنفس الطريقة لحساب عتبة دينامية 13 ق ~ 33 ق قيمة الفترة من 0.17. يمكن أن ينظر إليه اثنان فترة الفرق عتبة كبيرة من الزمن، خلال أول 13 ق ~ 33 ق، إذا كانت عتبة لا تغيير لا يمكن تحديد ما إذا كان من كبار السن في الحركة.

4 خاتمة

الدراسات السابقة المشاكل التي تحدث في معدل انذار كاذب، وتصميم يستخدم خوارزمية شخصية تقرير شذوذ، وتطبيق سيناريوهات مختلفة لمقارنة خوارزميات مختلفة استشعار والاستجابة، ويتم احتساب دقة النتائج. الاختبار التجريبي: النظام يمكن أن تقلل من معدل ايجابية كاذبة من 95 في حين التنبؤ بدقة قوانين الحياة اليومية المسنين.

مراجع

Dingya يوان، وجيورونج، تشن يانغ، وآخرون. تحليل الوضع الراهن يقع بين المؤسسات معاش المسنين . التمريض العام، 2014 (31): 2883-2884.

بحث تانغ يى بينغ، Gujiao كاي سون جي، المدرسة، الخ استنادا إلى تحليل الأداء من المسنين الذين يعيشون بمفردهم نظام الرصد عن بعد هندسة الحاسب الآلي والتطبيقات، 2007 (3): 211-213.

اللغة والثقافة مقاعد غوي تشينغ، وشين يوان مينغ، وما إلى ذلك نظام مراقبة ذكي يستند إلى أبحاث تقنية الشبكات القديمة والتصميم التكنولوجيا والابتكار والتطبيق، 2016 (2): 66-67.

شياو لى فو وى، وانغ بينغ. الذكية منزل يقع بين تصميم نظام مراقبة كبار السن عن بعد تقنية التلفزيون، 2012 (13): 131-134.

المباني الحجرية، تشانغ Kehua، شو بياو. المسنين الذين يعيشون بمفردهم سقوط سحابة ذكي تطوير نظام الكشف في الوقت الحقيقي هندسة الحاسب الآلي والتطبيقات، 2016 (19): 259-264.

Yaoqi دونغ والبرمجيات وتحقق Zhangchun يو .CRC التكنولوجيا الحديثة الإلكترونية، 2006 (13): 67-68،71.

تحديد الإحصائي لي تشين يانغ مو شينخوا، Zhengzhen يون قيمة الذهب المستمر القيم المتطرفة مادة القياسية الصخور والمعادن اختبار، 2013 (3): 483-486.

يودان كونغ، التي أنشئت Jiaxiao بن طريقة مبنية على تحليل تشابه التقليدية المكونات الطب الصيني الخصائص الصيدلانية البيولوجية المواد الطبية الصينية، 2013 (12): 1847-1850.

تشانغ تشيانغ، معاملات يانغ وو. تحليل الفوضى التذبذب من الدرجة الثانية الحمل المتوسط اضطرابات نظام الطاقة شبه دورية وطريقة ميلينكوف جمعية الكهربائية، 2006،21 (6): 115-121.

تشانغ وى دونغ تشانغ المعلمات في تحليل نظام الطاقة من التذبذبات الفوضى . تقنية نظام الطاقة، 2000،24 (12): 17-20.

وانغ، يحرر تشانغ تشن تصميم وتنفيذ نظام لكشف سقوط الإنسان بناء على استشعار التسارع ثلاثة محاور جديدة تطبيقات الحاسب الآلي، 2012 (5): 1450-1452،1456.