[發明專利]一種基于WiFi信號的穿墻室內人員跌倒探測系統及方法

有效

• 申請號: 201711031744.X
• 申請日: 2017-10-30
• 公開（公告）號: CN107749143B
• 公開（公告）日: 2023-09-19
• 發明（設計）人: 吳宣夠;儲昭斌;鄭嘯;樊旭
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學
• 主分類號: G08B21/04
• 分類號: G08B21/04
• 代理公司: 安徽知問律師事務所 34134
• 代理人: 杜袁成

本發明公開了一種基于WiFi信號的穿墻室內人員跌倒探測系統及方法，屬于被動動作識別領域。本發明的主要用途是針對老人室內發生跌倒進行自動探測并發送警報或求救電話。相比現有室內跌倒探測系統，本發明不需要任何特需設備，被探測人員也無需佩戴任何設備，且不要求必須在有光線的環境中工作；本發明所需的設備分別為一個家用或商用的無線路由器，一個商業網卡和一臺電腦設備；相比于現有的基于WiFi的室內跌倒探測系統，本發明實現了WiFi穿墻后的有效跌倒探測。

技術領域

本發明涉及室內人員檢測技術領域，更具體地說，涉及一種基于WiFi信號的穿墻室內人員跌倒探測系統及方法。

背景技術

跌倒現已成為嚴重影響老年人傷亡的原因之一，其導致老年人死亡的大多數原因都是跌倒后沒有得到及時醫療救護。而且，隨著全球越來越多的國家逐漸步入老齡化社會，獨居老人數量也正在急劇上升。因此，室內跌倒探測系統在老年人的健康安全方面的需求越來越高。

近幾年，智能設備的普及使得室內跌倒探測技術不斷涌現。目前存在的室內跌倒探測系統主要有以下幾種：基于可穿戴設備跌倒探測系統，其利用加速計，陀螺儀等傳感器實現跌倒探測，缺點在于老年人必須佩戴相關探測設備；基于計算機視覺的跌倒探測系統，主要利用相機或攝像機捕捉一系列照片，通過分類算法識別室內是否有跌倒發生，缺點是不能在無光線的地方進行跌倒探測，且有大量的探測死角；基于周圍環境信息的跌倒探測系統，其利用紅外線、聲音、雷達等一些環境監測設備實現跌倒探測，缺點是需要專門設備且受其他物體干擾，容易誤報；基于WiFi信號的跌倒探測系統，主要利用接受信號強度信息(RSSI)和信道狀態信息(CSI)分析是否有人發生跌倒，但由于穿墻后的WiFi信號衰退十分嚴重，動作引起的WiFi信號變化在信號接收端就變得十分微弱，并且混合在背景和噪音信號中，導致現有基于WiFi信號跌倒探測系統的特征提取技術不能有效提取明顯的動作特征信號。因此，目前的該類系統不能在WiFi信號傳播路徑被墻體完全阻擋的情況下進行有效的跌倒探測。此外，現有基于WiFi的跌倒探測系統主要有兩種，一是用兩個或多個無線路由器，一個無線接收器；二是用一個帶有多根天線的無線路由器，一個無線接收器，在使用上受到局限。

經檢索，中國專利申請號201610036013.3，申請公布日為2016年9月7日，發明創造名稱為：一種跌倒檢測方法和系統；該申請案通過第一接收天線接收通過環境的第一WiFi信號流；通過第二接收天線接收通過所述環境的第二WiFi信號流；確定所述第一WiFi信號流的物理層信道狀態信息流，即第一CSI流；確定所述第二WiFi信號流的物理層信道狀態信息流，即第二CSI流；確定所述第一WiFi信號流的物理層信道狀態信息流與所述第二WiFi信號流的物理層信道狀態信息流在同一時刻的相應狀態之間的相位差即CSI相位差，以便形成CSI相位差流；以及根據所述CSI流和CSI相位差流，確定跌倒事件。該申請案使用商用WiFi設備在實際環境中處理跌倒檢測問題，能夠在一定程度上提高區分跌倒和類似跌倒活動的有效性，但該申請案并沒有克服穿墻后的WiFi信號衰退嚴重的問題，在實際推廣使用方面仍存在問題。

發明內容

1.發明要解決的技術問題

本發明主要解決的技術問題在于：目前的室內跌倒探測系統不能在WiFi信號傳播路徑被墻體完全阻擋的情況下進行有效的跌倒探測，提供了一種基于WiFi信號的穿墻室內人員跌倒探測系統及方法；本發明不要求使用者佩戴任何設備，只需要使用普通的商用或家用無線網卡設備，即可實現在WiFi信號傳播路徑被墻體完全阻擋情況下的跌倒探測；且本發明的探測系統僅需要一個帶有一根天線的無線路由器和一個無線接收器即可實現跌倒探測，這也使得系統可以更廣泛的使用。

2.技術方案

為達到上述目的，本發明提供的技術方案為：

本發明的一種基于WiFi信號的穿墻室內人員跌倒探測系統，包括一個無線AP，一個WiFi接收網卡和一臺終端設備；WiFi接收網卡連接在終端設備上，無線AP和終端設備分別放在不同的房間，終端設備與無線AP通過無線方式進行數據交互。