隨著中國人口老齡化的不斷發(fā)展, 智慧養(yǎng)老已成為智慧城市建設(shè)中的重要內(nèi)容。在“9073”養(yǎng)老模式（即90% 的人居家養(yǎng)老，7% 的人社區(qū)養(yǎng)老，3% 的人養(yǎng)老院養(yǎng)老）下，無論養(yǎng)老機(jī)構(gòu)、社區(qū)還是老人家庭都越來越需要科技手段和智能智慧化的產(chǎn)品讓老人生活得更好。在老人遇到異常情況需要得到及時幫助時，報警技術(shù)和產(chǎn)品的作用尤為重要，因此對老人異常情況進(jìn)行感知、探測并及時發(fā)出預(yù)警或報警信息的技術(shù)和產(chǎn)品將得到越來越廣泛的應(yīng)用。本文將就智慧養(yǎng)老中使用到的報警技術(shù)和產(chǎn)品進(jìn)行分類探討。

老人生命體征異常報警技術(shù)與產(chǎn)品

1.手表、手環(huán)

手表、手環(huán)是目前老人生命體征監(jiān)測比較成熟且用量較大的一類產(chǎn)品，這類產(chǎn)品一般是在手表或手環(huán)緊貼人體皮膚側(cè)設(shè)計有專用的氧等指標(biāo)從而判斷人的生命體征狀態(tài)。傳感器由兩部分組成，一部分是特殊光譜的發(fā)光管，另一部分是光敏傳感器。發(fā)光管發(fā)出特殊頻譜的光射入人體皮膚，對于人體心率、血壓、血氧等的不同，反射進(jìn)入光敏傳感器的光脈沖頻率、強(qiáng)度等也會不同，從而可以分析出人體不同的心率、血壓、血氧等體征，實現(xiàn)人體生命體征的實時監(jiān)測，當(dāng)體征出現(xiàn)異常時可以自動發(fā)出報警信息。

這類產(chǎn)品的信息傳輸方式有以下兩種：

（1）產(chǎn)品自帶2G、3G、4G或5G（NBIoT）等通訊電路，直接將生命體征信息和報警信息傳輸?shù)狡脚_，再通過平臺傳輸?shù)诫娔X或手機(jī)。2G和3G是前幾年常用的通訊技術(shù)，現(xiàn)在主要采用4G傳輸。需要注意的是這類產(chǎn)品用的5G不是寬帶5G技術(shù)，而是窄帶5G,即NB-IoT技術(shù)（窄帶物聯(lián)網(wǎng)）。由于NBIoT技術(shù)的成本低、耗電量小、通訊費低，同時又屬于5G的技術(shù)范疇，因此得到了越來越廣泛的使用。（2）藍(lán)牙傳輸。手表手環(huán)通過藍(lán)牙技術(shù)與手機(jī)的藍(lán)牙連接，將生命體征信息和報警信息傳輸給手機(jī)，在手機(jī)APP上直接顯示相關(guān)信息，同時可以通過手機(jī)的WIFI或4G、5G信號將數(shù)據(jù)傳輸?shù)狡脚_。在這種傳輸方式下手表手環(huán)的耗電量非常小，充電1次可以工作1周甚至1月，但需要攜帶手機(jī)并要求手機(jī)藍(lán)牙保持連接狀態(tài)。通過手表手環(huán)監(jiān)測人體生命體征的方式簡單、方便、成本低，雖然監(jiān)測結(jié)果由于受環(huán)境光線和穿戴松緊程度等的影響導(dǎo)致準(zhǔn)確性不是很高，但基本能滿足需求，因此得到了比較廣泛的應(yīng)用。但由于老人普遍不喜歡戴手表，更不習(xí)慣戴手環(huán)，所以很多老人大都剛開始戴一段時間之后便閑置不戴。

2.體征監(jiān)測腰帶

體征監(jiān)測腰帶與手表手環(huán)相比監(jiān)測的精度更高，其形狀類似腰帶，穿戴在腰部位置，一般緊貼皮膚，體征，監(jiān)測的準(zhǔn)確性較高。這種產(chǎn)品主要適合身體本身有異常且需要隨時比較準(zhǔn)確地監(jiān)測生命體征的老人。由于穿戴在身上會產(chǎn)生稍許不適感，尤其是夏天穿戴更不舒適，所以一般來說人們不愿使用這類產(chǎn)品?！?/p>

3.雷達(dá)生命體征監(jiān)測器

雷達(dá)生命體征監(jiān)測是比較新型的生命體征監(jiān)測技術(shù)，其基本原理是監(jiān)測器不斷發(fā)射出高頻雷達(dá)波信號，當(dāng)人體處于雷達(dá)波范圍內(nèi)時會對雷達(dá)波產(chǎn)生反射，雷達(dá)探測器對反射波的微小差異進(jìn)行分析處理，根據(jù)人體心跳和呼吸時的變化計算出呼吸和心跳的頻率。該技術(shù)的應(yīng)用一般使用兩種不同的雷達(dá)頻率：一種是24G低頻頻率，這種低頻版的產(chǎn)品主要用于監(jiān)測人體呼吸頻率，對于心率則很難監(jiān)測；另一種是60～120G的高頻毫米波頻率，這種高頻產(chǎn)品除了可以監(jiān)測呼吸還能監(jiān)測心率，生命體征雷達(dá)常應(yīng)用這種高頻頻率。生命體征雷達(dá)一般安裝在老人床上方距離床面2～3米的天花板上，也可安裝在床頭墻壁上，兩種安裝方式都需要盡量對準(zhǔn)人體心臟部位。

雷達(dá)生命體征監(jiān)測器的最大優(yōu)點是無感監(jiān)測，不需要老人每天將設(shè)備穿戴在身，安裝完畢后便可以每天監(jiān)測老人的生命體征，一旦發(fā)生異?？梢约皶r發(fā)出報警信息。但它也有以下幾點不足：（1）探測距離只有2～3米，只有當(dāng)老人睡覺時才能監(jiān)測；（2）隨時發(fā)出雷達(dá)信號，有些人因擔(dān)心無線電波對身體造成影響而不愿使用；（3）雷達(dá)耗電量較大，工作時電流達(dá)100～200毫安，不能用電池供電；（4）必須安裝在床的上方天花板或床頭墻壁上，安裝比較麻煩；（5）被蓋的厚度和人體睡覺的姿勢都會影響監(jiān)測的準(zhǔn)確度。

4.睡眠監(jiān)測帶

睡眠監(jiān)測帶也屬于無感生命體征監(jiān)測設(shè)備，其有兩種不同的傳感器：一種為壓阻式傳感器，當(dāng)對其施加的壓力不同時，電阻發(fā)生不同的變化；另一種是壓電式傳感器（也稱電容式傳感器），當(dāng)對其施加的壓力不同時，會產(chǎn)生微弱的電壓信號變化。當(dāng)人躺在傳感器上時，人體的呼吸和心跳將對傳感器產(chǎn)生微弱的影響，通過專用高精度放大器對信號進(jìn)行放大，再通過多重算法分析處理，從而計算出心率和呼吸頻率。這種監(jiān)測帶只需要平鋪在老人床榻的床單下面對應(yīng)人體背心的位置便可，安裝非常簡單。

睡眠監(jiān)測帶用于人體生命體征監(jiān)測有以下幾個優(yōu)點：（1）安裝非常簡單，只需要鋪在床單下便可；（2）不發(fā)射任何信號，無需擔(dān)心對人身體造成任何影響；（3）耗電量很小，呼吸、心率監(jiān)測電路僅需幾毫安或更小的電流，甚至可以使用電池供電；（4）不受被蓋厚度的影響。同時這類生命體征監(jiān)測技術(shù)也存在如下不足：（1）只有當(dāng)老人睡覺時才能監(jiān)測老人的生命體征；（2）人的睡姿、翻身等身體動作會影響監(jiān)測的準(zhǔn)確性?！　?/p>

二、老人跌倒探測報警技術(shù)與產(chǎn)品

1.AI視頻分析技術(shù)。AI視頻分析技術(shù)是前兩年曾使用較多且比較成熟的一種技術(shù)，但這種技術(shù)應(yīng)用于探測老人跌倒存在幾點不足：（1）由于該類產(chǎn)品用于老人居所，隱私保護(hù)是其無法回避的問題，尤其是衛(wèi)生間絕對不能安裝攝像機(jī)，因此現(xiàn)在很少將該技術(shù)用于進(jìn)行人體跌倒探測；（2）攝像機(jī)的耗電量遠(yuǎn)高于普通傳感器的耗電量，不能使用電池供電；（3）帶AI視頻分析算法的攝像機(jī)成本遠(yuǎn)高于普通攝像機(jī)，也高于使用普通傳感器的探測設(shè)備?！?/p>

2.帶三軸傳感器的手表手環(huán)。該類手表手環(huán)附帶跌倒探測功能，通過對三軸傳感器的加速度及其角度進(jìn)行分析，判斷人體跌倒?fàn)顟B(tài)。由于手表手環(huán)戴在手上的狀態(tài)不定，探測跌倒的準(zhǔn)確性很差，因此手表手環(huán)用于跌倒探測很難具有實際應(yīng)用價值。

3.腰掛式人體跌倒探測器。這種探測器也使用三軸傳感器進(jìn)行跌倒探測，但由于其掛在腰帶上，三軸傳感器監(jiān)測到的加速度及角度相對于手表手環(huán)更為穩(wěn)定，探測跌倒的準(zhǔn)確性要高很多，具有實際應(yīng)用價值。因這種探測器仍然屬于穿戴設(shè)備，需要老人每天戴在身上，老人不習(xí)慣長期佩戴使用。

4.雷達(dá)人體跌倒探測器。雷達(dá)人體跌倒探測技術(shù)屬于一種無感探測技術(shù)，這種技術(shù)產(chǎn)品比手表、手環(huán)、腰掛式設(shè)備的準(zhǔn)確性都高。人體跌倒探測使用的雷達(dá)與監(jiān)測呼吸、心率的雷達(dá)原理相近，甚至可以使用同一個設(shè)備同時探測生命體征和人體跌倒。這種探測技術(shù)具有明顯的優(yōu)點：（1）無感探測，無需穿戴，不改變老人的生活習(xí)慣，因此方便推廣；（2）探測的準(zhǔn)確性比較高，不容易發(fā)生誤報警現(xiàn)象；（3）不存在隱私泄露問題，在老人居所的任何地方（包括衛(wèi)生間）都可以使用。然而這類探測器也存在一些不足：（1）由于會發(fā)射雷達(dá)波，有人擔(dān)心會對身體健康造成影響而不愿使用；（2）耗電量較大，工作時需100～200毫安的電流，無法使用電池供電，同時交流電停電時亦不能使用。

5.紅外陣列被動人體跌倒探測器。紅外陣列被動人體跌倒探測技術(shù)屬于一種無感探測技術(shù)，是當(dāng)前幾種人體跌倒探測技術(shù)中最具發(fā)展前景的技術(shù)。這種探測器使用了多元陣列被動人體紅外傳感器，通過對人體發(fā)出的紅外光譜進(jìn)行分析，區(qū)分出人體的站立和倒地狀態(tài)。這種探測器具有多個優(yōu)點：（1）采用被動探測技術(shù)，不發(fā)射任何信號，不會對人體健康產(chǎn)生任何影響；（2）采用微功耗探測技術(shù)，耗電量很小，可以使用電池供電，在交流電停電時也可以正常工作；（3）非視頻產(chǎn)品，沒有任何隱私擔(dān)憂，可以在居室任何位置（包括衛(wèi)生間）安裝使用；（4）無感探測，無需穿戴，不影響老人的生活習(xí)慣，因此方便推廣；（5）利用本身的人體紅外傳感器，可以在不增加硬件成本的情況下附加老人活動異常報警和環(huán)境溫度異常報警功能。

三、老人生活狀況監(jiān)測預(yù)警技術(shù)與產(chǎn)品

在智慧養(yǎng)老項目中，一般還可以對老人生活狀況進(jìn)行監(jiān)測，包括老人的活動情況以及用電、用水、用氣情況等進(jìn)行監(jiān)測，一旦發(fā)生異?？砂l(fā)出預(yù)警提示信息，提醒子女或其他相關(guān)人員及時關(guān)注老人的生活情況?！　?/p>

1.老人活動異常監(jiān)測預(yù)警。此類預(yù)警方式一旦監(jiān)測到老人活動異常，便會及時發(fā)出預(yù)警信息，這對于獨居老人非常重要。其實現(xiàn)方法是在老人平時每天都會進(jìn)出的活動區(qū)域（如衛(wèi)生間等）安裝人體活動探測器，例如在衛(wèi)生間門口安裝活動探測器，如果老人一整天時間都沒有進(jìn)入過衛(wèi)生間，則說明老人身體可能發(fā)生了異常情況，此時探測器發(fā)出活動異常報警信息，平臺收到此報警信息后通知相關(guān)人員及時關(guān)注老人身體狀況。人體活動探測可以采用被動紅外探測技術(shù)，這種探測技術(shù)成本低、耗電小、技術(shù)成熟、安裝簡單、市場認(rèn)可度較好。

2.老人家庭用電監(jiān)測異常預(yù)警。此類預(yù)警方式通過對老人家里的用電量進(jìn)行監(jiān)測來判斷老人用電情況正常與否，一旦出現(xiàn)異常便及時發(fā)出報警信息。其一般采用在老人家中的電箱里加裝智慧用電采集器的方式，隨時采集老人家里用電的電流、電壓、用電功率、用電量，主要對每日用電量進(jìn)行分析，如果日用電量明顯減少或為零，即可判斷為用電異常，發(fā)出預(yù)警信息。　

3.老人家庭用水用氣監(jiān)測預(yù)警。此類預(yù)警方式通過對老人家里用水和用氣情況進(jìn)行監(jiān)測來判斷老人用水或用氣情況正常與否，一旦出現(xiàn)異常便及時發(fā)出報警信息。由于水表和氣表及其管道改裝難度很大且氣管不允許私自改裝，所以用水用氣監(jiān)測可以在水表氣表上加裝遠(yuǎn)程拍照裝置，每天一次或多次將表盤讀數(shù)拍照傳輸至平臺，平臺將圖片轉(zhuǎn)換成文字后讀取用水用氣量，當(dāng)用水用氣量突然明顯減少甚至為零時則發(fā)出預(yù)警提示信息。

四、老人居家環(huán)境監(jiān)測預(yù)警技術(shù)與產(chǎn)品

為了保障老人的身體健康和安全，還可以在老人居所安裝一些探測設(shè)備對老人居家環(huán)境進(jìn)行24小時監(jiān)測，一旦發(fā)生異常便及時發(fā)出報警信息，這類監(jiān)測主要包括空氣質(zhì)量監(jiān)測、煙霧探測、可燃?xì)怏w探測等。　

1.空氣質(zhì)量監(jiān)測?？諝赓|(zhì)量監(jiān)測未來在家庭中使用會越來越多，它通常包括對溫度、濕度、PM2.5、二氧化碳、TVOC（總揮發(fā)性有機(jī)物）等指標(biāo)的監(jiān)測。如果這些指標(biāo)超標(biāo)，輕微的會讓人感覺不適、較重的會使人出現(xiàn)病態(tài)反應(yīng)、嚴(yán)重的則可能致人昏迷甚至死亡。當(dāng)某些指標(biāo)超標(biāo)時，空氣質(zhì)量監(jiān)測設(shè)備自動發(fā)出預(yù)警提示，提醒主人及時通風(fēng)換氣，避免影響老人的身體健康?！?/p>

2.煙霧探測。煙霧探測對老人家庭安全較為重要，因為老人一般因記憶力不太好容易忘事，如做完飯忘記關(guān)火、起床后忘記關(guān)閉電熱毯、出門忘記關(guān)閉電器等，如果出現(xiàn)這些情況很容易引起火災(zāi)。在老人家里安裝煙霧探測器后，一旦出現(xiàn)煙霧就能及時自動報警，能夠避免重大火災(zāi)事故發(fā)生。雖然許多小區(qū)家庭在交房時廚房已經(jīng)安裝有煙霧探測器，但可能因裝修、線路、物管等原因，很多家庭原有的有線煙霧報警系統(tǒng)不一定能正常報警。對于此種情況，可以在老人家中加裝電池供電的獨立型NB-IoT物聯(lián)網(wǎng)煙霧探測器，它直連云端，當(dāng)探測到煙霧時報警信息直接傳輸?shù)狡脚_，再傳給安全服務(wù)人員或老人的家人。

3.可燃?xì)怏w探測。可燃?xì)怏w探測對于老人家庭安全而言可能比煙霧探測器更為重要。由于老人的聽覺、嗅覺可能不太好，當(dāng)家中出現(xiàn)燃?xì)庑孤r老人很難感覺到，因此易導(dǎo)致煤氣中毒甚至發(fā)生煤氣爆炸，后果非常嚴(yán)重。針對這種情況，我們建議在老人家中安裝燃?xì)庑孤﹫缶鳎医ㄗh安裝聯(lián)網(wǎng)型的報警器，聯(lián)網(wǎng)型報警器可以解決因老人聽覺不好導(dǎo)致的廚房中的報警聲音在臥室中聽不到的問題。同樣建議使用NB-IoT物聯(lián)網(wǎng)燃?xì)庑孤﹫缶?，報警時除了現(xiàn)場有報警聲，同時將報警信息傳輸?shù)狡脚_，再傳給安全服務(wù)人員或老人的家人。另外建議加裝燃?xì)庾詣雨P(guān)閉裝置，在燃?xì)庑孤﹫缶瘯r自動關(guān)閉燃?xì)?，這種措施的安全保障性更強(qiáng)。在安裝操作層面，如果家里燃?xì)饪傞y是電磁閥，只需將電磁閥的控制線接到燃?xì)鈭缶鞯妮敵隹刂瓶诒憧?；如果家里燃?xì)饪傞y是手動閥門，則可以在閥門手柄上加裝機(jī)械手，將機(jī)械手的控制線接到燃?xì)鈭缶鞯目刂瓶?，?dāng)設(shè)備探測到燃?xì)庑孤r，機(jī)械手會自動旋轉(zhuǎn)閥門手柄來關(guān)閉燃?xì)狻?/p>

五、老人位置監(jiān)測預(yù)警技術(shù)與產(chǎn)品

改革開放四十年來我國經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展速度非常迅速，尤其是城市建設(shè)日新月異，但是老人記憶力不好，經(jīng)常出現(xiàn)外出后找不到回家路的現(xiàn)象，甚至發(fā)生老人因迷失方向走到荒郊野外而在外去世的不幸事故。因此，某些情況下老人需要使用位置監(jiān)測技術(shù)和產(chǎn)品來避免不幸事故的發(fā)生。

1.衛(wèi)星定位技術(shù)與產(chǎn)品適合老人外出時的位置監(jiān)測。自從我國有了自己的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)后，衛(wèi)星定位技術(shù)一般采用BDS（中國）、GPS（美國）、GNSS（俄羅斯）或GSNS（歐洲）多星綜合定位，定位精度相較以前更高，一般只有幾米范圍的誤差。但是老人位置監(jiān)測應(yīng)用衛(wèi)星定位技術(shù)存在以下幾個問題：（1）耗電量問題。衛(wèi)星定位開啟后平時至少有十幾毫安的電流消耗，一般老人用的便攜式定位設(shè)備電池容量在500毫安時以內(nèi)、最大不超過1000毫安時，所以這類設(shè)備充電1次后使用時長只有1天至1周左右；（2）只有在空曠處才能進(jìn)行衛(wèi)星定位。老人在室內(nèi)、隧道內(nèi)、橋下、車內(nèi)等地方很難準(zhǔn)確定位，甚至完全不能定位；（3）產(chǎn)品體積較大。一方面，產(chǎn)品設(shè)計因要兼顧使用時長，因此電池不能太??；另一方面，為了保障定位效果，衛(wèi)星天線不能太小，導(dǎo)致產(chǎn)品體積不能太小。

2.RFID、WIFI、藍(lán)牙等定位技術(shù)可以作為養(yǎng)老院、社區(qū)、建筑內(nèi)定位補(bǔ)充手段。此類定位技術(shù)需要在相應(yīng)固定位置布署信號接收和數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)設(shè)備（定位基站），同時人身攜帶間隙無線發(fā)射設(shè)備，根據(jù)接收到信號的基站位置判斷人所在的位置。WIFI定位精度一般從幾米到幾十米，RFID和藍(lán)牙定位精度一般是幾米，這種定位精度基本可滿足養(yǎng)老院、社區(qū)等場景的需求，因此這類定位技術(shù)一般用于養(yǎng)老院、社區(qū)、城鄉(xiāng)路口等特定區(qū)域的定位管理。RFID和藍(lán)牙定位技術(shù)耗電量非常小，用1粒紐扣電池可以工作1年甚至更長時間，所以這類定位產(chǎn)品體積可以做得很小，可以做在卡片里或做成紐扣、徽章等，攜帶和使用都很方便。

六、老人緊急救助報警技術(shù)與產(chǎn)品

老人很容易發(fā)生緊急情況，這種情況非常需要得到及時救助。無論是養(yǎng)老院還是獨居老人家庭都需要在老人床頭安裝帶拉線的緊急按鈕，即使在老人無法起床的情況下也可以拉動床邊的紅色拉線，發(fā)出緊急求助信息。一般來說老人穿戴的手表手環(huán)也都設(shè)計有SOS按鈕，遇到緊急情況時老人可按下按鈕發(fā)出求助信息。不管哪種形式的緊急按鈕都需要具有聯(lián)網(wǎng)功能，家庭可以通過IP有線網(wǎng)、WIFI、4G、NB-IoT等通訊方式與服務(wù)中心平臺聯(lián)網(wǎng)，養(yǎng)老院可以使用小功率、遠(yuǎn)距離LORA無線傳輸方式將緊急求助信息傳到平臺。

七、結(jié)語

總的來說，智慧養(yǎng)老中有多方面的安全需求要進(jìn)行探測、監(jiān)測、預(yù)警、提示和報警，根據(jù)不同的需求和不同的場景可以選擇不同的技術(shù)和產(chǎn)品。產(chǎn)品制造商應(yīng)努力去研究老人需求，運用新技術(shù)開發(fā)新產(chǎn)品，更好地滿足老人安全報警的需求。養(yǎng)老院、社區(qū)、老人家庭應(yīng)根據(jù)老人實際需求配備方便實用的安全報警產(chǎn)品。

■ 文/ 高開文　成都理想科技開發(fā)有限公司