专利名称：基于生活供应线的独居老人安保装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种从生活供应线使用情况来发现独居老人生活异常的装置。
背景技术：
世界经济发达国家都已进入了老龄化社会。中国已步入老年社会，而且在今后的若干年以后将加速老龄化社会进程，而且中国是在经济没有充分发展的情况下加上由于多年实行人口政策上的结果，中国人口老龄化将带来许多社会问题，成为沉重的国家经济负担。家庭也不例外，一对年轻夫妇负担四个老人的年代正已非常快的脚步向我们走来。目前在我国的老年人中，“空巢”率已经达到26.4％，这就意味着有四分之一的老人身边无子女照料。他们一旦到了高龄，丧失自理能力，生活就会非常困难。有很多老人意外死亡很长时间甚至尸体都腐烂了，才被人们发现。老龄化、高龄化的快速到来，家庭规模的小型化趋势，意味着传统的家庭养老模式已不能满足空巢老人对照料需求的连续性、即时性要求，子女也因为工作竞争压力的增大而感到力不从心。老人们不知道该如何去面对自己无法自理、也无法掌握的生命最后那一段时光。
服务是面向一批弱势人群的人性化的服务，因此所提供的商品和服务必须是1)从人性化角度进行设计的，充分考虑到老年人的选择和个人隐私；2)能够从所提供的商品和服务中得到安全感，在关键时候能得到即时性帮助，能体现老有所依、老有所靠；3)能够从所提供的商品和服务中消除老年人的恐惧感和孤独感，让被服务者能够得到人文关怀；4)要求操作简单、使用方便，尽可能采用智能化和自动化，对一些电子商品和系统可以考虑带有远程控制接口，以便家人和保护者在异地也能监视和控制；5)要充分考虑个性化因素，能记录服务对象的各种活动、起居、健康状况的信息，而这种信息的采集要尽量通过自动方式来完成，以便能够在非常时刻得到及时准确的服务；6)家人和保护者通过各种通信设施和常用的终端设施如手机，能异地监护被监护者和家庭情况，并充分考虑信息的安全性和个人的隐私权；7)需要与政府有关部门如民政部门、社区、医院、急救、家政服务提供商和生活品的提供商等有良好的信息沟通、信息交换渠道，以达到降低个人、家庭和社会的养老成本，提高社会运行效率。
国家建设部《2000年小康型城乡住宅科技产业工程城市示范小区规划设计导则(修改稿)》中已经明确提出“大力推动应用户外计量(含水、电、暖、燃气表技术)和产品的研究开发。”为此智能抄表系统的研究被受关注，智能抄表系统的原理是利用电子技术计算机、网络技术和传感技术，对传统电表、水表、暖气表、燃气表加以改进，使其成为远传表、在户外装一套计量系统，将每一个计量表传感器传出的数据，送到每个表的采集器存储经过函数变换送到系统总成单元，各单元通过数据总线并连，在数据总线上任何一点计算机直接对话，自动抄收四表数据。这些研究和产品的问世都为基于生活供应线的独居老人安保装置提供了良好的硬件基础。
本发明作出以前对独居老年等弱势人群的家庭发生异常时主要是通过电话或者家庭中的报警按钮以主动形式向援救方报警及请求服务。天有不测风云、人有旦夕祸福，谁都不能预料自己在某日某时会生病，也不能预料自己可能会出现连电话都请求报警救援都困难的时候。因此对独居老年等弱势人群的家庭提供即时和适当服务，对提高老年人的生活质量、解决我国现有家庭养老上所存在的社会问题有着积极意义。
发明内容为了克服已有技术中独居老人安全保障装置在关键时候不能即时、适当为独居老人提供服务，不能有效消除独居老人的恐惧感和孤独感的不足，本发明提供一种在关键时候能得到即时性的、适当的援救或者服务，具有消除独居老人的恐惧感和孤独感的基于生活供应线的独居老人安保装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种基于生活供应线的独居老人安保装置，包括安装在独居老人房间内的水、电、暖、燃气使用量的四种数字表、与四表相连接的数据采集接口、安装于房门上的外出传感器、主控制器、用于与外界联络对象联系的通信接口；所述的主控制器由推理部分、用于存储独居老人特定时间段的、每天的水、电、暖、燃气使用量统计数据的信息存储部分组成；所述的推理部分包括一时间判断器，用于判断该时间段是否为各个数字表的统计时间点，选择性地对各个数字表进行数据采集；一外出判断器，用于接收所述的外出传感器的信号判断独居老人是否外出，并选择性地将各种数字表的数据输出到递推模块；一递推模块，用于在四种数字表采集到数据信号输出到所述数据采集接口，将所述的数据采集接口输出的本次时间段的使用量与上次时间段的使用量递推平均，其计算式为An+1t(i),xxx=(1-k)*Ant(i),xxx+k*Atotalt(i),xxx]]>An+1t(i)，xxx为本次某时间段的使用量的递推平均值；Ant(i)，xxx为上次某时间段的使用量的递推平均值；Atotalt(i)，xxx为本次某时间段的实际使用量的记数值；K为加权因子，0＜K＜1，用当前的实际使用量的记数值(实际值)Atotalt(i)，xxx去修正上次某时间段的使用量的递推平均值(上次的预测值)Ant(i)，xxx，来得到本次某时间段的使用量的递推平均值(本次的预测值)An+1t(i)，xxx；
xxx为生活供应线中的水、电、暖、燃气其中的一种；并将该递推平均值输出到所述的信息存储部分；一细化、统计模块，用于在包括本次时间段的特定时间段内的使用量进行统计sumxxxi+1=Atotalt(i-2),xxx+Atotalt(i-1),xxx+Atotalt(i),xxx+Ant(i+1),xxx]]>sumxxxi=Atotalt(i-3),xxx+Atotalt(i-2),xxx+Atotalt(i-1),xxx+Atotalt(i),xxx]]>sumxxxi-1=Atotalt(i-4),xxx+Atotalt(i-3),xxx+Atotalt(i-2),xxx+Atotalt(i-1),xxx]]>sumxxx averagei=Ant(i-3),xxx+Ant(i-2),xxx+Ant(i-1),xxx+Ant(i),xxx]]>Atotalt(i-4)，xxx为某一时间段前移四个某一时间的实际使用量的记数值；Atotalt(i-3)，xxx为某一时间段前移三个某一时间的实际使用量的记数值；Atotalt(i-2)，xxx为某一时间段前移两个某一时间的实际使用量的记数值；Atotalt(i-1)，xxx胆为某一时间段前移某一时间的实际使用量的记数值；Atotalt(i)，xxx为某一时间段的实际使用量的记数值；Ant(i+1)，xxx为某一时间段后移一个某一时间的使用量的递推平均值；Ant(i)，xxx为某一时间段的使用量的递推平均值；Ant(i-1)，xxx为某一时间段前移一个某一时间的使用量的递推平均值；Ant(i-2)，xxx为某一时间段前移两个某一时间的使用量的递推平均值；Ant(i-3)，xxx为某一时间段前移三个某一时间的使用量的递推平均值；sumxxxi+1为某一时间段后移某一时间的使用量的统计记数值；sumxxxi为某一时间段的使用量的统计记数值；sumxxxi-1为某一时间段前移某一时间的使用量的统计记数值；
sumxxxaveragei为上次某一时间段的使用量的递推平均值的统计记数值；将所述的sumxxxi+1、sumxxxi、sumxxxi-1分别与所述的sumxxxaveragei计算相对值，并选取其中的最小值Dayxxx，再将所述的四种使用量的最小值加权计算得到异常值Dayabnormal；一比较器，并将所述的异常值Dayabnormal与信息存储部分的异常度表中的既定值进行比较，并选择性将不同等级的异常信号输出；所述的异常信号经通信接口传送到外部的联络对象。
进一步，所述的推理部分还包括一煤气安全处理模块，所述的煤气安全处理模块包括有老人外出时煤气安全处理单元、晚间时段煤气安全处理单元、白天时段煤气安全处理单元；所述的老人外出时煤气安全处理单元包括有一外出判断器，用于接收所述的外出传感器的信号判断独居老人是否外出，如判断为老人外出时，则检查燃气使用信息，一燃气使用判断器，用于判断燃气使用信息∑Atotalt(i)，gas是否大于零，如果大于零，并向用于提醒老人关闭燃气阀门的提示装置发出启动指令；所述的晚间时段煤气安全处理单元包括有一晚间时段判断器，用于判断是否为晚间时段，如果是，则检查燃气使用信息；一燃气使用判断器，用于判断燃气是否正在使用，如果是，判断老人家中燃气泄漏，则向用于提醒老人关闭燃气阀门的提示装置发出启动指令，燃气泄漏告警器，用于在燃气泄漏的状态维持设定的时限后向联络对象发送告警信号；所述的白天时段煤气安全处理单元包括有一白天时段判断器，用于判断是否为白天时段，如果是，则检查燃气使用信息，一燃气使用判断器，用于判断燃气使用信息∑Atotalt(i)，gas是否大于零，如果大于零，则查看老人是否在厨房内；一位置判断器，用于接收安装在老人厨房内的位置传感器的信号，判断老人时候在厨房内，若在设定的时限内没有接收到所述的位置传感器的信号，则向用于提醒老人关闭燃气阀门的提示装置发出启动指令。
再进一步，所述的推理部分还包括一水、电、暖、燃气每月使用量的计量器，所述的计量器在设定的时间点自动向有关部门发送自动抄表的数据值。
更进一步，所述的独居老人的房间内安装有与通信接口连接的主动求救装置，所述的主动求救装置包括电话、报警器。
进一步，所述的老人的房间内还安装有烟雾传感器、燃气泄漏探测器，所述的烟雾传感器、燃气泄漏探测器与主控制器连接；所述的主控制器的推理部分还包括一烟雾判断器，用于在接收所述烟雾传感器的信号后判断房间内的烟雾浓度是否异常，若判断为异常，则向外界联络对象发送烟雾报警信号；所述的主控制器的推理部分还包括一燃气泄漏判断器，用于在接收所述的燃气泄漏探测器的信号后判断房间内的燃气浓度是否异常，若判断为异常，则向外接联络对象发送燃气报警信号。
本发明所述的基于生活供应线的独居老人安保装置的有益效果主要表现在1、利用每个家庭现有的水、电、暖、燃气表等硬件设备自动检测，客观地收集老人的日常生活数据，经主控制器中的推理部分把从生活供应线使用情况得到一些日常生活信息与与存储单元中的已保存的基本信息作比较，进行智能推理，根据推理到的异常程度情况进行分别处理，向独居老人提供即时的、适当的救援或者服务，既消除了独居老人的子女、亲戚的担忧以及老人本人的恐惧心理，同时又保护了老人生活的各种细节及个人隐私；2、主控制器中设有一个数据处理单元，对老人能源的使用情况进行累加，并通过通信单元将每月的使用量发送给社区或者相关部门便能完成自动抄表，方便了老人同时也减轻了供应商手工抄表所带来的繁重的劳动；3、在厨房配备红外人体传感器并与燃气使用情况一起考虑，系统能友好地帮助老人安全用气，达到防火和防燃气泄漏等效果；4、老人的住房内安装有烟雾传感器、燃气泄漏探测器，检测到烟雾或燃气泄漏时主控制器通过通过通信单元将提醒信号或报警信号发送给联络对象，避免发生人身事故；5、在老人的房间内安装有主动求救装置，可以通过电话或者报警器主动向外界联络对象发出求救信号。
图1是本发明所述的基于生活供应线的独居老人安保装置的基本构成原理图。
图2是本发明所述的基于生活供应线的独居老人安保装置的主流程图。
图3是本发明所述的基于生活供应线的独居老人安保装置的数据采集单元的流程图。
图4是本发明所述的基于生活供应线的独居老人安保装置的煤气安全处理模块流程图。
图5是本发明所述的基于生活供应线的独居老人安保装置的递推模块的流程图。
图6是本发明所述的基于生活供应线的独居老人安保装置的量化模块的流程图。
图7是本发明所述的基于生活供应线的独居老人安保装置的主动请求模块流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
参见附图1、图2、图3、图5、图6，一种基于生活供应线的独居老人安保装置，包括安装在独居老人1房间内燃气表2、燃气表流量采集器3、水表4、水表流量采集器5、电表6、电表电量采集器7、暖气表8、暖气表流量采集器9、与四表相连接的数据采集接口10、安装于房门上的外出传感器17、主控制器11、用于与外界联络对象联系的通信接口12；外出传感器17为门磁开关，主控制器11由推理部分、用于存储独居老人特定时间段的、每天的水、电、暖、燃气使用量统计数据的信息存储部分组成；所述的推理部分包括一时间判断器，用于判断该时间段是否为各个数字表的统计时间点，选择性地对各个数字表进行数据采集；一外出判断器，用于接收所述的外出传感器的信号判断独居老人是否外出，并选择性地将各种数字表的数据输出到递推模块；一递推模块，用于在四种数字表采集到数据信号输出到所述数据采集接口，将所述的数据采集接口输出的本次时间段的使用量与上次时间段的使用量递推平均，其计算式为An+1t(i),xxx=(1-k)*Ant(i),xxx+k*Atotalt(i),xxx]]>An+1t(i)，xxx为本次某时间段的使用量的递推平均值；Ant(i)，xxx为上次某时间段的使用量的递推平均值；Atotalt(i)，xxx为本次某时间段的实际使用量的记数值；K为加权因子，0＜K＜1，用当前的实际使用量的记数值(实际值)Atotalt(i)，xxx去修正上次某时间段的使用量的递推平均值(上次的预测值)Ant(i)，xxx，来得到本次某时间段的使用量的递推平均值(本次的预测值)An+1t(i)，xxx；xxx为生活供应线中的水、电、暖、燃气其中的一种；并将该递推平均值输出到所述的信息存储部分；一细化、统计模块，用于在包括本次时间段的特定时间段内的使用量进行统计sumxxxi+1=Atotalt(i-2),xxx+Atotalt(i-1),xxx+Atotalt(i-1),xxx+Atotalt(i),xxx+Ant(i+1),xxx]]>
sumxxxi=Atotalt(i-3),xxx+Atotalt(i-2),xxx+Atotalt(i-1),xxx+Ant(i),xxx]]>sumxxxi-1=Atotalt(i-4),xxx+Atotalt(i-3),xxx+Atotalt(i-2),xxx+Atotalt(i-1),xxx]]>sumxxx averagei=Ant(i-3),xxx+Ant(i-2),xxx+Ant(i-1),xxx+Ant(i),xxx]]>Atotalt(i-4)，xxx为某一时间段前移四个某一时间的实际使用量的记数值；Atotalt(i-3)，xxx为某一时间段前移三个某一时间的实际使用量的记数值；Atotalt(i-2)，xxx为某一时间段前移两个某一时间的实际使用量的记数值；Atotalt(i-1)，xxx为某一时间段前移某一时间的实际使用量的记数值；Atotalt(i)，xxx为某一时间段的实际使用量的记数值Ant(i+1)，xxx为某一时间段后移一个某一时间的使用量的递推平均值；Ant(i)，xxx为某一时间段的使用量的递推平均值；Ant(i-1)，xxx为某一时间段前移一个某一时间的使用量的递推平均值；Ant(i-2)，xxx为某一时间段前移两个某一时间的使用量的递推平均值Ant(i-3)，xxx为某一时间段前移三个某一时间的使用量的递推平均值；sumxxxi+1为某一时间段后移某一时间的使用量的统计记数值；sumxxxi为某一时间段的使用量的统计记数值；sumxxxi-1为某一时间段前移某一时间的使用量的统计记数值；sumxxx averagei为上次某一时间段的使用量的递推平均值的统计记数值；将所述的sumxxxi+1、sumxxxi、sumxxxi-1分别与所述的sumxxx averagei计算相对值，并选取其中的最小值Dayxxx，再将所述的四种使用量的最小值加权计算得到异常值Dayabnormal；一比较器，并将所述的异常值Dayabnormal与信息存储部分的异常度表中的既定值进行比较，并选择性将不同等级的异常信号输出；所述的异常信号经通信接口传送到外部的联络对象。
参见图4，推理部分还包括一煤气安全处理模块，煤气安全处理模块包括有老人外出时煤气安全处理单元、晚间时段煤气安全处理单元、白天时段煤气安全处理单元；老人外出时煤气安全处理单元包括有一外出判断器，用于接收所述的外出传感器的信号判断独居老人是否外出，如判断为老人外出时，则检查燃气使用信息；一燃气使用判断器，用于判断燃气使用信息∑totaltt(i)，gas是否大于零，如果大于零，并向用于提醒老人关闭燃气阀门的提示装置发出启动指令；晚间时段煤气安全处理单元包括有一晚间时段判断器，用于判断是否为晚间时段，如果是，则检查燃气使用信息；一燃气使用判断器，用于判断燃气是否正在使用，如果是，判断老人家中燃气泄漏，则向用于提醒老人关闭燃气阀门的提示装置发出启动指令；燃气泄漏告警器，用于在燃气泄漏的状态维持设定的时限后向联络对象发送告警信号；白天时段煤气安全处理单元包括有一白天时段判断器，用于判断是否为白天时段，如果是，则检查燃气使用信息；一燃气使用判断器，用于判断燃气使用信息∑Atotalt(i)，gas是否大于零，如果大于零，则查看老人是否在厨房内；一位置判断器，用于接收安装在老人厨房内的位置传感器的信号，判断老人时候在厨房内，若在设定的时限内没有接收到所述的位置传感器的信号，则向用于提醒老人关闭燃气阀门的提示装置发出启动指令，位置传感器18为人体红外传感器。
参见附图1，一种基于生活供应线的独居老人安保装置，包括燃气表2、燃气表流量采集器3、水表4、水表流量采集器5、电表6、电表电量采集器7、暖气表8、暖气表流量采集器9、数据采集接口10、包含推理部分和用于存储独居老人特定时间段的、每天的水、电、暖、燃气使用量统计数据的存储单元的主控制器11、用于与外界联络对象联系的通信接口12。
燃气表2与燃气表流量采集器3连接，水表4与水表流量采集器5连接，电表6与电表电量采集器7连接，暖气表8与暖气表流量采集器9连接；门磁开关17、人体红外传感器18、燃气表流量采集器3、水表流量采集器5、电表电量采集器7和暖气表流量采集器9与数据采集接口10的输入端连接，通信接口12与通信网络14连接，数据采集接口10将生活供应线使用情况信息传输给主控制器11，主控制器11对传来的数据进行加工处理，一旦发现有异常现象通过通信接口12经通信网络14发送给不同的救援联络对象，如社区计算机15、社区数据服务器16；主控制器11中的信息存储部分的基本信息中包含有老人的一些个人信息和家庭信息，作为老人的个人信息一部分是通过输入装置进行人工输入的，另一部分关于个人日常生活方面的信息是通过装置自动学习产生及数据更新单元不断更新的。
利用独居老人1的家中的加装了传感器的电表、水表、暖气表、燃气表，一旦老人使用了生活供应线上的任何一种服务，如电表、水表、暖气表、燃气表中的一种，就会检测到有人使用并发出电脉冲信号进行计量，每经过一段时间主控制器11通过数据采集接口10向燃气表流量采集器3读取燃气的使用量、向水表流量采集器5读取水的使用量、向电表电量采集器7读取电的使用量、向暖气表流量采集器9读取暖气的使用量，这四种使用量的信息都与老人的生活与健康状况有关，根据人的活动具有规律性等特点，从主控制器11中的信息存储部分里记录的独居老人1的特定时间段的、每天的水、电、暖、燃气的使用量统计数据来进行状况趋势预测和安否情况进行推理；当主控制器11中的推理部分推断为异常情况时，要进一步对异常情况进行量化和分类，再根据异常情况的分类结果从主控制器11中的信息存储部分的联络表中得到相应的联络对象、联络方式及独居老人1的地址等信息，然后通过通信接口12经通信网络14发送独居老人1的异常消息；当联络对象如社区计算机15、社区数据服务器16，社区以及救援联络对象接到独居老人1的异常信息后通过老人家中的电话13或者上门确认老人是否安康，必要时上门提供即时的、适当的救援或者服务。同时该从生活供应线使用情况来发现独居老人生活异常的方法及装置也支持独居老人1的自主报警及请求服务，独居老人1可以主控制器11经通信网络14向联络对象发送独居老人1的请求信息，在主控制器11上设置一些老人容易理解的、具有请求服务象征的图形按钮，按下某个按钮就向特定的联络对象发送独居老人1的请求信息，当联络对象得到独居老人1的自主报警及请求后，上门提供即时的、适当的救援或者服务。
独居老人1的日常生活中的水、电、暖、燃气的使用量的数据采集是系统的第一步基础工作，有了大量的这些数据就可以进行推理判断，本系统通过水表、电表、暖气表、燃气表的计量，统计得到老人在不同时间段的水、电、暖、燃气的使用量，形成历史的使用量规律，并与当前的使用量进行比较，作出推测。
由于每个老人的生活习惯、生活方式以及健康状况存在着个体差，为了能将当前的水、电、暖、燃气的使用情况与平时的正常时的水、电、暖、燃气的使用进行比较，系统首先要得到某个老人的目前生活模式，系统运行开始阶段有一个生活模式学习阶段，同时随着老人的年龄增长其平时的正常使用的某种耗能量参考系也会发生变化，也需要不断地更新该比较参考值，递推模块流程图说明有关某个老人在某时间段及某耗能量的使用量计算，式(1)为计算某时间段水量的递推平均值的计算公式，式(2)为计算某时间段电量的递推平均值的计算公式，式(3)为计算某时间段燃气量的递推平均值的计算公式，式(4)为计算某时间段暖气量的递推平均值的计算公式，这些公式其实是一个低通数字滤波器An+1t(i),water=(1-k)*Ant(i),water+k*Atotalt(i),water---(1)]]>
An+1t(i),electric=(1-k)*Ant(i),electric+k*Atotalt(i),electric---(2)]]>An+1t(i),gas=(1-k)*Ant(i),gas+k*Atotalt(i),gas---(3)]]>An+1t(i),hot=(1-k)*Ant(i),hot+k*Atotalt(i),hot---(4)]]>An+1t(i)，water为本次某时间段的用水量的递推平均值Ant(i)，water为上次某时间段的用水量的递推平均值Atotalt(i)，water为本次某时间段的实际用水量记数值An+1t(i)，electric为本次某时间段的用电量的递推平均值Ant(i)，electric为上次某时间段的用电量的递推平均值Atotalt(i)，electric为本次某时间段的实际用电量记数值An+1t(i)，gas为本次某时间段的燃气用量的递推平均值Ant(i)，gas为上次某时间段的燃气用量的递推平均值Atotalt(i)，gas为本次某时间段的实际燃气用量记数值An+1t(i)，hot为本次某时间段的用暖气量的递推平均值Ant(i)，hot为上次某时间段的用暖气量的递推平均值Atotalt(i)，hot为本次某时间段的实际用暖气量记数值k为加权因子，小于1，在学习阶段k值可以取的大些(在0.5到0.9之间)，希望学习时间短可以将k值取的大些，而在系统检测异常阶段k值要取的小些(在0.001到0.009之间)，主要考虑老人的平均耗能量变化是一个缓慢的过程。
判断老人的异常情况，这种判断比较是建立在相对基础上的，由于老人的身体健康状况和季节的变化都会影响耗能使用量统计值的变动，但是这种变动一般是缓慢的、有规律性的，因此要动态的更新这个相对比较参考值；一般来说老人的日常活动既有规律性同时也具有时间上的模糊性，所谓时间上的模糊性是指老人的某个动作(比如起床后的洗脸、刷牙，反映在用水方面一日做三餐饭则反映在用燃气方面)并不是每天都准时发生的，因此在比较在某一个小时内的耗能量的同时也要看一下某一时间段的前后的耗能量。将现阶段的水的使用量Atotalt(i)，water、sumi+1water、sumiwater、sumi-1water与历史记录进行比较，sumwateri+1=Atotalt(i-2),water+Atotalt(i-1),water+Atotalt(i),water+Ant(i+1),water---(5)]]>sumwateri=Atotalt(i-3),water+Atotalt(i-2),water+Atotalt(i-1),water+Atotalt(i),water---(6)]]>sumwateri+1=Atotalt(i-4),water+Atotalt(i-3),water+Atotalt(i-2),water+Atotalt(i-1),water---(7)]]>sumwater averagei=Ant(i-3),water+Ant(i-2),water+Ant(i-1),water+Ant(i),water---(8)]]>式中sumwateri+1为某一时间段后移某一时间的用水量的统计记数值。
sumwateri为某一时间段的用水量的统计值。
sumwateri-1为某一时间段前移某一时间的用水量的统计记数值。
sumwater averagei为某一时间段的用水量的递推平均值。
当(5)、(6)、(7)式计算得到的sumwateri+1、sumwateri和sumwateri-1三项值分别与(8)式计算得到的sumwater averagei来计算它们的相对值，本发明中根据用水量的减少情况将异常分成不同的层次，相对减少量越大异常级别就越高，某个时间段的实际统计用水量与平均用水量的相对量计算用(9)、(10)、(11)式来计箅，Daywater1=(sumwateri+1-sumwater averagei)/sumwater averagei*100---(9)]]>Daywater2=(sumwateri-sumwater averagei)/sumwater averagei*100---(10)]]>Daywater3=(sumwateri-1-sumwater averagei)/sumwater averagei*100---(11)]]>从上述(9)、(10)、(11)式中计算得到的值Daywater1、Daywater2、Daywater3中求得最小值Daywater，同样对电力使用情况可以得到现阶段的电力的使用量Atotalt(i)，electric、sumelectrici+1、sumelectrici、sumelectrici-1与历史记录进行比较，sumelectrici+1=Atotalt(i-2),electric+Atotalt(i-1),electric+Atotalt(i),electric+Ant(i+1),electric---(12)]]>sumelectrici=Atotalt(i-3),electric+Atotalt(i-2),electric+Atotalt(i-1),electric+Atotalt(i),electric---(13)]]>
sumelectrici-1=Atotalt(i-4),electric+Atotalt(i-3),electric+Atotalt(i-2),electric+Atotalt(i-1),electric---(14)]]>sumelectric averagei=Ant(i-3),electric+Ant(i-2),electric+Ant(i-1),electric+Ant(i),electric---(15)]]>式中sumelectrici+1为某一时间段后移某一时间的用电量的统计记数值。
sumelectrici为某一时间段的用电量的统计值。
sumelectrici-1为某一时间段前移某一时间的用电量的统计记数值。
sumelectric averagei为某一时间段的用电量的递推平均值。
当(12)、(13)、(14)式计算得到的sumelectrici+1、sumeletrici和sumelectrici-1三项值分别与(15)式计算得到的samelectric averagei来计算它们的相对值，本发明中根据用电量的减少情况将异常分成不同的层次，相对减少量越大异常级别就越高，某个时间段的实际统计用电量与平均用电量的相对量计算用(16)、(17)、(18)式来计算，Dayelectric1=(sumelectrici+1-sumelectric averagei)/sumelectric averagei*100---(16)]]>Dayelectric2=(sumelectrici-sumelectric averagei)/sumelectric averagei*100---(17)]]>Dayelectric3=(sumelectrici-sumelectric averagei)/sumelectric averagei*100---(18)]]>从上述(16)、(17)、(18)式中计算得到的值Dayelectric1、Dayelectric2、Dayelectric3中求得最小值Dayelectric，如果老人的家中使用管道燃气同样对燃气使用情况可以得到现阶段的燃气的使用量Atotalt(i)，gas、sumgasi+1、sumgasi、sumgasi-1与历史记录进行比较，sumgasi+1=Atotalt(i-2),gas+Atotalt(i-1),gas+Atotalt(i),gas+Ant(i+1),gas---(19)]]>sumgasi=Atotalt(i-3),gas+Atotalt(i-2),gas+Atotalt(i-1),gas+Atotalt(i),gas---(20)]]>sumgasi-1=Atotalt(i-4),gas+Atotalt(i-3),gas+Atotalt(i-2),gas+Atotalt(i-1),gas---(21)]]>sumgasaveragei=Ant(i-3),gas+Ant(i-2),gas+Ant(i-1),gas+Ant(i),gas---(22)]]>式中
sumgasi+1为某一时间段后移某一时间的燃气用量的统计记数值。
sumgasi为某一时间段的燃气用量的统计值。
sumgasi-1为某一时间段前移某一时间的燃气用量的统计记数值。
sumgas averagei为某一时间段的燃气用量的递推平均值。
当(19)、(20)、(21)式计算得到的sumgasi+1、sumgasi和sumgasi-1三项值分别与(22)式计算得到的sumgas averagei来计算它们的相对值，本发明中根据燃气用量的减少情况将异常分成不同的层次，相对减少量越大异常级别就越高，某个时间段的实际统计燃气用量与平均燃气用量的相对量计算用(23)、(24)、(25)式来计箕，Daygas1=(sumgasi+1-sumgasaveragei)/sumgasaveragei*100---(23)]]>Daygas2=(sumgasi-sumgasaveragei)/sumgasaveragei*100---(100)]]>Daygas3=(sumgasi-1-sumgasaveragei)/sumgasaveragei*100---(25)]]>从上述(23)、(24)、(25)式中计算得到的值Daygas1、Daygas2、Daygas3中求得最小值Daygas，在我国的北方城市冬季使用暖气，如果老人的家中使用管道暖气同样对暖气使用情况可以得到现阶段的暖气的使用量Atotalt(i)，hot、sumhoti+1、sumhoti、sumhoti-1与历史记录进行比较，sumhoti+1=Atotalt(i-2),hot+Atotalt(i-1),hot+Atotalt(i),hot+Ant(i+1),hot---(26)]]>sumhoti=Atotalt(i-3),hot+Atotalt(i-2),hot+Atotalt(i-1),hot+Atotalt(i),hot---(27)]]>sumhoti-1=Atotalt(i-4),hot+Atotalt(i-3),hot+Atotalt(i-2),hot+Atotalt(i-1),hot---(28)]]>sumhot averagei=Ant(i-3),hot+Ant(i-2),hot+Ant(i-1),hot+Ant(i),hot---(29)]]>式中sumhoti+1为某一时间段后移某一时间的暖气用量的统计记数值。
sumhoti为某一时间段的暖气用量的统计值。
sumhoti-1为某一时间段前移某一时间的暖气用量的统计记数值。
sumhot averagei为某一时间段的暖气用量的递推平均值。
当(26)、(27)、(28)式计算得到的sumhoti+1、sumhoti和sumhoti-1三项值分别与(29)式计算得到的sumhot averagei来计算它们的相对值，本发明中根据暖气用量的减少情况将异常分成不同的层次，相对减少量越大异常级别就越高，某个时间段的实际统计暖气用量与平均暖气用量的相对量计算用(30)、(31)、(32)式来计算，Dayhot1=(sumhoti+1-sumhot averagei)/sumhot averagei*100---(30)]]>Dayhot2=(sumhoti-sumhot averagei)/sumhot averagei*100---(31)]]>Dayhot3=(sumhoti-1-sumhot averagei)/sumhot averagei*100---(32)]]>根据上述计算得到的老人各时间段水、电、燃气、暖气等耗能相对使用量Daywater、Dayelectric、Daygas、Dayhot，这些值具有老人在生活上的某方面的异常信息，再进行异常的综合计算，考虑到水、电、燃气、暖气的使用情况表现在老人生活异常度方面的重要程度上是有区别的，综合计算中采用了加权方式(33)式来计算，Dayabnormal＝(Kwater×Daywater+Kelectric×Dayelectric+Kgas×Daygas+Khot×Dayhot)/(Kwater+Kelectric+Kgas+Khot)(33)式中Kwater为用水量异常度的加权系数。
Kelectric为用电量异常度的加权系数。
Kgas为燃气用量异常度的加权系数。
Khot为暖气用量异常度的加权系数。
当老人家只使用水、电的情况，Kw和Khot设置为0，系统对燃气和暖气不进行计量、统计和异常判断，其他情况类似处理。
其次再将系统中设置好的异常度表与综合计算得到的Dayabnormal进行比较，在本发明的一个实施例中将预先设置的异常度分成7个等级，(-10，-20，-30，-40，-50，-60，小于-70)，Dayabnormaly＜＝-70时为严重异常、-70＜＝DayActivity＞-60时为较严重异常、-60＜＝Dayabnormal＞-50时为有异常并带有严重异常趋势、-50＜＝Dayabnormal＞-40时为异常、-40＜＝Dayabnormal＞-30时为中度异常、-20＜＝Dayabnormal＞-30时为有部分异常现象、-10＜＝Dayabnormal＞-20时为稍有异常现象、0＜＝Dayabnormal＞-10时为有轻度异常现象要注意等类别。上述的数据是系统设定初始值，在系统运行一端时间后，使用者能根据统计数据进行修正或调整这些数值的大小，以便更能反映老人的个体差以及由于季节变化产生的偏差。
当系统判断为有中度异常以上时或者老人主动发出请求时，系统转入请求模块流程图，首先要读取请求信息，其次根据该请求信息从主控制器11的存储单元中的请求信息表中得到请求类别和联络对象等基本信息，然后将根据系统中设置的发送给联络对象的一些老人家庭的基本信息，如地址、电话号码等信息连同异常信息或者老人的请求信息发送给联络对象，以便得到及时和适当的支援或救援，这些发送的信息可以为语音、文本等多媒体信息，发送的网络可以采用各种通信网，比如公共邮电网、英特网、有线电视网等各种能传递信息的网络，当系统向联络对象发出异常信息后，系统对异常等级高的信息不断地要求回复，当联络对象确认后将处理信息写入社区数据服务器16中，以便后面的确认责任以及作为支付服务费用的依据。
每个月的水、电、燃气和暖气的使用量∑monthstartmonthend∑Atotalt(i)，water、∑monthstartmonthend∑Atotalt(i)，electric、∑monthstartmonthend，∑Atotalt(i)，gas、∑monthstartmonthend∑Atotalt(i)，hot保存在主控制器11中并发送给社区数据服务器11作为耗能使用的支付依据，实现自动抄表、自动结算水、电、暖、燃气等使用费用；每经过一端时间(比如一个月)每天的水、电、燃气和暖气的使用量∑Atotalt(i)，water、∑Atotalt(i)，electric、∑Atotalt(i)，gas、∑Atotalt(i)，hot，以及每天的某时间段的水、电、燃气和暖气的使用量的递推平均值Ant(i)，water、Ant(i)，electric、Ant(i)，gas、Ant(i)，hot，通过上述得到的一系列数据可以作出在某段时间的平均曲线图，通过每个月得到的一系列水、电、燃气和暖气的使用量曲线图以及递推平均量曲线图的走向趋势来分析老人的健康状况。
当门磁开关17动作并判断为老人外出时不进行异常判断和递推运算，要检查最近的燃气使用信息∑Atotalt(i)，gas是否大于零，如果大于零的话，要提醒老人关闭燃气阀后再出门，如果老人的家庭中的厨房安装有红外人体传感器，那么可以将燃气使用信息∑Atotalt(i)，gas与红外人体传感器一起考虑，当∑Atotalt(i)，gas＞0并且Tabsent＞Ktime(比如5分钟时间内没有去过厨房并在使用燃气)，用语音方式提醒老人还在使用燃气中，以防发生火灾等人身事故，晚上时间段中(比如21；00到次日4:00)燃气使用信息∑Atotalt(i)，gas＞0，可以怀疑老人家中有燃气泄露的可能性，用语音方式提醒老人关闭燃气阀，如果老人没有采取任何措施(比如没有去厨房，燃气阀还在动的话)要向联络对象发出燃气泄露异常信息，以防发生燃气中毒和火灾等人身事故。
该从生活供应线使用情况来发现独居老人生活异常的方法与老人主动报警结合在一起，提高了系统的安否信息的可靠性，发挥了各种安否报警形式的优点，可避免由于单一形式系统的短处，同时该装置较好地解决了个人隐私保护问题，只是当老人发生异常情况时才向联络方发送异常信息，老人各种生活细节及个人隐私得到尊重，并能同时向多个联络监护部门发送异常信息，同时又兼有自动抄表和燃气安全使用自检功能，使独居老人的生活更具有安全感。
权利要求
1.一种基于生活供应线的独居老人安保装置，其特征在于包括安装在独居老人房间内的水、电、暖、燃气使用量的四种数字表、与四表相连接的数据采集接口、安装于房门上的外出传感器、主控制器、用于与外界联络对象联系的通信接口；所述的主控制器由推理部分、用于存储独居老人特定时间段的、每天的水、电、暖、燃气使用量统计数据的信息存储部分组成；所述的推理部分包括一时间判断器，用于判断该时间段是否为各个数字表的统计时间点，选择性地对各个数字表进行数据采集；一外出判断器，用于接收所述的外出传感器的信号判断独居老人是否外出，并选择性地将各种数字表的数据输出到递推模块；一递推模块，用于在四种数字表采集到数据信号输出到所述数据采集接口，将所述的数据采集接口输出的本次时间段的使用量与上次时间段的使用量的递推平均值递推平均，其计算式为An+1t(i),xxx=(1-k)*Ant(i),xxx+k*Atotalt(i),xxx]]>An+1t(i)，xxx为本次某时间段的使用量的递推平均值；Ant(1)，xxx为上次某时间段的使用量的递推平均值；Atotalt(i)，xxx为本次某时间段的实际使用量的记数值；K为加权因子，0＜K＜1；xxx为生活供应线中的水、电、暖、燃气其中的一种；并将该递推平均值输出到所述的信息存储部分；一细化、统计模块，用于在包括本次时间段的特定时间段内的使用量进行统计sumxxxi+1=Atotalt(i-2),xxx+Atotalt(i-1),xxx+Atotalt(i),xxx+Ant(i+1),xxx]]>sumxxxi=Atotalt(i-3),xxx+Atotalt(i-2),xxx+Atotalt(i-1),xxx+Atotalt(i),xxx]]>sumxxxi-1=Atotalt(i-4),xxx+Atotalt(i-3),xxx+Atotalt(i-2),xxx+Atotalt(i-1),xxx]]>sumxxxaveragei=Ant(i-3),xxx+Ani(i-2),xxx+Ant(i-1),xxx+Ant(i),xxx]]>Atotalt(i-4)，xxx为某一时间段前移四个某一时间的实际使用量的记数值；Atotalt(i-3)，xxx为某一时间段前移三个某一时间的实际使用量的记数值；Atotalt(i-2)，xxx为某一时间段前移两个某一时间的实际使用量的记数值；Atotalt(i-1)，xxx为某一时间段前移某一时间的实际使用量的记数值；Atotalt(i)，xxx为某一时间段的实际使用量的记数值；Ant(i+1)，xxx为某一时间段后移一个某一时间的使用量的递推平均值；Ant(i)，xxx为某一时间段的使用量的递推平均值；Ant(i-1)，xxx为某一时间段前移一个某一时间的使用量的递推平均值；Ant(i-2)，xxx为某一时间段前移两个某一时间的使用量的递推平均值；Ant(i-3)，xxx为某一时间段前移三个某一时间的使用量的递推平均值；sumxxxi+1为某一时间段后移某一时间的使用量的统计记数值；sumxxxi为某一时间段的使用量的统计记数值；sumxxxi-1为某一时间段前移某一时间的使用量的统计记数值；sumxxxaveragei为上次某一时间段的使用量的递推平均值的统计记数值；将所述的sumxxxi+1、sumxxxi、sumxxxi-1分别与所述的sumxxxaveragei计算相对值，并选取其中的最小值Dayxxx，再将所述的四种使用量的最小值加权计算得到异常值Dayabnormal；一比较器，并将所述的异常值Dayabnormal与信息存储部分的异常度表中的既定值进行比较，并选择性将不同等级的异常信号输出；所述的异常信号经通信接口传送到外部的联络对象。
2.如权利要求1所述的基于生活供应线的独居老人安保装置，其特征在于所述的推理部分还包括一煤气安全处理模块，所述的煤气安全处理模块包括有老人外出时煤气安全处理单元、晚间时段煤气安全处理单元、白天时段煤气安全处理单元；所述的老人外出时煤气安全处理单元包括有一外出判断器，用于接收所述的外出传感器的信号判断独居老人是否外出，如判断为老人外出时，则检查燃气使用信息，一燃气使用判断器，用于判断燃气使用信息∑Atotalt(i)，ags是否大于零，如果大于零，并向用于提醒老人关闭燃气阀门的提示装置发出启动指令；所述的晚间时段煤气安全处理单元包括有一晚间时段判断器，用于判断是否为晚间时段，如果是，则检查燃气使用信息，一燃气使用判断器，用于判断燃气是否正在使用，如果是，判断老人家中燃气泄漏，则向用于提醒老人关闭燃气阀门的提示装置发出启动指令，燃气泄漏告警器，用于在燃气泄漏的状态维持设定的时限后向联络对象发送告警信号；所述的白天时段煤气安全处理单元包括有一白天时段判断器，用于判断是否为白天时段，如果是，则检查燃气使用信息，一燃气使用判断器，用于判断燃气使用信息∑Atotalt(i)，gas是否大于零，如果大于零，则查看老人是否在厨房内，一位置判断器，用于接收安装在老人厨房内的位置传感器的信号，判断老人时候在厨房内，若在设定的时限内没有接收到所述的位置传感器的信号，则向用于提醒老人关闭燃气阀门的提示装置发出启动指令。
3.如权利要求1或2所述的基于生活供应线的独居老人安保装置，其特征在于所述的推理部分还包括一水、电、暖、燃气每月使用量的计量器，所述的计量器在设定的时间点自动向有关部门发送自动抄表的数据值。
4.如权利要求3所述的基于生活供应线的独居老人安保装置，其特征在于所述的独居老人的房间内安装有与通信接口连接的主动求救装置，所述的主动求救装置包括电话、报警器。
5.如权利要求4所述的基于生活供应线的独居老人安保装置，其特征在于所述的老人的房间内还安装有烟雾传感器、燃气泄漏探测器，所述的烟雾传感器、燃气泄漏探测器与主控制器连接；所述的主控制器的推理部分还包括一烟雾判断器，用于在接收所述烟雾传感器的信号后判断房间内的烟雾浓度是否异常，若判断为异常，则向外界联络对象发送烟雾报警信号；所述的主控制器的推理部分还包括一燃气泄漏判断器，用于在接收所述的燃气泄漏探测器的信号后判断房间内的燃气浓度是否异常，若判断为异常，则向外接联络对象发送燃气报警信号。
全文摘要
一种基于生活供应线的独居老人安保装置，包括安装在独居老人房间内的水、电、暖、燃气使用量的四种数字表、与四表相连接的数据采集接口、安装于房门上的外出传感器、主控制器、用于与外界联络对象联系的通信接口；主控制器由推理部分、用于存储独居老人特定时间段的、每天的水、电、暖、燃气使用量统计数据的信息存储部分组成；由推理部分将采集到的各种数据进行量化处理得到异常值Day
文档编号G01D21/02GK1752720SQ20041006670
公开日2006年3月29日 申请日期2004年9月23日 优先权日2004年9月23日
发明者汤一平 申请人:浙江工业大学