[发明专利]一种基于WiFi信号的穿墙室内人员跌倒探测系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于WiFi信号的穿墙室内人员跌倒探测系统及方法，属于被动动作识别领域。本发明的主要用途是针对老人室内发生跌倒进行自动探测并发送警报或求救电话。相比现有室内跌倒探测系统，本发明不需要任何特需设备，被探测人员也无需佩戴任何设备，且不要求必须在有光线的环境中工作；本发明所需的设备分别为一个家用或商用的无线路由器，一个商业网卡和一台电脑设备；相比于现有的基于WiFi的室内跌倒探测系统，本发明实现了WiFi穿墙后的有效跌倒探测。

技术领域

本发明涉及室内人员检测技术领域，更具体地说，涉及一种基于WiFi信号的穿墙室内人员跌倒探测系统及方法。

背景技术

跌倒现已成为严重影响老年人伤亡的原因之一，其导致老年人死亡的大多数原因都是跌倒后没有得到及时医疗救护。而且，随着全球越来越多的国家逐渐步入老龄化社会，独居老人数量也正在急剧上升。因此，室内跌倒探测系统在老年人的健康安全方面的需求越来越高。

近几年，智能设备的普及使得室内跌倒探测技术不断涌现。目前存在的室内跌倒探测系统主要有以下几种：基于可穿戴设备跌倒探测系统，其利用加速计，陀螺仪等传感器实现跌倒探测，缺点在于老年人必须佩戴相关探测设备；基于计算机视觉的跌倒探测系统，主要利用相机或摄像机捕捉一系列照片，通过分类算法识别室内是否有跌倒发生，缺点是不能在无光线的地方进行跌倒探测，且有大量的探测死角；基于周围环境信息的跌倒探测系统，其利用红外线、声音、雷达等一些环境监测设备实现跌倒探测，缺点是需要专门设备且受其他物体干扰，容易误报；基于WiFi信号的跌倒探测系统，主要利用接受信号强度信息(RSSI)和信道状态信息(CSI)分析是否有人发生跌倒，但由于穿墙后的WiFi信号衰退十分严重，动作引起的WiFi信号变化在信号接收端就变得十分微弱，并且混合在背景和噪音信号中，导致现有基于WiFi信号跌倒探测系统的特征提取技术不能有效提取明显的动作特征信号。因此，目前的该类系统不能在WiFi信号传播路径被墙体完全阻挡的情况下进行有效的跌倒探测。此外，现有基于WiFi的跌倒探测系统主要有两种，一是用两个或多个无线路由器，一个无线接收器；二是用一个带有多根天线的无线路由器，一个无线接收器，在使用上受到局限。

经检索，中国专利申请号201610036013.3，申请公布日为2016年9月7日，发明创造名称为：一种跌倒检测方法和系统；该申请案通过第一接收天线接收通过环境的第一WiFi信号流；通过第二接收天线接收通过所述环境的第二WiFi信号流；确定所述第一WiFi信号流的物理层信道状态信息流，即第一CSI流；确定所述第二WiFi信号流的物理层信道状态信息流，即第二CSI流；确定所述第一WiFi信号流的物理层信道状态信息流与所述第二WiFi信号流的物理层信道状态信息流在同一时刻的相应状态之间的相位差即CSI相位差，以便形成CSI相位差流；以及根据所述CSI流和CSI相位差流，确定跌倒事件。该申请案使用商用WiFi设备在实际环境中处理跌倒检测问题，能够在一定程度上提高区分跌倒和类似跌倒活动的有效性，但该申请案并没有克服穿墙后的WiFi信号衰退严重的问题，在实际推广使用方面仍存在问题。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明主要解决的技术问题在于：目前的室内跌倒探测系统不能在WiFi信号传播路径被墙体完全阻挡的情况下进行有效的跌倒探测，提供了一种基于WiFi信号的穿墙室内人员跌倒探测系统及方法；本发明不要求使用者佩戴任何设备，只需要使用普通的商用或家用无线网卡设备，即可实现在WiFi信号传播路径被墙体完全阻挡情况下的跌倒探测；且本发明的探测系统仅需要一个带有一根天线的无线路由器和一个无线接收器即可实现跌倒探测，这也使得系统可以更广泛的使用。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种基于WiFi信号的穿墙室内人员跌倒探测系统，包括一个无线AP，一个WiFi接收网卡和一台终端设备；WiFi接收网卡连接在终端设备上，无线AP和终端设备分别放在不同的房间，终端设备与无线AP通过无线方式进行数据交互。