一種可戴式無線監(jiān)護(hù)器的設(shè)計

張梅櫻

摘 要：隨著人們安防意識逐漸提高，大家已不滿足有線監(jiān)護(hù)，對移動監(jiān)護(hù)的需求及要求越來越高。該文將可穿戴式設(shè)備和無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)相結(jié)合，對監(jiān)護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行大膽地創(chuàng)新與構(gòu)想，設(shè)計的可戴式監(jiān)護(hù)器，使得視頻監(jiān)控方式更加多元化，也為整個安防產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了更廣闊的空間。

關(guān)鍵詞：可戴式 監(jiān)護(hù) 藍(lán)牙 Wi-Fi

中圖分類號：TP301.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）03（a）-0004-02

近幾年，智能家居和可穿戴智能設(shè)備的概念開始進(jìn)入人們的視野。智能家居主要是以居民住宅平臺為依托，利用各種先進(jìn)的計算機(jī)或通信技術(shù)等，把與家居生活息息相關(guān)的安防、娛樂等子系統(tǒng)有機(jī)的結(jié)合在一起，通過綜合智能控制和管理，造就一個安全、便捷、舒適和智能的家居生活環(huán)境?！按┐魇街悄茉O(shè)備”是應(yīng)用穿戴式技術(shù)對日常穿戴進(jìn)行智能化設(shè)計、開發(fā)出可以穿戴的設(shè)備的總稱。

隨著人們安防意識逐漸提高，大家已不滿足有線監(jiān)護(hù)，對移動監(jiān)護(hù)的需求及要求越來越高，特別是家庭、商鋪以及幼兒園等，傳統(tǒng)有線監(jiān)控已無法滿足用戶對突發(fā)、特殊事件的監(jiān)護(hù)。移動視頻監(jiān)護(hù)可以及時、全面、準(zhǔn)確的獲取突發(fā)事件的信息，將突發(fā)事件帶來的損害降到最低。

1 可戴式監(jiān)護(hù)器的應(yīng)用

由于經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，社會競爭力和人員成本越來越高，公民的安全防范意識增強(qiáng)，會出現(xiàn)以下一些社會情況。

（1）全職媽媽既要照顧寶寶，還要料理家務(wù)，往往會手忙腳亂；雙職工父母因為繁忙的工作往往使他們無法時刻陪伴在寶寶，雇傭的保姆因為責(zé)任心缺失，獨(dú)自留寶寶1人在家招致不幸或拐賣，這也引發(fā)了許多家長看護(hù)寶寶方面的思考。

（2）我國人口的老齡化與高齡化、家庭照顧功能的弱化使老年人的日常生活照顧問題凸顯。隨著工作的流動性和激烈的社會競爭使不少子女陷入了“事業(yè)人士”的社會角色和“孝順子女”的家庭角色的沖突，許多子女在繁忙的工作之余根本無暇照顧老年的父母。

（3）商鋪、幼兒園、機(jī)房等機(jī)構(gòu)或場所，一方面社會安全問題層出不窮，一方面人工成本、時間等限制，不能對特定區(qū)域隨時實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。比如商鋪店主外出期間，可以隨時隨地監(jiān)控自己商鋪的運(yùn)作情況，提供商鋪24 h的晝夜監(jiān)視。

該設(shè)計能較好解決在傳統(tǒng)監(jiān)護(hù)器中無法實(shí)現(xiàn)移動和隨時隨地的監(jiān)護(hù)、無法根據(jù)情況進(jìn)行控制和解決等這些弊端。真正實(shí)現(xiàn)了7×24 h實(shí)時不間斷監(jiān)控，它很好的滿足了人們對“安全”的需求，用戶可以在繁忙工作、外出甚至睡覺，都可以實(shí)時遠(yuǎn)程查看監(jiān)控區(qū)域的情況

2 設(shè)計思路和具體實(shí)現(xiàn)

隨著該設(shè)計在傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上，結(jié)合無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，使得視頻監(jiān)控的方式更加多元化，也為整個安防產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供更廣闊的空間。

2.1 結(jié)構(gòu)圖

整個監(jiān)控系統(tǒng)主要由監(jiān)控前端、監(jiān)控中心和客戶端組成。監(jiān)控前端由網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)組成，可以進(jìn)行鏡頭的旋轉(zhuǎn)和變焦等功能，通過網(wǎng)線（或無線技術(shù)）將所有攝像機(jī)連接到監(jiān)控中心；監(jiān)控中心配備NVR存儲器，也是監(jiān)控主機(jī)，主要完成視頻或報警數(shù)據(jù)的存儲、視頻顯示與回放；客戶端可以配備可戴式手表、智能手機(jī)等多臺設(shè)備，可以通過內(nèi)網(wǎng)或外網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程登錄，對前端獲取的畫面或聲音等信息進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，還可以遠(yuǎn)程檢索與回放NVR中歷史資料，有效的處理突發(fā)性的事件（見圖1）。

2.2 設(shè)計圖

該設(shè)計的創(chuàng)新點(diǎn)即可戴式監(jiān)控器，講外觀設(shè)計為手表形式，接收器配充電電池，可以自由活動，隨時隨地進(jìn)行監(jiān)護(hù)。相比傳統(tǒng)的監(jiān)護(hù)甚至是智能手機(jī)或電腦監(jiān)護(hù)，該設(shè)計的最大的優(yōu)勢就是便攜性。它已突破了時間、空間上對監(jiān)護(hù)的束縛，無論身在何處，都能隨時實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，一切盡在掌握。就像智能手機(jī)相比PC可更加便于攜帶一樣，可戴式無線監(jiān)護(hù)器完全能解放雙手。智能手機(jī)的普及帶來一大批手機(jī)控，但是不管你多愛自己的手機(jī)，也不可能在晚上抱著它睡覺，但是可戴式無線監(jiān)護(hù)器卻可以做到（見圖2）。

3 無線技術(shù)

現(xiàn)階段主要的無線通訊網(wǎng)絡(luò)Wi-Fi、藍(lán)牙、ZigBee等，這些技術(shù)產(chǎn)品都有各自的勢力范圍，工控領(lǐng)域需要多點(diǎn)監(jiān)控，當(dāng)然易于用ZigBee；藍(lán)牙應(yīng)用于可穿戴產(chǎn)品；Wi-Fi用于隨時在線的應(yīng)用。

3.1 技術(shù)簡介

Wi-Fi即為無線上網(wǎng)，幾乎所有智能手機(jī)、平板電腦和筆記本電腦都支持無線保真上網(wǎng)，是當(dāng)今使用最廣的一種無線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)。無線網(wǎng)絡(luò)無線上網(wǎng)在大城市比較常用，雖然由無線保真技術(shù)傳輸?shù)臒o線通信質(zhì)量不是很好，數(shù)據(jù)安全性能比藍(lán)牙差一些，傳輸質(zhì)量也有待改進(jìn)，但傳輸速度非?？?，符合個人和社會信息化的需求。Wi-Fi的傳輸距離在100～300 m，速率可達(dá)300 Mbps，功耗10～50 mA。因此它可以隨時接入無線信號，移動性強(qiáng)，比較適合在家庭、辦公室以及商鋪等固定的環(huán)境下應(yīng)用。

藍(lán)牙是一個標(biāo)準(zhǔn)的無線通訊協(xié)議，基于設(shè)備低成本的收發(fā)器芯片，傳輸距離近、低功耗。可實(shí)現(xiàn)固定設(shè)備、移動設(shè)備和樓宇個人域網(wǎng)之間的短距離數(shù)據(jù)交換，藍(lán)牙還可以連接多個設(shè)備，克服了數(shù)據(jù)同步的難題。由于設(shè)備使用無線電通訊系統(tǒng)，他們并非是以實(shí)際可見的線相連，然而準(zhǔn)光學(xué)無線路徑則必須是可行的。多數(shù)藍(lán)牙應(yīng)用是為室內(nèi)環(huán)境而設(shè)計的，由于墻的衰減和信號反射造成的信號衰落會使得射程遠(yuǎn)小于藍(lán)牙產(chǎn)品規(guī)定的射程范圍。

ZigBee就是一種便宜的，低功耗的近距離無線組網(wǎng)通訊技術(shù)。它的優(yōu)勢決定其將更廣泛應(yīng)用于工業(yè)、企業(yè)、智慧城市等領(lǐng)域，但是走進(jìn)穿戴式設(shè)備功耗優(yōu)勢并不明顯。

3.2 技術(shù)分析

就穿戴式設(shè)備而言，成本、占用空間和能耗仍是主要考量重點(diǎn)。藍(lán)牙所需的成本、占用空間和能耗微乎其微，設(shè)計時幾乎不需改變原始產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和外觀，就可以將該技術(shù)添加到從可戴式監(jiān)護(hù)器中。并且，憑借藍(lán)牙的高效能、應(yīng)用規(guī)模以及能與消費(fèi)者的手機(jī)和平板電腦上應(yīng)用軟件通信的能力，藍(lán)牙將使可穿戴產(chǎn)品從“小眾、新穎”轉(zhuǎn)變?yōu)椤坝杏谩⒅髁鳌钡氖袌鲂枨蟆?/p>

而Wi-Fi上網(wǎng)的便捷性比藍(lán)牙更勝一籌，如果功耗能降至與藍(lán)牙相當(dāng)，很有可能動搖藍(lán)牙當(dāng)前的主導(dǎo)地位，但是目前Wi-Fi卻無法改變藍(lán)牙在穿戴式產(chǎn)品中地位。

從目前的對比來看，藍(lán)牙和Wi-Fi在設(shè)置網(wǎng)絡(luò)或傳輸文件有些類似的應(yīng)用。Wi-Fi主要是用于替代工作場所一般局域網(wǎng)接入中使用的高速線纜的。這類應(yīng)用有時也稱作無線局域網(wǎng)（WLAN）。藍(lán)牙主要是用于便攜式設(shè)備及其應(yīng)用的。這類應(yīng)用也被稱作無線個人域網(wǎng)（WPAN）。藍(lán)牙可以替代很多應(yīng)用場景中的便攜式設(shè)備的線纜，在能夠應(yīng)用于一些固定場所。

藍(lán)牙和Wi-Fi已經(jīng)是智能手機(jī)中的標(biāo)配，而可穿戴式設(shè)備目前必須依托手機(jī)才能實(shí)現(xiàn)所有功能。因此，在該項目可戴式監(jiān)護(hù)器的設(shè)計，擬定備受熱捧的藍(lán)牙和Wi-Fi共同作為無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，依托它們各自的優(yōu)勢，來優(yōu)化產(chǎn)品的功能。

4 結(jié)語

可穿戴設(shè)備已經(jīng)成為了目前社會一個趨勢，可穿戴式技術(shù)正以“潤雨細(xì)無聲”的姿態(tài)慢慢的滲入人們的生活中。該項目就是基于可穿戴式智能設(shè)備這樣的大背景下產(chǎn)生的一個發(fā)展思路，設(shè)計一種可戴式無線監(jiān)護(hù)器。

可戴式無線監(jiān)護(hù)器可以作為智能家居系統(tǒng)中安防系統(tǒng)的主要組成部分，在傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上，結(jié)合無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，使得視頻監(jiān)控的方式更加多元化。在家庭指定環(huán)境中安裝看護(hù)器（攝像頭），當(dāng)主人外出時可以隨時打開可戴式監(jiān)控器（或智能手機(jī)等）對家中情況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，如對小孩、老人或?qū)櫸镞M(jìn)行監(jiān)護(hù)，對一些突發(fā)情況進(jìn)行實(shí)時控制和解決。當(dāng)增加了智能分析、報警聯(lián)動、雙向?qū)υ?、多用戶同時在線等功能后，還能實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控從被動式向主動預(yù)防式的轉(zhuǎn)變，強(qiáng)大的互聯(lián)功能將監(jiān)護(hù)作用發(fā)揮到極致。

利用可戴式無線監(jiān)護(hù)器，用戶可以享受它所提供的每天24 h“免費(fèi)保姆”和“免費(fèi)保安”等服務(wù)，讓人們生活變得更智能、溝通更便利、生活更安心。

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