基于图像识别技术的家庭养老照护床位服务监管系统的制作方法

1.本发明涉及服务监管技术领域，特别涉及一种基于图像识别技术的家庭养老照护床位服务监管系统。


背景技术：

2.2020年我国老年人口已达2.55亿，我国人口老龄化进入了一个新的阶段，独生子女的赡养负担加重，年轻人工作繁忙使得照顾老年人的时间减少，失能失智人员缺少护理，生活质量下降。为积极应对人口老龄化、提高老年人生活质量、保障失能失智人员生活，国家推出“长期护理保险”，并在全国多个城市开启试点。
3.但是由于该行业是一个新兴的行业，且各护理人员的工作地点多在病房或者病人家中，比较分散，尤其是在长期护理服务中，护理人员每次登门都需要完成指定的多项服务项目，且每一项目都有规定的时长，这种情况下护理人员对每个服务项目的服务是否达到要求很难进行管理。因此目前无论是提供医护服务的医院还是服务公司，以及病人的家属都很难对护理人员的工作时间以及工作质量进行有效的监管，同时也无法对病人所处的房间环境指标（如房间温度、湿度、光照强度等）进行准确的监控。


技术实现要素：

4.针对以上缺陷，本发明的目的是提供一种基于图像识别技术的家庭养老照护床位服务监管系统，此基于图像识别技术的家庭养老照护床位服务监管系统在保护用户隐私的情况下，实现对护理人员工作活动的真实记录和反映，保证了服务质量，同时避免纠纷，规范了家庭养老护理行业的管理。
5.为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种基于图像识别技术的家庭养老照护床位服务监管系统，包括主机和工牌，所述主机和所述工牌通过网络与后台通信连接，所述主机包括mcu，所述主机mcu电连接有图像识别模块，所述图像识别模块电连接有摄像头，所述主机mcu和所述图像识别模块对所述摄像头拍摄的视频进行处理，生成火柴人动态图像，所述主机mcu根据所述火柴人动态图像判断护理人员的工作项目和服务质量，并将所述火柴人动态图像上传给所述后台。
6.其中，所述工牌与所述主机无线通信连接；所述工牌根据获取到的所述主机的无线信号强度变化来实现该所述工牌对应的人员的自动上班打卡，所述工牌根据语音指令或获取到的所述主机的无线信号强度变化来实现所述工牌对应人员的下班打卡；所述工牌上设有服务项目打卡模块，用于实现各服务项目的开始、结束打卡。
7.其中，当所述工牌获取到的所述主机的无线信号强度达到设定阈值时，则认定该所述工牌对应的人员已上班；当所述工牌在设定时间内未获取到所述从机的无线信号，则认定该所述工牌对应的人员已下班。
8.其中，所述主机mcu还电连接有与所述工牌无线通信的第一蓝牙模块和与所述后台通信连接的第一物联网模块。
9.其中，所述工牌包括工牌mcu，所述工牌mcu电连接有所述服务项目打卡模块、与所述后台通信连接的第二物联网模块和与所述第一蓝牙模块相通信的第二蓝牙模块。
10.其中，所述工牌mcu还电连接有gnss定位模块。
11.其中，所述服务项目打卡模块包括与所述工牌mcu电连接的语音识别模块，所述语音识别模块电连接有麦克风和扬声器。
12.其中，所述服务项目打卡模块包括按键模块，所述按键模块与所述工牌mcu电连接。
13.其中，所述基于图像识别技术的家庭养老照护床位服务监管系统还包括若干从机，所述从机包括从机mcu，所述从机mcu电连接有与所述第二蓝牙模块通信的第三蓝牙模块。
14.其中，所述主机mcu还电连接有环境传感器、扬声器和麦克风。
15.采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：由于本发明基于图像识别技术的家庭养老照护床位服务监管系统包括主机和工牌，主机和工牌通过网络与后台通信连接，主机包括mcu，主机mcu电连接有图像识别模块，图像识别模块电连接有摄像头，主机mcu和图像识别模块对摄像头拍摄的视频进行处理，生成火柴人动态图像，主机mcu根据火柴人动态图像判断护理人员的工作项目和服务质量，并将火柴人动态图像上传给后台。本发明中主机mcu和图像识别模块能够通过深度学习图像识别技术对人体姿态进行识别，生成火柴人动态图像，根据火柴人动态图像来判断护理人员进行的工作项目以及服务质量，在保护用户隐私的情况下实现了对护理人员工作活动的真实记录和反映，保证了服务质量，同时能够避免纠纷，规范了家庭养老护理行业的管理。同时主机只需要将火柴人动态图像上传给后台，火柴人动态图像数据量小，上传所需流量少，存储所需空间小，能够有效的减轻数据上传及存储的压力。
16.由于工牌与主机无线通信连接；工牌根据获取到的主机的无线信号强度变化来实现该工牌对应的人员的自动上班打卡，工牌根据语音指令或获取到的主机的无线信号强度变化来实现工牌对应人员的下班打卡；工牌上设有服务项目打卡模块，用于实现各服务项目的开始、结束打卡。本发明中每个护理人员配一个工牌，工牌的id号码与主机相关联，工牌通过监测主机的无线信号强弱，从而能够判断出该护理人员是否在工作区域内，从而能够实现护理人员的上、下班自动打卡，也可以通过护理人员语音指令来实现下班打卡；同时还可根据主机的无线信号的强度变化，从而能够确定护理人员是在忙碌工作还是消极怠工。同时由于工牌上设有服务项目打卡模块，护理人员进行各项目（如辅助进食、辅助锻炼等）开始和结束的时间就都可以进行记录，从而可以知道护理人员有没有进行这项服务，及进行服务的时间是否符合要求，进一步的实现了对护理人员的工作时间及工作质量进行有效的监管。
17.由于主机mcu电连接有环境传感器，通过环境传感器能够实时检测病人所处房间的环境温度、湿度、光照强度等，护理人员可根据检测结果进行通风、开关空调、遮挡窗帘等，保证病人处在一个舒适的环境中，有利于病人的快速康复。
18.综上所述，本发明基于图像识别技术的家庭养老照护床位服务监管系统解决了现有技术中对护理人员监管不利的技术问题，本发明基于图像识别技术的家庭养老照护床位服务监管系统能够对护理人员的工作时间及工作质量进行有效的监管，规范家庭养老护理
行业的管理；同时还能够对病人所处环境参数进行实现监控，有利于病人的治疗及快速康复，并且能够保护用户的隐私。
附图说明
19.图1是本发明基于图像识别技术的家庭养老照护床位服务监管系统实施例一的结构框图；图2是图1中主机的结构框图；图3是图1中从机的结构框图；图4是图1中工牌的结构框图；图5是本发明基于图像识别技术的家庭养老照护床位服务监管系统的程序序列图；图6是本发明基于图像识别技术的家庭养老照护床位服务监管系统的服务项目打卡程序流程图；图7是本发明基于图像识别技术的家庭养老照护床位服务监管系统的上、下班打卡程序流程图；图8是本发明基于图像识别技术的家庭养老照护床位服务监管系统实施例二中工牌的结构框图。
具体实施方式
20.下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。
21.如图1所示，一种基于图像识别技术的家庭养老照护床位服务监管系统，包括前端（图中未示出）、后台、主机、从机及与护理人员相对应的工牌。
22.前端与后台通信连接，前端包括医护信息界面、病患界面、医护界面和护理过程详情界面。在医护信息界面可以录入医护信息，将医护注册信息上传给后台，由后台对医护信息建档保存。在病患界面可以录入病人信息，并将病人信息上传给后台，由后台进行建档保存；还可以录入主机id，并将主机id上传给后台，由后台将主机与病人绑定。在医护界面可以填写关联的病人，将护理人员与病人关联关系上传给后台，由后台进行更新和保存关联关系。在护理过程详情界面，可以查询护理人员的服务过程监管数据。
23.主机与后台通过网络通信连接，主机向后台上传火柴人图像数据和传感器数据，后台处理并保存火柴人图像数据和传感器数据。
24.主机和从机均通过蓝牙模块与工牌无线通信连接，主机和从机对工牌进行蓝牙广播，工牌根据蓝牙信标的设备id和设备类型等信息，判断是否进入打卡区域。
25.工牌与后台通过网络通信连接，工牌进入到打卡区域后，向后台发送上班打卡请求，后台将本次服务对象绑定的主机和从机id信息，以及本次服务需要完成的项目数量、种类、项目时长范围、服务总时长范围等信息发送给工牌。工牌根据获取到的蓝牙无线信号强度变化来实现该工牌对应的护理人员的自动上、下班打卡以及工作状态监控。即当工牌获取到的蓝牙无线信号强度达到设定阈值（如高于-80dbm）时，则认定该工牌对应的护理人员已经到岗上班了，便进行上班打卡，完成护理人员的自动打卡上班；当工牌在设定时间（如100s）内未获取到蓝牙无线信号时，则认定该工牌对应的护理人员已经离岗下班了，便进行
下班打卡，完成护理人员的自动打卡下班。同时护理人员也可以通过语音指令来实现下班打卡。
26.通常在长期护理服务中，护理人员每次需要完成指定的多项服务项目，且每一项目都有规定的时长。本发明护理人员的工牌上设有服务项目打卡模块，当一项服务项目开始时护理人员可以通过语音或按键的方式进行项目开始打卡，当服务项目完成后护理人员可以再通过语音或按键的方式进行项目结束打卡，从而能够记录各服务项目（如辅助进食、辅助锻炼等）开始和结束的时间，进而能够知道每项服务的进行时间，从而可以知道护理人员有没有进行这项服务，及进行服务的时间是否符合要求。同时根据工牌检测到的蓝牙无线信号的强度变化可以判断出护理人员的工作状态，如工牌检测到的无线信号强度高、变化剧烈，则说明护理人员在忙碌工作；若工牌检测到的无线信号强度弱，偶尔变化或者基本没有变化，则说明护理人员在消极怠工。
27.以上仅是对本发明基于图像识别技术的家庭养老照护床位服务监管系统的简述，下面通过具体的实施例对本发明技术方案进行详细的阐述：实施例一：如图1所示，本实施方式优选主机和工牌与后台通过物联网通信连接，工牌与主机和从机通过蓝牙无线通信连接。
28.如图1和图2共同所示，主机包括主机mcu(微控制单元)，主机mcu电连接有第一物联网模块、第一蓝牙模块、图像识别模块、环境传感器、扬声器和麦克风，图像识别模块电连接有摄像头。主机还包括电源模块，电源模块用于将市电转换成低压直流电源，给主机mcu、第一物联网模块、第一蓝牙模块、图像识别模块、摄像头、环境传感器和麦克风供电。第一物联网模块用于主机与后台通信连接，第一蓝牙模块用于主机与工牌通信连接。摄像头用于对护理人员的工作活动进行拍摄记录，主机mcu和图像识别模块通过深度学习图像识别技术对人体姿态进行识别，将摄像头拍摄的视频生成火柴人动态图像，根据火柴人动态图像来判断护理人员进行的工作项目以及服务质量，在保护用户隐私的情况下实现了对护理人员工作活动的真实记录和反映，保证了服务质量。环境传感器能够实时检测病人所处房间的环境温度、湿度、光照强度等环境指标。扬声器和麦克风可实现人机互动，如满意度评价及呼救等，即主机内置有语音合成和语音识别模块（类似智能小度），护理人员服务结束后，会用语音提示用户进行服务评价，并将评价结果上传到后台，如主机播报：“请问您对这次的服务非常满意、满意还是不满意。”用户回答：“满意。”通过对每次服务进行服务评价，能够及时掌握护理人员的服务质量，可以防止项目少做或不做的情况，能够有效的提高护理人员的服务质量及用户口碑。
29.如图1和图3共同所示，还包括若干从机，本实施方式优选从机设有两台，可分别安装在病人家中的厨房或客厅等位置。从机包括从机mcu，从机mcu电连接有第三蓝牙模块，第三蓝牙模块用于实现与工牌的蓝牙无线连接。两台从机为本实施方式的优选数量，实际应用中并不限于两台。
30.如图1和图4共同所示，工牌包括工牌mcu，工牌mcu电连接有第二蓝牙模块、第二物联网模块、gnss定位模块（卫星定位模块）和服务项目打卡模块。第二蓝牙模块用于与第一蓝牙模块和第三蓝牙模块进行无线通信。第二物联网模块用于与后台进行无线通信。服务项目打卡模块用于护理人员在各服务项目开始和结束时进行打卡。gnss定位模块用于护理
人员在户外的定位，本实施方式gnss定位模块可选用gps定位模块或者北斗定位模块。工作时，主机和从机向周围进行蓝牙广播，工牌时刻扫描周围的主机和从机设备，获取主机和从机id和信号强度，判断是否进入打卡区域，然后通过第二物联网模块向后台发送上班、下班打卡信息，后台根据工牌上传的上班、下班打卡信息记录护理人员的上班、下班状态。
31.如图4所示，服务项目打卡模块包括与工牌mcu电连接的语音识别模块，语音识别模块电连接有麦克风和扬声器。服务项目打卡模块可实现各服务项目开始和结束的打卡，例如：护理人员要开始给病患辅助喂食时，护理人员说：“开始辅助喂食。”工牌询问：“要开始辅助喂食吗。”护理人员回答：“是的。”工牌确认：“好的，打卡成功。”即完成了辅助喂食项目的开始打卡，系统记录辅助喂食项目开始的时间。服务项目结束打卡流程相同，在此不再详述。由此能够知道护理人员进行每个服务项目的用时，从而能够得出护理人员进行的各服务项目时否符合规定时长，进而实现对护理人员的工作状态及服务质量的监管。
32.本实施方式中，上、下班打卡的实现方式如下：上班打卡：护理人员佩戴工牌进入主机和从机的蓝牙扫描区域，当信号强度大于一个阈值后，认为护理人员已进入服务区域，系统自动执行上班打卡，服务区域内主从机相配合，保证信号不中断，工牌由护理人员随身佩戴；下班打卡方式一：下班后，护理人员离开，当蓝牙信号中断超时后，系统执行下班打卡。
33.下班打卡方式二：护理人员发出“下班”的语音指令，工牌收到护理人员的语音指令，根据服务总时长给出语音提醒，确认后进行下班打卡。
34.如图5所示，本发明基于图像识别技术的家庭养老照护床位服务监管系统的程序序列如下：第一步：主机和从机对周围进行蓝牙广播，工牌根据蓝牙信标的设备id和设备类型等信息，判断是否进入打卡区域；第二步：工牌判断进入打卡区域，且为未上班状态时，发送打卡请求给后台，后台检索任务数据，确认后，允许上班打卡；第三步：后台记录上班打卡，并下传任务信息给工牌，下传的任务信息包括本次服务对象绑定的主从设备信息（即主机和从机的id和类型），及本次服务需要完成的项目数量、种类、项目时长范围、服务总时长范围，工牌收到任务信息，打卡成功；若后台没有检索到相应的任务数据，则做上班打卡失败应答给工牌，工牌打卡失败；第四步：工牌根据主机和从机的id扫描蓝牙设备，记录蓝牙信标、信号强度值，定时上传给后台，并记录最后一次信标信号正常的时间，计算离岗时间，后台记录工牌所处地点；第五步：工牌监听语音，识别打卡指令；第六步：工牌收到服务项目开始语音指令，向后台发出服务项目开始打卡请求，后台记录服务项目开始，并向工牌发送应答信息，工牌收到应答信息后更新服务项目状态为开始，并开始本服务项目时长计时，当开始第一项服务项目时，一并开始服务总时长计时；第七步：计算服务总时长，超时之前给出语音提醒；第八步：工牌收到服务项目结束语音指令，并且服务项目时长满足要求，向后台发
出服务项目结束打卡请求，后台记录服务项目结束，并向工牌发送应答信息，工牌收到应答信息后更新服务项目状态为结束，结束最后一项服务项目时，停止服务总时长计时。
35.第九步：工牌收到下班语音指令，根据服务总时长给出语音提醒，确认后，进行下班打卡，工牌向后台发送下班打卡信息，后台记录下班，并向工牌发送应答信息，工牌更新为下班状态；或：工牌检测离岗超时后，进行下班打卡，向后台发送下班打卡信息，后台记录下班，并向工牌发送应答信息，工牌更新为下班状态。
36.如图6所示，服务项目打卡程序流程如下：步骤s100：为程序开始步骤，开始后进入步骤s101；步骤s101：判断是否收到语音识别模块激活信号，若是则进入步骤s102，若否则返回继续判断；步骤s102：开启语音识别模块，进入步骤s103；步骤s103：判断是否收到语音打卡指令，若是则进入步骤s104，若否则进入步骤s117；步骤s104：进行打卡指令处理进程，进入步骤s105；步骤s105：判断打卡指令是否有效，若是则进入步骤s106，若否则进入步骤s117；步骤s106：上传后台，而后进入步骤s107；步骤s107：上传次数 1，而后进入步骤s108；步骤s108：延时等待，进入步骤s109；步骤s109：判断是否收到后台应答，若是则进入步骤s110，若否则进入步骤s115；步骤s110：判断后台是否允许打卡，若是则进入步骤s111，若否则进入步骤s114；步骤s111：修改打卡状态，而后进入步骤s112；步骤s112：根据打卡状态修改定时器，而后进入步骤s113；步骤s113：提示后台允许打卡，进入步骤s118；步骤s114：提示后台拒绝打卡，进入步骤s118；步骤s115：判断上传次数是否超限，若是则进入步骤s116，若否则返回步骤s106；步骤s116：提示数据上传失败，进入步骤s118；步骤s117：判断等待语音指令是否超时，若是则进入步骤s118，若否则返回步骤s103；步骤s118：关闭语音识别模块，返回步骤s101。
37.如图7所示，上下班打卡程序流程如下：步骤s200：为程序开始步骤，开始后进入步骤s201；步骤s201：判断是否未上班，若是则进入步骤s202，若否则进入步骤s214；步骤s202：扫描周围蓝牙广播，进入步骤s203；步骤s203：判断广播rssi（信号强度）是否高于打卡阈值，若是则进入步骤s204，若否则返回步骤s201；步骤s204：解析广播内容，获取设备类型，而后进入步骤s205；步骤s205：判断广播设备是否为主机，若是则进入步骤s206，若否则返回步骤s201；
步骤s206：解析广播数据，获取主机id，而后进入步骤s207；步骤s207：基于主机id和工牌id，向后台发送上班打卡请求，而后进入步骤s208；步骤s208：延时等待，进入步骤s209；步骤s209：判断是否收到后台应答，若是则进入步骤s210，或否则进入步骤s213；步骤s210：判断上班请求是否通过，若是则进入步骤s211，若否则返回步骤s201；步骤s211：解析后台应答数据，获取当前主机下辖的从机信息，而后进入步骤s212；步骤s212：将状态修改为上班，返回步骤s201；步骤s213：判断重发次数是否超限，若是则返回步骤s201，若否则返回步骤s207 。
38.步骤s214：扫描周围蓝牙广播，进入步骤s215；步骤s215：识别主机及下辖从机广播，记录信号强度，进入步骤s216；步骤s216：判断扫描时长是否达标，若是则进入步骤s217，若否则返回步骤s214；步骤s217：判断蓝牙信号是否符合上岗要求，若是进入步骤s218，若否则进入步骤s221；步骤s218：离岗计时器计时清零，进入步骤s219；步骤s219：打包蓝牙数据，进入步骤s220；步骤s220：向后台上传蓝牙数据，返回步骤s201；步骤s221：离岗计时器计时累加，进入步骤s222；步骤s222：判断离岗是否超时，若是则进入步骤s223，若否则返回步骤s219；步骤s223：向后台发送下班请求，返回步骤s201。
39.本实施方式从机功耗低，可电池供电，并且全寿命不需要更换电池，安装方便，成本较低。
40.实施例二：本实施方式与实施例一基本相同，其不同之处在于：如图8所示，本实施方式中服务项目打卡模块包括按键模块，按键模块与工牌mcu电连接。本实施方式按键模块包括多个按键，为各服务项目的开始及结束按键，各按键均设置在工牌上，因按键与mcu的连接电路图为本领域的公知技术，故在些对于各按键与工牌mcu的连接电路不再详述。当护理人员要进行某服务项目时，可按下该服务项目对应的开始按键，即可完成该服务项目的开始打卡；当该服务项目结束时，护理人员可按下该服务项目对应的结束按键，即可完成该服务项目的结束打卡。
41.上述实施方式中是开始和结束分为两个按键，实际应用中也可以采用一个按键的方式，即按一下为开始，再按一下为结束，此种方式按键数目少，电路结构简单，也有利于减小工牌的尺寸，但此中方式的实现程序较复杂，与两个按键的实施方式各有利弊，但都能实现服务项目打卡的功能。此种一个按键实现两个功能的方式为本领域的公知常识，故具体的电路及程序在此不再详述。
42.本实施方式下班打卡不能通过语音打卡来实现，只能通过离岗超时判断自动打卡。
43.由上述各实施例可知，本发明基于图像识别技术的家庭养老照护床位服务监管系统可实现对护理人员的工作时间及工作状态进行有效的监管，能够规范医疗护理行业的管
理；同时还能够对病人所处环境参数进行实现监控，有利于病人的治疗及快速康复，且能够保护用户的隐私。
44.本发明不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所做出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。