一種可戴式無線監護器的設計

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護，對移動監護的需求及要求越來越高。該文將可穿戴式設備和無線網絡通信技術相結合，對監護系統進行大膽地創新與構想，設計的可戴式監護器，使得視頻監控方式更加多元化，也為整個安防產業的發展提供了更廣闊的空間。

關鍵詞：可戴式 監護 藍牙 Wi-Fi

中圖分類號：TP301.6 文獻標識碼：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備的概念開始進入人們的視野。智能家居主要是以居民住宅平臺為依托，利用各種先進的計算機或通信技術等，把與家居生活息息相關的安防、娛樂等子系統有機的結合在一起，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境。“穿戴式智能設備”是應用穿戴式技術對日常穿戴進行智能化設計、開發出可以穿戴的設備的總稱。

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

1 可戴式監護器的應用

由于經濟的快速發展，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，會出現以下一些社會情況。

（1）全職媽媽既要照顧寶寶，還要料理家務，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，雇傭的保姆因為責任心缺失，獨自留寶寶1人在家招致不幸或拐賣，這也引發了許多家長看護寶寶方面的思考。

（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、機房等機構或場所，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，不能對特定區域隨時實現遠程監控。比如商鋪店主外出期間，可以隨時隨地監控自己商鋪的運作情況，提供商鋪24 h的晝夜監視。

該設計能較好解決在傳統監護器中無法實現移動和隨時隨地的監護、無法根據情況進行控制和解決等這些弊端。真正實現了7×24 h實時不間斷監控，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，都可以實時遠程查看監控區域的情況

2 設計思路和具體實現

隨著該設計在傳統視頻監控系統的基礎之上，結合無線網絡通信技術，使得視頻監控的方式更加多元化，也為整個安防產業的發展提供更廣闊的空間。

2.1 結構圖

整個監控系統主要由監控前端、監控中心和客戶端組成。監控前端由網絡攝像機組成，可以進行鏡頭的旋轉和變焦等功能，通過網線（或無線技術）將所有攝像機連接到監控中心；監控中心配備NVR存儲器，也是監控主機，主要完成視頻或報警數據的存儲、視頻顯示與回放；客戶端可以配備可戴式手表、智能手機等多臺設備，可以通過內網或外網進行遠程登錄，對前端獲取的畫面或聲音等信息進行實時監控，還可以遠程檢索與回放NVR中歷史資料，有效的處理突發性的事件（見圖1）。

2.2 設計圖

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

3 無線技術

現階段主要的無線通訊網絡Wi-Fi、藍牙、ZigBee等，這些技術產品都有各自的勢力范圍，工控領域需要多點監控，當然易于用ZigBee；藍牙應用于可穿戴產品；Wi-Fi用于隨時在線的應用。

3.1 技術簡介

Wi-Fi即為無線上網，幾乎所有智能手機、平板電腦和筆記本電腦都支持無線保真上網，是當今使用最廣的一種無線網絡傳輸技術。無線網絡無線上網在大城市比較常用，雖然由無線保真技術傳輸的無線通信質量不是很好，數據安全性能比藍牙差一些，傳輸質量也有待改進，但傳輸速度非常快，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300 Mbps，功耗10～50 mA。因此它可以隨時接入無線信號，移動性強，比較適合在家庭、辦公室以及商鋪等固定的環境下應用。

藍牙是一個標準的無線通訊協議，基于設備低成本的收發器芯片，傳輸距離近、低功耗。可實現固定設備、移動設備和樓宇個人域網之間的短距離數據交換，藍牙還可以連接多個設備，克服了數據同步的難題。由于設備使用無線電通訊系統，他們并非是以實際可見的線相連，然而準光學無線路徑則必須是可行的。多數藍牙應用是為室內環境而設計的，由于墻的衰減和信號反射造成的信號衰落會使得射程遠小于藍牙產品規定的射程范圍。

ZigBee就是一種便宜的，低功耗的近距離無線組網通訊技術。它的優勢決定其將更廣泛應用于工業、企業、智慧城市等領域，但是走進穿戴式設備功耗優勢并不明顯。

3.2 技術分析

就穿戴式設備而言，成本、占用空間和能耗仍是主要考量重點。藍牙所需的成本、占用空間和能耗微乎其微，設計時幾乎不需改變原始產品的結構和外觀，就可以將該技術添加到從可戴式監護器中。并且，憑借藍牙的高效能、應用規模以及能與消費者的手機和平板電腦上應用軟件通信的能力，藍牙將使可穿戴產品從“小眾、新穎”轉變為“有用、主流”的市場需求。

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

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

藍牙和Wi-Fi已經是智能手機中的標配，而可穿戴式設備目前必須依托手機才能實現所有功能。因此，在該項目可戴式監護器的設計，擬定備受熱捧的藍牙和Wi-Fi共同作為無線網絡技術，依托它們各自的優勢，來優化產品的功能。

4 結語

可穿戴設備已經成為了目前社會一個趨勢，可穿戴式技術正以“潤雨細無聲”的姿態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備這樣的大背景下產生的一個發展思路，設計一種可戴式無線監護器。

可戴式無線監護器可以作為智能家居系統中安防系統的主要組成部分，在傳統視頻監控系統的基礎之上，結合無線網絡通信技術，使得視頻監控的方式更加多元化。在家庭指定環境中安裝看護器（攝像頭），當主人外出時可以隨時打開可戴式監控器（或智能手機等）對家中情況進行實時監控，如對小孩、老人或寵物進行監護，對一些突發情況進行實時控制和解決。當增加了智能分析、報警聯動、雙向對話、多用戶同時在線等功能后，還能實現視頻監控從被動式向主動預防式的轉變，強大的互聯功能將監護作用發揮到極致。

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

參考文獻

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