一种可戴式无线监护器的设计

张梅樱

摘 要：随着人们安防意识逐渐提高，大家已不满足有线监护，对移动监护的需求及要求越来越高。该文将可穿戴式设备和无线网络通信技术相结合，对监护系统进行大胆地创新与构想，设计的可戴式监护器，使得视频监控方式更加多元化，也为整个安防产业的发展提供了更广阔的空间。

关键词：可戴式 监护 蓝牙 Wi-Fi

中图分类号：TP301.6 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）03（a）-0004-02

近几年，智能家居和可穿戴智能设备的概念开始进入人们的视野。智能家居主要是以居民住宅平台为依托，利用各种先进的计算机或通信技术等，把与家居生活息息相关的安防、娱乐等子系统有机的结合在一起，通过综合智能控制和管理，造就一个安全、便捷、舒适和智能的家居生活环境。“穿戴式智能设备”是应用穿戴式技术对日常穿戴进行智能化设计、开发出可以穿戴的设备的总称。

随着人们安防意识逐渐提高，大家已不满足有线监护，对移动监护的需求及要求越来越高，特别是家庭、商铺以及幼儿园等，传统有线监控已无法满足用户对突发、特殊事件的监护。移动视频监护可以及时、全面、准确的获取突发事件的信息，将突发事件带来的损害降到最低。

1 可戴式监护器的应用

由于经济的快速发展，社会竞争力和人员成本越来越高，公民的安全防范意识增强，会出现以下一些社会情况。

（1）全职妈妈既要照顾宝宝，还要料理家务，往往会手忙脚乱；双职工父母因为繁忙的工作往往使他们无法时刻陪伴在宝宝，雇佣的保姆因为责任心缺失，独自留宝宝1人在家招致不幸或拐卖，这也引发了许多家长看护宝宝方面的思考。

（2）我国人口的老龄化与高龄化、家庭照顾功能的弱化使老年人的日常生活照顾问题凸显。随着工作的流动性和激烈的社会竞争使不少子女陷入了“事业人士”的社会角色和“孝顺子女”的家庭角色的冲突，许多子女在繁忙的工作之余根本无暇照顾老年的父母。

（3）商铺、幼儿园、机房等机构或场所，一方面社会安全问题层出不穷，一方面人工成本、时间等限制，不能对特定区域随时实现远程监控。比如商铺店主外出期间，可以随时随地监控自己商铺的运作情况，提供商铺24 h的昼夜监视。

该设计能较好解决在传统监护器中无法实现移动和随时随地的监护、无法根据情况进行控制和解决等这些弊端。真正实现了7×24 h实时不间断监控，它很好的满足了人们对“安全”的需求，用户可以在繁忙工作、外出甚至睡觉，都可以实时远程查看监控区域的情况

2 设计思路和具体实现

随着该设计在传统视频监控系统的基础之上，结合无线网络通信技术，使得视频监控的方式更加多元化，也为整个安防产业的发展提供更广阔的空间。

2.1 结构图

整个监控系统主要由监控前端、监控中心和客户端组成。监控前端由网络摄像机组成，可以进行镜头的旋转和变焦等功能，通过网线（或无线技术）将所有摄像机连接到监控中心；监控中心配备NVR存储器，也是监控主机，主要完成视频或报警数据的存储、视频显示与回放；客户端可以配备可戴式手表、智能手机等多台设备，可以通过内网或外网进行远程登录，对前端获取的画面或声音等信息进行实时监控，还可以远程检索与回放NVR中历史资料，有效的处理突发性的事件（见图1）。

2.2 设计图

该设计的创新点即可戴式监控器，讲外观设计为手表形式，接收器配充电电池，可以自由活动，随时随地进行监护。相比传统的监护甚至是智能手机或电脑监护，该设计的最大的优势就是便携性。它已突破了时间、空间上对监护的束缚，无论身在何处，都能随时实现远程监控，一切尽在掌握。就像智能手机相比PC可更加便于携带一样，可戴式无线监护器完全能解放双手。智能手机的普及带来一大批手机控，但是不管你多爱自己的手机，也不可能在晚上抱着它睡觉，但是可戴式无线监护器却可以做到（见图2）。

3 无线技术

现阶段主要的无线通讯网络Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等，这些技术产品都有各自的势力范围，工控领域需要多点监控，当然易于用ZigBee；蓝牙应用于可穿戴产品；Wi-Fi用于随时在线的应用。

3.1 技术简介

Wi-Fi即为无线上网，几乎所有智能手机、平板电脑和笔记本电脑都支持无线保真上网，是当今使用最广的一种无线网络传输技术。无线网络无线上网在大城市比较常用，虽然由无线保真技术传输的无线通信质量不是很好，数据安全性能比蓝牙差一些，传输质量也有待改进，但传输速度非常快，符合个人和社会信息化的需求。Wi-Fi的传输距离在100～300 m，速率可达300 Mbps，功耗10～50 mA。因此它可以随时接入无线信号，移动性强，比较适合在家庭、办公室以及商铺等固定的环境下应用。

蓝牙是一个标准的无线通讯协议，基于设备低成本的收发器芯片，传输距离近、低功耗。可实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换，蓝牙还可以连接多个设备，克服了数据同步的难题。由于设备使用无线电通讯系统，他们并非是以实际可见的线相连，然而准光学无线路径则必须是可行的。多数蓝牙应用是为室内环境而设计的，由于墙的衰减和信号反射造成的信号衰落会使得射程远小于蓝牙产品规定的射程范围。

ZigBee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。它的优势决定其将更广泛应用于工业、企业、智慧城市等领域，但是走进穿戴式设备功耗优势并不明显。

3.2 技术分析

就穿戴式设备而言，成本、占用空间和能耗仍是主要考量重点。蓝牙所需的成本、占用空间和能耗微乎其微，设计时几乎不需改变原始产品的结构和外观，就可以将该技术添加到从可戴式监护器中。并且，凭借蓝牙的高效能、应用规模以及能与消费者的手机和平板电脑上应用软件通信的能力，蓝牙将使可穿戴产品从“小众、新颖”转变为“有用、主流”的市场需求。

而Wi-Fi上网的便捷性比蓝牙更胜一筹，如果功耗能降至与蓝牙相当，很有可能动摇蓝牙当前的主导地位，但是目前Wi-Fi却无法改变蓝牙在穿戴式产品中地位。

从目前的对比来看，蓝牙和Wi-Fi在设置网络或传输文件有些类似的应用。Wi-Fi主要是用于替代工作场所一般局域网接入中使用的高速线缆的。这类应用有时也称作无线局域网（WLAN）。蓝牙主要是用于便携式设备及其应用的。这类应用也被称作无线个人域网（WPAN）。蓝牙可以替代很多应用场景中的便携式设备的线缆，在能够应用于一些固定场所。

蓝牙和Wi-Fi已经是智能手机中的标配，而可穿戴式设备目前必须依托手机才能实现所有功能。因此，在该项目可戴式监护器的设计，拟定备受热捧的蓝牙和Wi-Fi共同作为无线网络技术，依托它们各自的优势，来优化产品的功能。

4 结语

可穿戴设备已经成为了目前社会一个趋势，可穿戴式技术正以“润雨细无声”的姿态慢慢的渗入人们的生活中。该项目就是基于可穿戴式智能设备这样的大背景下产生的一个发展思路，设计一种可戴式无线监护器。

可戴式无线监护器可以作为智能家居系统中安防系统的主要组成部分，在传统视频监控系统的基础之上，结合无线网络通信技术，使得视频监控的方式更加多元化。在家庭指定环境中安装看护器（摄像头），当主人外出时可以随时打开可戴式监控器（或智能手机等）对家中情况进行实时监控，如对小孩、老人或宠物进行监护，对一些突发情况进行实时控制和解决。当增加了智能分析、报警联动、双向对话、多用户同时在线等功能后，还能实现视频监控从被动式向主动预防式的转变，强大的互联功能将监护作用发挥到极致。

利用可戴式无线监护器，用户可以享受它所提供的每天24 h“免费保姆”和“免费保安”等服务，让人们生活变得更智能、沟通更便利、生活更安心。

参考文献

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