近几十年来,老年人(65 岁或以上)的数量一直在稳步增长,估计全球老年人数量将从 2019 年的 7.03 亿翻倍到 2050 年的 15 亿 。
痴呆是一种重要的老年疾病,这是一种慢性综合征,可导致认知障碍、残疾,严重时会导致依赖亲属或照料者进行日常活动。
穿衣是一种个人的自我维护技能,超过50%的痴呆症患者需要穿衣辅助。
随着痴呆症老年人数量持续增加,人们对支持远程居家护理和促进 “原地养老” 解决方案的需求也在增长。
在老年痴呆症患者穿衣自主性监测中的应用中学者大多使用HF RFID(高频射频识别技术),存在“读取距离短和多标签读取能力差”的问题。
本篇文章接下来将给大家介绍更具优势的UHF RFID(超高频射频识别)技术在老年痴呆症患者穿衣自主性监测中的应用。
02
系统设计
SUMMER TIME
应用领域设计
穿衣支持系统应在家庭或居住设施中由轻度至中度痴呆症患者高度独立地使用,以促进他们的独立性。
SUMMER TIME
系统界面设计
系统部署易于识别且无干扰的界面,通过老年人熟悉的传统通信方法,如消息或电话,方便系统操作与使用。
SUMMER TIME
健康安全设计
考虑那些对人的健康和安全危险的情况的同时也关注个人卫生及外观状况。
SUMMER TIME
通知亲属设计
在穿衣失误的情况下,亲属可以收到消息或通知。此外,创建定期报告以显示年度、季节和每日趋势,方便总结观察。
SUMMER TIME
非侵入式设计
所有监测设备都是非侵入性的,并且不要求该人记得激活、佩戴或操作它们。
SUMMER TIME
着装纠正设计
识别天气不适配着装、衣物穿错、重复着装、缺少必要衣物、相同衣物多层叠穿等情况。
03
系统架构
标签、阅读器部署
UHF RFID
标签放置在身体的一些固定点,最大限度减少行走时的移动干扰,并确保其他身体部位不会意外覆盖它们。上身放置在肩膀、背部和胸部;身体中部放置在大腿上部;对于下身,放置在脚踝。
RFID 标签缝制 / 熨烫在衣服上,或固定在特定物品上。
天线安装在门上,并设置在不同高度,以区分与 “肩膀”、“臀部”和 “脚部”相关的各类衣物。
数据收集与分析
RFID 标签放置在衣物内, RFID 阅读器(天线)安装在门框上。当人穿过门时,这些阅读器会根据门的 RFID 标记监测衣物的位置和类型,并且RFID 标签管理器会读取所有 RFID 标签。天线收集的关于所穿衣物的数据会发送到服务器并存储在 Postgres 数据库中。
当地的气象数据会通过外部天气 API 检索提供用户所在位置的实时天气预报和温度数据 。
后端数据分析器查询 Postgres 数据库,以执行与受试者衣物合规性、天气适配衣物、行为模式等相关内容检查。
04
UHF RFID技术的优越性
相较于高频(HF)技术,超高频(UHF)RFID具备更远的读取距离(可达数米)和更强的多标签处理能力。
其信号受人体遮挡的特性反而成为“方向传感器”——当衣物穿反时,背部标签会先于胸部标签被读取,系统可据此精准判断前后颠倒等异常情况。
静态测试
|
距离与功率对读取率的影响通过对22个UHF标签(分两类材质)在不同距离(24cm-295cm)和功率(150mW-1400mW)下的测试发现,读取成功率随距离增加和功率降低而下降,最远有效距离约295cm(功率1400mW时)。
动态测试
|
300mW功率可稳定检测上半身标签,1400mW可覆盖下肢; - 高位天线对肩部标签灵敏度最佳,低位天线专用于脚部检测; - 标签激活时序可判断行进方向,身体旋转时仍保持高可读性。
错误检验成功率
|
一二三四五六七
使用UHF RFID技术进行错误检验的成功率较高,但由于该技术本身会受某些金属或水分等干扰,所以还不能完全检测成功。
05
局限性
UHF RFID
该方法可能无法检测到所有潜在的穿衣失误。如无法检测到个体以错误顺序穿衣的情况等。
行走时如果衣物上的标签被手覆盖,可能会出现一些遮挡情况,从而检测不到。
所有衣物都必须贴标签,但可能某些衣物不方便附着标签。
需使用多个标签来检测衣物的左右、前后侧,会导致数据库管理、维护和数据输入方面成本的增加。
标签的响应(RSSI)不均匀。在相等距离和功率水平下放置,某些标签可能表现出较弱的信号或几乎无法检测到。
06
SUMMARY
总结
这项研究表明,UHF RFID技术在痴呆症护理中具有显著潜力。通过低成本、非侵入的部署,能够有效支持患者自主生活。