一种机构与居家多模安全监护系统与方法与流程

1.本发明涉及监护系统技术领域，特别涉及一种机构与居家多模安全监护系统与方法。


背景技术：

2.现有的智能监护系统通常只是对数据进行简单采集，并上传至子女手机上，服务模式以及服务功能较为单一，性价比较低，监护效果也不好，难以大范围普及与推广。
3.公开号cn114463938a的中国发明专利公开了一种空巢老人智能监护系统中，通过一个智能音箱连接所有监测组件和其他家庭，当检测到老人的健康出现状况时，进行自动报警和自动求助，完成了对空巢老人自动照看；但通过单一的智能音箱进行通信和报警，存在通信故障的隐患，靠单一网络的反馈监护机制，将很大程度上减弱安全监护作用；监测组件也可能出现故障而未及时发现，从而无法对老人的安全进行监测，更无法发送到智能音箱和移动终端。
4.为此本发明公开一种针对多模通信的智能监护系统与方法。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种机构与居家多模安全监护系统与方法，旨在解决单一网络在发生故障时，无法保证监测老人安全的及时性、检测设备出故障却不能及时发现从而导致对老人的监护不可靠的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：本发明一种机构与居家多模安全监护方法，包括：步骤一：监护终端对环境和人进行监测得到监护数据，为所述监护数据打上时间戳，通过直连通信单元和多模通信网关将所述监护数据发送到后台和远程交互终端；步骤二：所述后台通过直连通信单元接收到所述监护数据后进行数据处理，并设置预设时间的定时器，若在所述预设时间内未通过所述多模通信网关接收到带有所述时间戳的监护数据，则向监护终端发送故障诊断指令；步骤三：所述监护终端接收到所述故障诊断指令后，依次通过直连通信单元和多模通信网关将询问信息发送至后台，根据所述后台的回复信息诊断通信链路得到故障信息，并发送至所述后台；步骤四：所述后台根据所述故障信息开始动态调度通信链路，维持所述监护终端与所述后台的正常通信。
7.进一步的，在步骤四中，所述动态调度通信链路的过程包括：所述后台计算其他正常通信链路的通信速率，选出最大通信速率路径；获取所述最大通信速率路径中的监护终端作为主监护终端，获取所述主监护终端的ip地址作为第一ip地址，获取所述主监护终端的mac地址作为第一mac地址，获取所述主监护终端的端口作为第一端口；
将所述故障通信链路中的监护终端作为客监护终端，获取所述客监护终端的mac地址作为第二mac地址、获取所述客监护终端的ip地址作为第二ip地址，获取所述客监护终端的端口作为第二端口；创建所述第一ip地址的子ip地址得到第一子ip地址，创建所述第二ip地址的子ip地址得到第二子ip地址；在所述多模通信网关中将所述第一子ip地址和所述第二子ip地址在路由表中与所述第一ip地址进行关联，在最大通信速率路径的监护终端中存储第二mac地址与第二ip地址；发送数据时，所述客监护终端将监护数据加上标记作为客监护数据，通过所述第一mac地址和所述第一端口将所述客监护数据发送到所述主监护终端，所述主监护终端将所述客监护数据转发至多模通信网关，所述多模通信网关识别接收的监护数据是否有标记，若有，将所述监护数据的源ip地址改为所述第二子ip地址，若没有，则将所述监护数据的源ip地址改为所述第一子ip地址，发送至后台；接收数据时，多模通信网关将监护数据发送至所述主监护终端，所述主监护终端识别接收的监护数据是否有标记，若有，根据所述第二mac地址和所述第二端口将所述数据转发至所述客监护终端，若没有，则表示所述监护数据的目的地是所述主监护终端。
8.进一步的，在所述后台计算其他正常通信链路的通信速率，选出最大通信速率路径的步骤中，包括：计算通信链路的通信速率用公式表示为：，表示任意一条通信路径的通信速率，其中n是路径的编号，v表示传输速度，表示通信路径中单位时间的数据量的大小，t表示计算通信速率时所截取的时间，m表示使用该条通信路径进行通信的终端数量；选出当前速率最大的通信路径用公式表示为：，表示通信速率最大的通信路径。
9.进一步的，在创建所述第一ip地址的子ip地址得到第一子ip地址，创建所述第二ip地址的子ip地址得到第二子ip地址的步骤中，包括：将监护终端的mac地址通过压缩算法转化为1个字节形式得到新主机位；将ip地址映射为c类地址，并将最后的主机位替换成所述新主机位得到对应的子ip地址；对所述第一ip地址和所述第二ip地址执行上述步骤。
10.进一步的，在将监护终端的mac地址通过压缩算法转化为1个字节形式得到新主机位的步骤中，所述压缩算法包括：
，其中，是新主机位的10进制形式，x是mac地址，n表示mac地址的进制形式；mod将转化为2进制形式的新主机位。
11.进一步的，在步骤二中，包括：所述后台分为本地后台和云后台，所述本地后台对文本监护数据进行即时处理，所述云后台对视频监护数据进行智能处理。
12.进一步的，在所述后台分为本地后台和云后台，所述本地后台对文本监护数据进行即时处理，所述云后台对视频监护数据进行智能处理的步骤中，所述智能处理的过程包括：提取所述视频监护数据中包含人物的连续图像帧，对人物进行姿势分析、步态分析、神态分析得到分析结果；若所述分析结果表示人物的健康状况存在异常，则向所述远程交互终端发送异常警示。
13.进一步的，所述姿势分析、步态分析、神态分析的过程包括：所述姿势分析的过程包括：根据移动侦测算法提取出所述连续图像帧中的人物的像素坐标；将所述像素坐标与所述人物的日常姿态的像素坐标进行比对得到像素差值；当所述像素差值大于预设阈值时，判定为人物姿态异常；所述步态分析的过程包括：根据所述人物日常的行进路线和走路姿态创建正常步态模型；从所述连续图像帧中提取所述人物的步态信息，创建出实际步态模型；将所述正常步态模型与所述实际步态模型进行比对得到摇晃值、速度偏差值、路径偏差值；当所述摇晃值大于预设摇晃阈值且/或所述速度偏差值大于预设速度偏差值且/或所述路径偏差值大于预设路径偏差值，判定所述人物的步态异常；所述神态分析的过程包括：从所述连续图像帧中提取人脸信息，对所述人脸信息进行表情分析得到表情分析结果，当所述表情分析结果为负面情绪，则判定所述人物的情绪状态异常。
14.进一步的，在步骤一中，所述多模通信网关包括：路由组件、交换机组件、路径调度组件，所述路由组件维护所述监护终端的子ip路由表和云后台的ip地址、远程交互终端的ip地址完成远程通信，所述交换机组件维护前端模块和本地后台的mac地址表完成本地通信，所述路径调度组件接收所述监护终端发送的异常设备信息和云端模块发送的路径信息，断开异常设备的通信链路，使异常设备使用最大通信速率路径进行通信。
15.一种机构与居家多模安全监护系统，应用于任一项所述的机构与居家多模安全监护方法，其特征在于，所述机构与居家多模安全监护系统包括：监护终端模块：对环境和人进行监测得到监护数据，为所述监护数据打上时间戳，
通过直连通信单元和多模通信网关将所述监护数据发送到后台和远程交互终端；后台模块：所述后台分为本地后台和云后台，所述本地后台对文本监护数据进行即时处理，所述云后台对视频监护数据进行智能处理，同时后台保持对通信链路的诊断且在通信发生故障时动态调度通信链路；远程交互模块：被动接收所述监护终端模块的实时监护数据，接收用户的操作指令并对所述后台模块、所述监护终端模块执行所述操作指令；多模通信模块：监督所述监护终端模块的通信状态并动态调整通信链路，与所述云后台配合动态调度系统的通信链路，作为所述监护终端模块、所述后台模块、所述远程交互模块之间的冗余通信枢纽。
16.本发明提供了一种机构与居家多模安全监护系统，具有以下有益效果：（1）终端设备之间进行通信状态的相互监测，当终端设备出现故障时，能够及时发现及时处理，从而能够正常对老人进行健康看护；（2）终端设备不仅直接与云后台相连，而且通过多模通信模块与云后台相连接，设备与设备之间进行通信监督，当一个终端设备的一条通信链路出现故障时，云后台通过通信链路调度让其使用其他链路进行通信，从而解决了单一网络发生故障时无法对老人的状况进行及时传送和报告的问题；（3）云后台从监测的视频数据中提取人物信息，进行姿势分析、步态分析、表情分析，在发现人物身体有异常表现时，即时通知远程交互终端，使用户能够及时查看，所监护的人物的健康和安全因此更有保障。
附图说明
17.图1为本发明一实施例的机构与居家多模安全监护方法的流程示意图；图2为本发明一实施例的机构与居家多模安全监护系统的结构示意图；本发明为目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
18.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
19.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
20.参考图1，为本发明提出的机构与居家多模安全监护方法的流程示意图；本发明所提供的机构与居家多模安全监护方法，包括：s1：监护终端对环境和人进行监测得到监护数据，为所述监护数据打上时间戳，通过直连通信单元和多模通信网关将所述监护数据发送到后台和远程交互终端；s2：所述后台通过直连通信单元接收到所述监护数据后进行数据处理，并设置预设时间的定时器，若在所述预设时间内未通过所述多模通信网关接收到带有所述时间戳的监护数据，则向监护终端发送故障诊断指令；s3：所述监护终端接收到所述故障诊断指令后，依次通过直连通信单元和多模通
信网关将询问信息发送至后台，根据所述后台的回复信息诊断通信链路得到故障信息，并发送至所述后台；s4：所述后台根据所述故障信息开始动态调度通信链路，维持所述监护终端与所述后台的正常通信。
21.在一个实施例中，所述监护终端包括跌倒监护仪、呼吸心率生命体征监护仪、监护摄像头、烟雾报警器、燃气报警器、火焰探测器、空气控制器等监护终端，监护终端通过内网互相连接，所述内网是以太网，监护终端通过光纤相互连接，也通过交换机组件间接进行通信，其中烟雾报警器、燃气报警器、呼吸心率生命体征监护仪在监测到危险发生时会直接报警，其他不紧急的监护终端会把监护数据发到后台；后台分为本地后台和云后台，本地后台对较为紧急的数据和轻量数据进行即时处理，例如空气控制器发送了空气质量数据，本地后台处理后如果判定空气质量不佳，就向空气控制器发送空气调节指令，空气控制器就开始空气调节的工作，一些生命体征监护仪器监测的正常生命体征的数据也会发送到本地后台，本地后台进行处理，进行常规分析得到分析结果，将所述分析结果发送至云后台和远程交互终端；对于日常监测的视频数据，处理时需要大量的计算，所以发送至云后台，利用云后台的计算能力对视频数据进行解析，对视频中的监护人物进行姿态分析、步态分析、表情分析，根据分析结果判断人物的健康状况，根据预设的报警策略和健康状况的等级来进行报警，若健康状况为轻微异常，则向远程交互终端发送提示消息；若健康状况被判定为正常，则将分析结果发送至远程交互终端，供用户随时查看，若健康状况被判定为严重异常，则直接向远程终端发送警报信息，所述警报信息包括是否立即呼叫救护车；本地后台对数据的处理记录会发送至云后台和云后台的处理记录一起存储作为处理日志，供用户查看；由于监护终端数目众多，集中在一处，与云后台、远程终端进行通信，如果使用单一的通信链路，会使监护数据发生堵塞，难以即时处理或发出警报，且单一链路如果发生故障，整个机构或者家庭的所有监护终端都无法与外界通信，监护人员的健康出现异常而无法即时发现和发出警报，为此本发明提出了具有冗余链路的通信系统，监护终端之间通过光纤相连，互相访问对方的mac地址，光纤通信相对无线通信具有更高的可靠性，多模通信网关通过接入运营商提供的光纤接口和4g网络双重方式与后台和远程终端进行通信；当其中一个监护终端的独立通信链路出现通信故障时，云后台通过计算所有通信链路的通信速率，选出通信速率最高、可传输数据量最大的通信路径，调度故障通信路径中的设备使用通信速率最高、可传输数据量最大的通信路径进行通信；查找故障具体位置的方式为：每个监护终端依次通过直连通信单元和多模通信网关向后台发送询问信息，如果某条链路未收到回复，则说明该条链路出现故障；通过上述的链路诊断和链路调度方法，确保所有监护终端都能够即时将监护数据发送到后台和远程交互终端，确保监护的及时性和有效性。
22.在s4中，所述动态调度通信链路的过程包括：所述后台计算其他正常通信链路的通信速率，选出最大通信速率路径；获取所述最大通信速率路径中的监护终端作为主监护终端，获取所述主监护终端的ip地址作为第一ip地址，获取所述主监护终端的mac地址作为第一mac地址，获取所述主监护终端的端口作为第一端口；将所述故障通信链路中的监护终端作为客监护终端，获取所述客监护终端的mac地址作为第二mac地址、获取所述客监护终端的ip地址作为第二ip地址，获取所述客监护终
端的端口作为第二端口；创建所述第一ip地址的子ip地址得到第一子ip地址，创建所述第二ip地址的子ip地址得到第二子ip地址；在所述多模通信网关中将所述第一子ip地址和所述第二子ip地址在路由表中与所述第一ip地址进行关联，在最大通信速率路径的监护终端中存储第二mac地址与第二ip地址；发送数据时，所述客监护终端将监护数据加上标记作为客监护数据，通过所述第一mac地址和所述第一端口将所述客监护数据发送到所述主监护终端，所述主监护终端将所述客监护数据转发至多模通信网关，所述多模通信网关识别接收的监护数据是否有标记，若有，将所述监护数据的源ip地址改为所述第二子ip地址，若没有，则将所述监护数据的源ip地址改为所述第一子ip地址，发送至后台；接收数据时，多模通信网关将监护数据发送至所述主监护终端，所述主监护终端识别接收的监护数据是否有标记，若有，根据所述第二mac地址和所述第二端口将所述数据转发至所述客监护终端，若没有，则表示所述监护数据的目的地是所述主监护终端。
23.计算通信链路的通信速率用公式表示为：，表示任意一条通信路径的通信速率，其中n是路径的编号，v表示传输速度，表示通信路径中单位时间的数据量的大小，t表示计算通信速率时所截取的时间，m表示使用该条通信路径进行通信的终端数量；选出当前速率最大的通信路径用公式表示为：，表示通信速率最大的通信路径。
24.在具体实施时，表示单位时间发送的监护数据的大小，单位为字节，t为规定的截取时间，一般为10秒，m表示使用该条通信路径进行通信的终端数量，初始值为1，当某条通信链路故障时，共用了该条通信路径，则变为2，以此类推，对所有通信路径得通信速率进行排序得到通信速率最大得路径，所述排序得过程可以采用冒泡算法、插入排序算法。
25.在创建所述第一ip地址的子ip地址得到第一子ip地址，创建所述第二ip地址的子ip地址得到第二子ip地址的步骤中，包括：将监护终端的mac地址通过压缩算法转化为1个字节形式得到新主机位；将ip地址映射为c类地址，并将最后的主机位替换成所述新主机位得到对应的子ip地址；对所述第一ip地址和所述第二ip地址执行上述步骤。
26.在将监护终端的mac地址通过压缩算法转化为1个字节形式得到新主机位的步骤中，所述压缩算法包括：
，其中，是新主机位的10进制形式，x是mac地址的，n表示mac地址的进制形式；mod将转化为2进制形式的新主机位。
27.在具体实施时，一个监护终端的mac地址为：08：00：20：0a：8c：6d，将其进行多种进制的转换，带入上述公式，得到的新主机位为01100101。
28.进一步的，在s2中，包括：所述后台分为本地后台和云后台，所述本地后台对文本监护数据进行即时处理，所述云后台对视频监护数据进行智能处理。
29.在具体实施时，所述文本监护数据包括生命体征的相关数据、一些环境信息的数据，所述视频监护数据为对被监护人日常生活的拍摄数据。
30.进一步的，在所述后台分为本地后台和云后台，所述本地后台对文本监护数据进行即时处理，所述云后台对视频监护数据进行智能处理的步骤中，所述智能处理的过程包括：提取所述视频监护数据中包含人物的连续图像帧，对人物进行姿势分析、步态分析、神态分析得到分析结果；若所述分析结果表示人物的健康状况存在异常，则向所述远程交互终端发送异常警示。
31.在具体实施时，当分析结果表示被监护人的健康出现异常，例如被监护人经常走路走到一半时停住，或者步伐比平时缓慢且摇晃甚至有险些摔倒的情况，此时会向系统中的语音设备发送执行指令，语音设备给被监护人提出建议，同时将异常情况细节发送到远程交互终端，供被监护人的家人了解详细情况以做出对应的措施。
32.进一步的，所述姿势分析、步态分析、神态分析的过程包括：所述姿势分析的过程包括：根据移动侦测算法提取出所述连续图像帧中的人物的像素坐标；将所述像素坐标与所述人物的日常姿态的像素坐标进行比对得到像素差值；当所述像素差值大于预设阈值时，判定为人物姿态异常；所述步态分析的过程包括：根据所述人物日常的行进路线和走路姿态创建正常步态模型；从所述连续图像帧中提取所述人物的步态信息，创建出实际步态模型；将所述正常步态模型与所述实际步态模型进行比对得到摇晃值、速度偏差值、路径偏差值；当所述摇晃值大于预设摇晃阈值且/或所述速度偏差值大于预设速度偏差值且/或所述路径偏差值大于预设路径偏差值，判定所述人物的步态异常；所述神态分析的过程包括：从所述连续图像帧中提取人脸信息，对所述人脸信息进行表情分析得到表情分析结果，当所述表情分析结果为负面情绪，则判定所述人物的情绪状态异常。
33.在具体实施时，监测设备包括雷达、摄像装置，监测范围覆盖监护区域的每一个角落，雷达设备为毫米波雷达，可以探测到被监护人的具体位置，精确到厘米，再结合视频监
测设备，能够在图像中精确还原被监护人的行进路线等信息，为被监护人的健康检测提供更精确的数据。
34.所述移动侦测算法为三帧差分法和背景差分法结合对视频中的人物图像及移动路线进行提取，其过程可表示为：，，是差分图像的像素值，是第n+1帧图像的像素值，是第n帧图像的像素值，是背景图像的像素值，是对差分图像的像素值进行二值化处理后的结果，是判定该像素点是否为移动目标像素点的可变阈值，所述可变阈值根据环境的变化智能调节；所述步态分析的算法为openpose算法，先解析出人体的关节的位置，根据关节位置合成人物的姿态图，对姿态图与正常姿态图进行对比得到像素差值，根据预设的阈值判定人物的姿态是否异常；所述神态分析算法的过程为：使用10万张标注好情绪状态的人脸照片对卷积神经网络进行预训练，再将提取出的被监护人的脸部照片输入到所述卷积神经网络中进行识别得到情绪状态信息，所述卷积神经网络可以是vgg16、alexnet中的任意一个。
35.所述远程交互终端包括：所述远程交互模块接收所述监护终端模块发送的监护数据并进行可视化供用户查看；接收所述后台模块或所述监护终端模块发送的警报信息；提供数据调取接口供用户主动调取监护数据。
36.在具体实施时，远程交互终端可以是手机、平板电脑、pc电脑、智能手表等，其上安装有系统得远程交互程序，用户可以通过该程序查看监护终端产生的监护数据，接收后台发送的警报信息。
37.所述多模通信终端包括：所述多模通信模块包括路由组件、交换机组件、路径调度组件，所述路由组件维护所述监护终端的子ip路由表和云后台的ip地址、远程交互终端的ip地址完成远程通信，所述交换机组件维护前端模块和本地后台的mac地址表完成本地通信，所述路径调度组件接收所述监护终端发送的异常设备信息和云端模块发送的路径信息，断开异常设备的通信链路，使异常设备使用最大通信速率路径进行通信。
38.在具体实施时，所述多模通信模块为一个功能增强的路由器，同时具备交换机的功能，可以进行网络层和数据链路层的数据通信，还具有一个mcu芯片，其中开发了嵌入式程序对通信链路进行调度。
39.参考图2，为本发明提出的机构与居家多模安全监护系统的结构示意图；一种机构与居家多模安全监护系统包括：监护终端模块：对环境和人进行监测得到监护数据，为所述监护数据打上时间戳，
通过直连通信单元和多模通信网关将所述监护数据发送到后台和远程交互终端，所述监护终端包括多种监护设备；后台模块：所述后台分为本地后台和云后台，所述本地后台对文本监护数据进行即时处理，所述云后台对视频监护数据进行智能处理，同时后台保持对通信链路的诊断且在通信发生故障时动态调度通信链路；远程交互模块：被动接收所述监护终端模块的实时监护数据，接收用户的操作指令并对所述后台模块、所述监护终端模块执行所述操作指令；多模通信模块：监督所述监护终端模块的通信状态并动态调整通信链路，与所述云后台配合动态调度系统的通信链路，作为所述监护终端模块、所述后台模块、所述远程交互模块之间的冗余通信枢纽。
40.所述监护终端模块包括各种各样的监护设备，所述监护设备具有监护和报警的功能，包括了：跌倒监护仪、呼吸心率生命体征监护仪、监护摄像头、火焰探测器、烟雾报警器、紧急报警开关、燃气报警器，监护终端与后台有两条通信链路：移动通信链路、多模通信网关；所述后台模块用于处理监护数据，根据报警策略和监护数据的处理结果向监护终端和远程终端发送指令，后台也用于进行通信诊断，并根据诊断结果使用资源调度系统对通信链路进行调度，所述远程交互终端模块可以是智能手机、平板电脑、通用计算机、智能手表、声光电报警器等具有计算和通信功能的终端，所述多模通信模块为一个集成了路由功能、交换机功能、路径调度功能的多模通信网关。
41.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、装置、物品或者方法不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种过程、装置、物品或者方法所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、装置、物品或者方法中还存在另外的相同要素。
42.以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
43.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种机构与居家多模安全监护方法，其特征在于，包括：步骤一：监护终端对环境和人进行监测得到监护数据，为所述监护数据打上时间戳，通过直连通信单元和多模通信网关将所述监护数据发送到后台和远程交互终端；步骤二：所述后台通过直连通信单元接收到所述监护数据后进行数据处理，并设置预设时间的定时器，若在所述预设时间内未通过所述多模通信网关接收到带有所述时间戳的监护数据，则向监护终端发送故障诊断指令；步骤三：所述监护终端接收到所述故障诊断指令后，依次通过直连通信单元和多模通信网关将询问信息发送至后台，根据所述后台的回复信息诊断通信链路得到故障信息，并发送至所述后台；步骤四：所述后台根据所述故障信息开始动态调度通信链路，维持所述监护终端与所述后台的正常通信。2.根据权利要求1所述的机构与居家多模安全监护方法，其特征在于，在步骤四中，所述动态调度通信链路的过程包括：所述后台计算其他正常通信链路的通信速率，选出最大通信速率路径；获取所述最大通信速率路径中的监护终端作为主监护终端，获取所述主监护终端的ip地址作为第一ip地址，获取所述主监护终端的mac地址作为第一mac地址，获取所述主监护终端的端口作为第一端口；将所述故障通信链路中的监护终端作为客监护终端，获取所述客监护终端的mac地址作为第二mac地址、获取所述客监护终端的ip地址作为第二ip地址，获取所述客监护终端的端口作为第二端口；创建所述第一ip地址的子ip地址得到第一子ip地址，创建所述第二ip地址的子ip地址得到第二子ip地址；在所述多模通信网关中将所述第一子ip地址和所述第二子ip地址在路由表中与所述第一ip地址进行关联，在最大通信速率路径的监护终端中存储第二mac地址与第二ip地址；发送数据时，所述客监护终端将监护数据加上标记作为客监护数据，通过所述第一mac地址和所述第一端口将所述客监护数据发送到所述主监护终端，所述主监护终端将所述客监护数据转发至多模通信网关，所述多模通信网关识别接收的监护数据是否有标记，若有，将所述监护数据的源ip地址改为所述第二子ip地址，若没有，则将所述监护数据的源ip地址改为所述第一子ip地址，发送至后台；接收数据时，多模通信网关将监护数据发送至所述主监护终端，所述主监护终端识别接收的监护数据是否有标记，若有，根据所述第二mac地址和所述第二端口将所述数据转发至所述客监护终端，若没有，则表示所述监护数据的目的地是所述主监护终端。3.根据权利要求2所述的机构与居家多模安全监护方法，其特征在于，在所述后台计算其他正常通信链路的通信速率，选出最大通信速率路径的步骤中，包括：计算通信链路的通信速率用公式表示为：，
表示任意一条通信路径的通信速率，其中n是路径的编号，v表示传输速度，表示通信路径中单位时间的数据量的大小，t表示计算通信速率时所截取的时间，m表示使用该条通信路径进行通信的终端数量；选出当前速率最大的通信路径用公式表示为：，表示通信速率最大的通信路径。4.根据权利要求3所述的机构与居家多模安全监护方法，其特征在于，在创建所述第一ip地址的子ip地址得到第一子ip地址，创建所述第二ip地址的子ip地址得到第二子ip地址的步骤中，包括：将监护终端的mac地址通过压缩算法转化为1个字节形式得到新主机位；将ip地址映射为c类地址，并将最后的主机位替换成所述新主机位得到对应的子ip地址；对所述第一ip地址和所述第二ip地址执行上述步骤。5.根据权利要求4所述的机构与居家多模安全监护方法，其特征在于，在将监护终端的mac地址通过压缩算法转化为1个字节形式得到新主机位的步骤中，所述压缩算法包括：，其中，是新主机位的10进制形式，x是mac地址，n表示mac地址的进制形式；mod将转化为2进制形式的新主机位。6.根据权利要求1所述的机构与居家多模安全监护方法，其特征在于，在步骤二中，包括：所述后台分为本地后台和云后台，所述本地后台对文本监护数据进行即时处理，所述云后台对视频监护数据进行智能处理。7.根据权利要求6所述的机构与居家多模安全监护方法，其特征在于，在所述后台分为本地后台和云后台，所述本地后台对文本监护数据进行即时处理，所述云后台对视频监护数据进行智能处理的步骤中，所述智能处理的过程包括：提取所述视频监护数据中包含人物的连续图像帧，对人物进行姿势分析、步态分析、神态分析得到分析结果；若所述分析结果表示人物的健康状况存在异常，则向所述远程交互终端发送异常警示。8.根据权利要求7所述的机构与居家多模安全监护方法，其特征在于，所述姿势分析、步态分析、神态分析的过程包括：所述姿势分析的过程包括：根据移动侦测算法提取出所述连续图像帧中的人物的像素坐标；将所述像素坐标与所述人物的日常姿态的像素坐标进行比对得到像素差值；当所述像素差值大于预设阈值时，判定为人物姿态异常；
所述步态分析的过程包括：根据所述人物日常的行进路线和走路姿态创建正常步态模型；从所述连续图像帧中提取所述人物的步态信息，创建出实际步态模型；将所述正常步态模型与所述实际步态模型进行比对得到摇晃值、速度偏差值、路径偏差值；当所述摇晃值大于预设摇晃阈值且/或所述速度偏差值大于预设速度偏差值且/或所述路径偏差值大于预设路径偏差值，判定所述人物的步态异常；所述神态分析的过程包括：从所述连续图像帧中提取人脸信息，对所述人脸信息进行表情分析得到表情分析结果，当所述表情分析结果为负面情绪，则判定所述人物的情绪状态异常。9.根据权利要求1所述的机构与居家多模安全监护方法，其特征在于，在步骤一中，所述多模通信网关包括：路由组件、交换机组件、路径调度组件，所述路由组件维护所述监护终端的子ip路由表和云后台的ip地址、远程交互终端的ip地址完成远程通信，所述交换机组件维护前端模块和本地后台的mac地址表完成本地通信，所述路径调度组件接收所述监护终端发送的异常设备信息和云端模块发送的路径信息，断开异常设备的通信链路，使异常设备使用最大通信速率路径进行通信。10.一种机构与居家多模安全监护系统，应用于权利要求1-9任一项所述的机构与居家多模安全监护方法，其特征在于，所述机构与居家多模安全监护系统包括：监护终端模块：对环境和人进行监测得到监护数据，为所述监护数据打上时间戳，通过直连通信单元和多模通信网关将所述监护数据发送到后台和远程交互终端；后台模块：所述后台分为本地后台和云后台，所述本地后台对文本监护数据进行即时处理，所述云后台对视频监护数据进行智能处理，同时后台保持对通信链路的诊断且在通信发生故障时动态调度通信链路；远程交互模块：被动接收所述监护终端模块的实时监护数据，接收用户的操作指令并对所述后台模块、所述监护终端模块执行所述操作指令；多模通信模块：监督所述监护终端模块的通信状态并动态调整通信链路，与所述云后台配合动态调度系统的通信链路，作为所述监护终端模块、所述后台模块、所述远程交互模块之间的冗余通信枢纽。

技术总结
本发明提供了一种机构与居家多模安全监护系统与方法，运用于监护系统领域，其方法包括：监护终端对环境和人进行监测得到监护数据，通过直连通信单元和多模通信网关将监护数据发送到后台；后台通过直连通信单元接收到监护数据后进行数据处理，并设置预设时间的定时器，若在预设时间内未通过多模通信网关接收到带有时间戳的监护数据，则发送故障诊断指令；监护终端依次通过直连通信单元和多模通信网关将询问信息发送至后台，根据后台的回复信息诊断通信链路得到故障信息；后台根据故障信息动态调度通信链路；通过冗余链路通信、进行通信诊断和链路调度，保证了监护系统的正常通信，监护工作因而更可靠。监护工作因而更可靠。监护工作因而更可靠。


技术研发人员：肖云 姚伟伟 肖林 石煜
受保护的技术使用者：江西七叶莲科技有限公司
技术研发日：2023.06.06
技术公布日：2023/7/7