独居老人生活异常预警系统

创设人：赵鑫炜 韦泽宁    指导老师：张旭刚、许玄玄

1 项目简介

本项目基于ESP32开发了一套面向独居老人的生活节律异常预警系统。系统通过非视觉传感器（PIR、门磁、床压等）采集行为数据，在边缘端完成分析与异常识别，实现低隐私侵入的智能监护方案。

2 创新点

l  使用非视觉传感器替代摄像头，保护隐私

l  基于生活节律与事件链分析异常，而非单点阈值

l  边缘计算处理，减少数据上传

l   MQTT+Web实现实时展示与远程通知

3 系统组成

总体架构：系统由感知层、边缘层和照护端/服务端组成。感知层负责采集房间活动、门状态和压力状态；边缘层负责事件清洗、状态推断、特征提取、异常评分和分级输出； 照护端则接收告警摘要并展示最小必要信息。

感知层：PIR、门磁、床压传感器

边缘层：ESP32主控，进行数据处理与异常判断

应用层：手机通知、Web页面展示

软件流程：事件采集、状态更新、历史基线维护、异常评分、分级输出和远程发布。当前代码已实现以下关键模块：

•  基于 GPIO 的卧室 PIR、厕所 PIR、门磁、床压状态采集；

•  基于 5 天历史记录的起床时间平均值和日活动量平均值计算；

•  起床异常、厕所滞留、白天长时卧床、长时间无活动、活动量骤降五类规则；

•  蜂鸣器本地告警输出与分级触发；

•  基于 MQTT 的告警、心跳和实时状态推送；

•  本地 Web  页面、/api/status、/api/wifi-config 与 /api/dev-config 接口；

•  连续 3 次 Wi-Fi 失败后自动切换 AP 配网，并支持 captive portal 重定向；

•  基于 SPIFFS 的 Wi-Fi 、演示模式和床压极性配置保存。

4 功能实现

• 起床异常检测

• 如厕滞留检测

• 长时间无活动检测

• 活动量骤降检测

• 本地蜂鸣报警 + MQTT推送

5 实验与结果

系统在32次模拟测试中表现稳定，F1值约为0.88，平均响应时间约10秒，具备良好的实用性。

6 隐私与安全设计

系统遵循最小必要原则，不采集音视频数据，仅上传必要告警信息，并计划引入TLS加密等安全措施。

7 应用前景

可用于居家养老、智慧社区、医疗辅助等场景，具有较高推广价值。

8 后续优化方向

• 提升算法精度   

• 完善真实环境部署

• 优化传感器安装与校准

• 强化数据安全与隐私保护

9 项目获奖