养老院人员跌倒检测识别预警系统：架构、技术与应用

养老院老人跌倒是养老服务中的核心安全隐患之一 —— 跌倒可能导致骨折、颅内出血等严重伤害，甚至引发长期卧床并发症。养老院人员跌倒检测识别预警系统通过 “感知 - 分析 - 预警 - 联动” 的全流程技术方案，实现对老人跌倒行为的实时识别、自动报警及后续应急响应，显著降低跌倒伤害风险，提升养老服务的安全性与智能化水平。

一、系统整体架构

系统遵循 “分层设计、协同联动” 原则，分为感知层、传输层、处理层、应用层4 个核心层级，各层级功能明确且数据互通，形成完整的跌倒预警闭环。

二、核心跌倒检测技术

系统的核心是 “准确识别跌倒行为”，目前主流技术分为视觉识别技术、传感器识别技术、多模态融合技术三类，各类技术的适用场景与优缺点不同，养老院需根据场景选择适配方案。

1. 视觉识别技术（最常用）

基于摄像头采集的图像 / 视频，通过 AI 算法分析老人的姿态（如身高、重心变化、动作轨迹），判断是否发生跌倒。

核心算法：目标检测算法（YOLOv8、Faster R-CNN）+ 行为分析算法（姿态估计模型如 OpenPose）；

设备类型：

普通高清摄像头：适用于光线充足的公共区域（如活动室、走廊）；

红外 / 深度相机：解决夜间无光、光线昏暗场景（如卧室），同时避免 “可见光摄像头” 的隐私争议；

优势：非接触式（老人无抵触）、覆盖范围广（单摄像头覆盖 10-20㎡）、可追溯（存储视频用于事后分析）；

不足：易受遮挡（如家具、其他老人）、光照极端时准确率下降、隐私保护需特殊处理（如 “局部模糊非跌倒区域”）。

2. 传感器识别技术（补充场景）

通过 “可穿戴设备” 或 “环境传感器” 采集老人的运动状态数据，间接判断是否跌倒，适用于视觉无法覆盖的场景（如卫生间、卧室私密区域）。

（1）可穿戴设备方案

核心设备：智能手环 / 手表（内置加速度计、陀螺仪、重力传感器）；

原理：跌倒时人体会产生 “快速垂直加速度变化 + 姿态突变”，传感器捕捉这一特征，与预设的 “跌倒模型” 匹配；

优势：不受遮挡影响、响应速度快（<1 秒）、可同步监测心率（跌倒后异常心率可辅助判断伤害程度）；

不足：依赖老人佩戴（易遗忘、抵触）、电池需定期充电。

（2）环境传感器方案

核心设备：毫米波雷达（安装于天花板 / 墙面）、压力传感器（嵌入智能床垫 / 地面）；

原理：毫米波雷达通过 “电磁波反射” 分析人体轮廓与运动轨迹，压力传感器通过 “压力分布变化” 判断是否有 “突然倒地” 动作；

优势：完全非接触、无隐私泄露风险（不采集图像）、穿透性强（可隔衣物 / 薄墙）；

不足：成本较高、小空间（如卫生间）安装需精准校准。

3. 多模态融合技术（未来趋势）

单一技术易出现误判（如视觉被遮挡、可穿戴设备脱落），多模态融合技术将 “视觉数据 + 传感器数据” 结合，通过 AI 算法交叉验证，大幅提升准确率（误判率可降至 0.5% 以下）。

示例：老人在卫生间跌倒时，毫米波雷达先捕捉到 “姿态突变”，同时智能手环的加速度计触发 “跌倒特征”，系统交叉验证后确认跌倒，避免单一设备误判。

三、系统核心功能模块

除 “跌倒检测” 外，系统需围绕 “应急响应” 和 “管理优化” 设计配套功能，形成完整的安全保障体系。

1. 实时跌倒预警（核心功能）

自动识别：AI 算法实时分析数据，一旦判定 “跌倒”，1 秒内触发报警；

多级报警：

本地报警：跌倒区域的声光报警器响起，提醒附近护理员；

移动通知：护理员 APP 推送报警信息（含跌倒位置、老人姓名、实时画面）；

紧急联动：若 10 分钟内无护理员确认处理，系统自动联系养老院负责人、家属，甚至对接 120 急救（需提前授权）。

2. 跌倒风险预判（进阶功能）

部分高端系统可通过 “历史数据 + 实时行为” 预判跌倒风险，提前干预：

分析老人的步态（如步态不稳、步速变慢）、活动习惯（如夜间频繁起夜）、生理数据（如低血压）；

对高风险老人，系统向护理员推送 “重点关注提醒”，建议调整环境（如加装扶手）或增加巡视频次。

3. 数据追溯与管理

历史记录：存储所有跌倒事件的 “时间、位置、处理过程、老人状态”，形成台账，便于事后复盘；

风险分析：自动统计跌倒高发区域（如卫生间门口）、高发时段（如凌晨 3-5 点），为养老院优化环境（如铺防滑垫、增加夜间照明）提供数据支撑。

4. 隐私保护功能

针对 “视觉监控” 的隐私争议，系统需内置隐私保护机制：

画面脱敏：非跌倒状态下，摄像头画面自动模糊老人面部或局部区域；

权限控制：仅授权护理员、管理员可查看实时画面，家属需申请且经老人同意后才能查看；

数据加密：所有视频、位置数据传输和存储时采用加密技术，防止泄露。

四、系统应用价值

1. 对养老院：提升安全管理效率

降低人工成本：减少 24 小时专人盯守的压力，护理员可通过 APP 接收精准报警，无需频繁巡逻；

减少责任风险：跌倒事件可追溯、可举证，避免因 “未及时发现” 引发的纠纷。

2. 对老人：保障人身安全

缩短救援时间：跌倒后最快 1 分钟内被发现，避免 “长时间倒地无人知” 导致的二次伤害；

提升安全感：老人无需担心跌倒后无法求助，增强居住信心。

3. 对家属：缓解照护焦虑

实时知情：家属可通过小程序接收 “跌倒报警” 或 “日常安全提醒”，远程了解老人状态；

透明化管理：可查看养老院的应急处理流程，放心将老人托付。

五、现存挑战与解决方案

六、未来发展趋势

AI 大模型赋能风险预判：结合老人的健康档案（如骨质疏松、高血压）、用药记录，通过大模型更精准地预判跌倒风险，实现 “从被动响应到主动预防”；

物联网深度联动：系统与养老院的 “智能环境设备” 联动（如跌倒后自动打开房间灯光、解锁房门，方便护理员进入）；

轻量化与低功耗：可穿戴设备向 “无充电”（如太阳能供电）、“无创”（如贴肤式传感器）方向发展，提升老人佩戴舒适度；

适老化设计优化：针对认知障碍老人，系统可增加 “语音提醒”（如 “您刚才有跌倒风险，请慢一点”），辅助老人规避危险。

总结

养老院人员跌倒检测识别预警系统不仅是 “技术工具”，更是 “养老安全体系” 的核心支撑。它通过技术手段弥补人工照护的不足，将 “被动救援” 转化为 “主动预防 + 快速响应”，既保障了老人的生命安全，也推动养老院从 “传统照护” 向 “智能化、精细化照护” 升级。未来，随着技术的成熟和成本的降低，这类系统将成为养老院的 “标配”，为养老服务的安全性和品质提供坚实保障。