王飛飛 胡海峰

摘要：針對日益突出的老年人居家養(yǎng)老問題，在對具體需求進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，提出了一種居家養(yǎng)老監(jiān)護(hù)預(yù)警方案，該方案中通過隨身攜帶設(shè)備進(jìn)行體征信息的采集，然后通過傳輸模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送至移動終端進(jìn)行顯示存儲，并定時發(fā)送至遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)中心，如數(shù)據(jù)異常較明顯則即時發(fā)送至監(jiān)護(hù)中心，系統(tǒng)每日對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比對給出建議與反饋，從而形成長期有效的身體狀態(tài)監(jiān)控。

關(guān)鍵詞：監(jiān)護(hù)預(yù)警;數(shù)據(jù)分析;居家養(yǎng)老

中圖分類號：TP311? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? 文章編號：1009-3044（2018）34-0034-01

1 引言

隨著社會的發(fā)展，老年人的居家養(yǎng)老問題日益突出，目前的居家養(yǎng)老監(jiān)護(hù)大多功能單一，不具備常規(guī)生理指標(biāo)數(shù)據(jù)的采集與處理功能，傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控設(shè)備只能有限地進(jìn)行外在體征觀察，而能夠獲取有效數(shù)據(jù)的有線監(jiān)護(hù)設(shè)施因連接設(shè)備較多、使用煩瑣專業(yè)化、價格較高等并不適合老年人的家庭使用環(huán)境，沒有得到很好的普及，因此智能化、人性化、使用簡單的監(jiān)護(hù)預(yù)警方案是目前研究的重點問題[1-3]。本文在對信息采集、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)進(jìn)行分析研究的基礎(chǔ)上，提出了一種新的方案，首先通過傳感器節(jié)點對老人體征信息進(jìn)行采集，然后通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)將采集的信息傳送至移動終端，最終定時將信息通過網(wǎng)絡(luò)傳輸至醫(yī)療單位。

2 相關(guān)技術(shù)

2.1通信模型

傳感器節(jié)點在具體工作時采用文獻(xiàn)[4]中的通信模型，該模型中節(jié)點發(fā)送kbit數(shù)據(jù)所消耗的能量為：

式（1）中，參數(shù)β的取值與信息傳輸?shù)木嚯x相關(guān)，其值直接影響了節(jié)點的發(fā)送能耗，當(dāng)傳輸距離d小于d0（d0=86.2）時，采用自由空間信道模型，β值為2;當(dāng)傳輸距離d大于d0時，采用多徑衰減信道模型，β值為4，所以當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸距離大于某個臨界值時，節(jié)點消耗能量變化較大。

2.2定位算法

由于監(jiān)護(hù)對象老人是不斷移動的，當(dāng)出現(xiàn)突發(fā)問題時其位置信息在監(jiān)護(hù)過程中尤為重要，因此對老人位置的確定在整個系統(tǒng)中是非常重要的。在已有的定位技術(shù)中，本系統(tǒng)采用的是基于RSSI的定位方法，在該方法中，如果已知發(fā)射節(jié)點的信號強(qiáng)度，接收節(jié)點可以通過接收到的信號強(qiáng)度計算出傳播中的信號損耗，最后根據(jù)理論、經(jīng)驗?zāi)Ｐ团c已有算法計算出節(jié)點之間的位置。在實際需要定位前，首先要確定監(jiān)測點，并記錄各點收到的信號強(qiáng)度，根據(jù)數(shù)據(jù)建立各監(jiān)測點位置和信號強(qiáng)度關(guān)系的數(shù)據(jù)庫（x，y，ss1，ss2，ss3）[5]。當(dāng)老人出現(xiàn)問題需要進(jìn)行實際定位以獲取最快的醫(yī)療救助時，系統(tǒng)根據(jù)即時信號強(qiáng)度和已有的信號強(qiáng)度進(jìn)行比較，信號強(qiáng)度均方差最小的點位置即為要尋找的老人的坐標(biāo)點，為了提高數(shù)據(jù)的精確度，可以進(jìn)行多次定位，最終取其平均值。

3 系統(tǒng)方案分析與設(shè)計

3.1 功能分析

該系統(tǒng)主要應(yīng)用于居家養(yǎng)老，通過佩戴設(shè)備的形式采集老人的相關(guān)生理體征信息，并將采集到的信息通過網(wǎng)絡(luò)傳輸給終端，具備的基本功能如下：

（1）在不影響老人正常生活的前提下對老年人的血壓、脈搏等信息進(jìn)行采集。

（2）當(dāng)體征信息出現(xiàn)異常時給出預(yù)警，提醒老人與遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)中心的注意。

（3）實現(xiàn)采集信息的正常傳輸，當(dāng)老人體征信息正常時每天定時將信息由移動終端傳輸至遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)中心。

（4）實現(xiàn)用戶的居家定位，在意外發(fā)生時能準(zhǔn)確地獲取老人的位置信息。

（5）移動終端軟件簡單明了易用，方便用戶的日常使用。

3.2 系統(tǒng)方案設(shè)計

該預(yù)警監(jiān)護(hù)系統(tǒng)中，隨身設(shè)備是最基礎(chǔ)的設(shè)施，由傳感器信息采集模塊與通信模塊組成，通過信息采集模塊對血壓、脈搏等生理體征參數(shù)進(jìn)行采集后，經(jīng)由通信模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送到協(xié)調(diào)器中，網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器對數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總?cè)诤虾筠D(zhuǎn)發(fā)到移動終端，正常情況下每日定時進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，如果出現(xiàn)信息異常，則發(fā)出預(yù)警信號并即時傳輸。

移動終端是整個系統(tǒng)中最直觀的部分，對傳感器節(jié)點采集傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲并常規(guī)顯示，讓用戶能夠?qū)ψ约旱男畔⑦M(jìn)行查看，并接收遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)中心的反饋信息與健康建議。移動終端的軟件根據(jù)需要分為基于Web的頁面和基于Android的App，基于Web的軟件可以在家用電腦上使用，而App可以在手機(jī)上操作，無論哪種方式，都要做到界面簡單，功能簡潔適當(dāng)，包括常規(guī)的系統(tǒng)登錄、體征信息顯示與反饋信息查看功能。系統(tǒng)登錄采取身份證驗證方式，以便與醫(yī)院對接時快捷地核實用戶的身份信息;體征信息顯示界面主要對常規(guī)采集的數(shù)據(jù)以直觀的方式進(jìn)行展現(xiàn)，反饋信息查看頁面則是遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)中心根據(jù)收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析而形成的日常身體報告。

遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)中心是整個系統(tǒng)的核心所在，每天定時接收各項測量數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)存儲到SQL Server數(shù)據(jù)庫中，根據(jù)各項醫(yī)用指標(biāo)對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后得出日常身體報告返回給用戶，并根據(jù)分析結(jié)果對可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行預(yù)防，如遇突發(fā)狀況，則需要準(zhǔn)確確認(rèn)用戶的身份與所處位置，并與醫(yī)療機(jī)構(gòu)聯(lián)系，形成及時救助。同時需要每隔一段時期對用戶的身體報告進(jìn)行連續(xù)性分析，形成對日常身體狀況的有效監(jiān)控。

具體工作流程如圖1所示：

4 結(jié)束語

該居家養(yǎng)老監(jiān)護(hù)預(yù)警方案可以實現(xiàn)信息的采集，并將采集到的信息傳輸至移動終端和遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)中心，在出現(xiàn)異常突發(fā)狀況時能夠發(fā)出警報提示信號，遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)系統(tǒng)根據(jù)對收到的信息進(jìn)行分析，實現(xiàn)對老人身體狀況的監(jiān)護(hù)，同時能夠根據(jù)數(shù)據(jù)的日常變化對老人的身體狀況做出有效預(yù)警。

參考文獻(xiàn)：

[1] 潘永友. 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的養(yǎng)老院管理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 杭州電子科技大學(xué)， 2013：7-8.

[2] 楊蕾， 楊路明， 滿君豐， 等. 空巢老人智能監(jiān)護(hù)系統(tǒng)中異常情況檢測的研究[J]. 計算機(jī)工程與應(yīng)用， 2009， 45（16）： 242-245.

[3] 張赟， 宋紅波. 居家老人的安全預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 西安郵電大學(xué)學(xué)報， 2013， 18（1）： 104-108.

[4] Heinzelman W， Chandrakasan A， Balakrishnan H. An Application Specific Protocol Architecture for Wireless Microsensor Networks [J]. IEEE Transactions on Wireless Communications， 2002， 1 （4）： 660-670.

[5] 孫利民，李建中，陳 渝， 等.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)[M]. 清華大學(xué)出版社， 2005（5）：146-148.

【通聯(lián)編輯：光文玲】