老齡化社區(qū)智能服務(wù)平臺及其數(shù)據(jù)分析

黃媛媛++張珣

摘 要：中國老齡化問題伴隨著社會的發(fā)展、生活質(zhì)量的提高而日趨嚴重，如何在社會公共服務(wù)資源有限的情況下，運用信息化手段解決社區(qū)養(yǎng)老問題和完善社會保障服務(wù)，已經(jīng)成為當今備受關(guān)注的民生問題。應(yīng)用云計算技術(shù)，結(jié)合老年用戶的特殊要求，研究了能夠提供不同養(yǎng)老服務(wù)的社區(qū)智能服務(wù)平臺，給出了平臺的具體架構(gòu)和實現(xiàn)方法，并在此基礎(chǔ)上提取了相關(guān)數(shù)據(jù)分析模型，設(shè)計了相應(yīng)的服務(wù)終端軟件，對現(xiàn)有老齡化社區(qū)的改造具有參考意義。

關(guān)鍵詞：老齡化社區(qū)；Eucalyptus；數(shù)據(jù)分析；云計算

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2016）12-00-03

0 引 言

隨著科學技術(shù)的快速發(fā)展和老齡化程度不斷加深及其服務(wù)需求的不斷增多，中國的養(yǎng)老服務(wù)正面臨著巨大的挑戰(zhàn)。中國社區(qū)養(yǎng)老模式起步較慢，其傳統(tǒng)養(yǎng)老主要是基于社會服務(wù)的家庭照顧方式，關(guān)注老年人身體和心理健康，給予有困難的三無老人、“空巢”老人和殘疾老人幫助[1]。

國外許多社區(qū)養(yǎng)老模式已發(fā)展成熟，“智能化養(yǎng)老”由英國一個生命信托基金會首次正式提出，該基金會提出的理念是建設(shè)能夠使老年人在家中養(yǎng)老并提高生活質(zhì)量的全智能化老年公寓。美國是世界范圍內(nèi)最先開始研究適老化相關(guān)技術(shù)的國家，它根據(jù)老年人的生理狀況、年齡和喜好建設(shè)，可照顧社區(qū)內(nèi)形態(tài)各異的老人，適合不同需求的老年人居住。日本是老年住宅的先驅(qū)，其最早發(fā)布的“銀發(fā)住宅建設(shè)計劃”[2]提出了為可以自理的老齡化人群提供租賃式公寓的理念。日本成立了專門的研究會制定了一系列發(fā)展規(guī)劃，從智能家庭、智能設(shè)備發(fā)展到智能建筑、智能城市，為智能化城市的發(fā)展做出了巨大貢獻。

本文結(jié)合云技術(shù)研究了能夠提供不同養(yǎng)老服務(wù)的社區(qū)智能服務(wù)平臺，老人只需通過移動終端就可以實現(xiàn)如家政服務(wù)、醫(yī)療服務(wù)等功能，為老人們提供了安全、便捷的服務(wù)。

1 系統(tǒng)需求分析

在研究老齡化社區(qū)智能服務(wù)平臺之前，需要先了解我們平臺用戶即老人們的需求。調(diào)查國內(nèi)社區(qū)老人居住的現(xiàn)狀，了解在社區(qū)養(yǎng)老服務(wù)過程中老人需要的服務(wù)內(nèi)容與服務(wù)方式，以提供滿足需求的服務(wù)。

1.1 社區(qū)對象的需求

老年人生活中普遍存在獨居、老年病頻發(fā)、居住條件差、社區(qū)質(zhì)量不好等特點，在此基礎(chǔ)上，老齡化社區(qū)智能服務(wù)平臺的研究主要是為了滿足老人們的生理需求和心理需求。

1.1.1 老年人的生理需求

老年人的感知能力和自身生理素質(zhì)都會隨著各項生理機能的衰退而產(chǎn)生變化，這會給他們的正常生活帶來諸多困難與不便。老人的生理需求主要集中體現(xiàn)在“醫(yī)療保健”和“生活照料”兩方面[3]。

（1）“醫(yī)療保健”在為所有老年人群體提供日常保健護理工作的基礎(chǔ)上，還會根據(jù)老年人的具體情況提供相應(yīng)的藥物、醫(yī)療等服務(wù)；

（2）“生活照料”主要向獨居老人提供介紹保姆、日常包裹代收、推薦日常養(yǎng)老機構(gòu)等服務(wù)[4]。

1.1.2 老年人的心理需求

老年人大部分時間都是在家獨自度過，他們的人際圈會變得更加狹窄，所以他們更需要心靈和情感寄托。故該系統(tǒng)提供了“文化娛樂”“老年教育”等內(nèi)容。

1.2 系統(tǒng)概述

本文的設(shè)計基于云技術(shù)的老齡化社區(qū)智能服務(wù)系統(tǒng)，可以將傳統(tǒng)信息化社區(qū)中多個獨立的系統(tǒng)進行整合，為社區(qū)提供一個軟件管理平臺。系統(tǒng)的設(shè)計目標是可以隨時隨地利用移動終端或者電腦來完成各種服務(wù)功能，因此該系統(tǒng)設(shè)計的界面簡單、易操作，針對不同的終端，界面的適應(yīng)性要強。智能服務(wù)系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖1所示。

如圖1所示，智能社區(qū)子系統(tǒng)主要分為社區(qū)安防、信息管理、公共服務(wù)和居家服務(wù)共四個模塊，其中，公共服務(wù)包括醫(yī)療衛(wèi)生、養(yǎng)老機構(gòu)、教育機構(gòu)等，居家服務(wù)包括家政服務(wù)等。

2 云服務(wù)系統(tǒng)組成

2.1 Eucalyptus云計算平臺

AbiCloud、Eucalyptus和Nim-bus是目前較流行的開源云計算平臺，而Eucalyptus能提供應(yīng)用開發(fā)研究所需的硬件資源，并且該平臺安裝、部署和維護比較方便。Eucalyptus架構(gòu)如圖2所示，包括客戶端層、云控制臺層和云后端層。

客戶與Eucalyptus平臺交互通過最上層中基于Rest和Soap的Web服務(wù)就可以實現(xiàn)。邏輯上，云控制器（CLC）、集群控制器（CC）、存儲控制器（SC）、存儲服務(wù)組件（Walrus）、節(jié)點控制器（NC）是Eucalyptus的5個組件，它們相互協(xié)作共同提供用戶所需的云服務(wù)。CLC控制管理局域網(wǎng)內(nèi)所有NC和負責高層次的資源調(diào)度，是架構(gòu)的核心部分。CC負責管理整個虛擬機實例網(wǎng)絡(luò)，通過開啟虛擬機實例的請求路由到具有可用資源的NC節(jié)點上[5]。SC與Walrus聯(lián)合工作存儲和訪問用戶數(shù)據(jù)及虛擬機映像。Walrus主要管理對Eucalyptus存儲服務(wù)的訪問。NC是控制當前機器節(jié)點上虛擬機實例的最終計算節(jié)點。一臺單獨的虛擬機在一個節(jié)點機器上作為一個獨立的實例存在，多個節(jié)點控制器組成了特定的云[6]。

2.2 數(shù)據(jù)分析

Hadoop是具有高可靠性的開源分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)，它運行的環(huán)境可以是由大量廉價硬件設(shè)備組成的集群[7]。Hadoop具有效率高、可移植性高、擴容能力強等優(yōu)點，許多知名公司如阿里巴巴、雅虎、百度等都利用Hadoop構(gòu)建自己的數(shù)據(jù)中心，用其對海量數(shù)據(jù)進行存儲分析。

HDFS（分布式文件系統(tǒng)）和MapReduce算法模型是Hadoop框架最核心的設(shè)計[8]。其基本架構(gòu)如圖3所示。

2.3 公共服務(wù)云架構(gòu)

云計算平臺為公共服務(wù)云架構(gòu)提供了各種信息，并統(tǒng)一存儲、管理、融合和處理信息。為了實現(xiàn)社區(qū)系統(tǒng)子功能的擴展，采用了可以實現(xiàn)社區(qū)云服務(wù)融合并提供統(tǒng)一接口的松耦合式架構(gòu)。社區(qū)云可將社區(qū)安防、信息管理、公共服務(wù)和居家管理等子系統(tǒng)全部整合在一個完善的系統(tǒng)中，這些子系統(tǒng)的軟硬件具體實現(xiàn)環(huán)節(jié)我們無需具體了解，它們均由公共服務(wù)云平臺屏蔽。普通住戶可以通過連接服務(wù)平臺來使用資源。

2.3.1 云服務(wù)平臺的構(gòu)建

社區(qū)云服務(wù)平臺的硬件資源設(shè)計如圖4所示。

圖4 云服務(wù)平臺構(gòu)造圖

平臺主要由以下四部分構(gòu)成：

（1）防火墻左邊是用于部署Gridsphere門戶系統(tǒng)的門戶端（192.168.142.167），是管理員管理云資源的入口，安裝的Euca2ools工具以及訪問Eucalyptus平臺的相應(yīng)證書信息，可作為訪問云服務(wù)平臺的中間件[9]。

（2）用于存儲上傳至云平臺的鏡像文件[10]和存儲各子系統(tǒng)（如監(jiān)控數(shù)據(jù)庫、物業(yè)綜合服務(wù)系統(tǒng)）的FTP服務(wù)器（192. 168.142.162）。

（3）云平臺的外部存儲（192.168.142.163-192.168.142.165）主要組合了Hadoop存儲架構(gòu)技術(shù)，門戶系統(tǒng)需要用到MySQL數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫存放在外部存儲中，實現(xiàn)了虛擬機的備份與快照。

（4）前端和后端的私有云。其架構(gòu)由三臺物理機構(gòu)成，前端（192.168.142.166）安裝了Eucalyptus云平臺的四大組件，分別為CC、Walrus、CLC和SC；后端包括兩臺刀片機（192.168.142.160和192.168.142.161），它們均安裝了Node Controller組件以運行虛擬機。

2.3.2 云架構(gòu)平臺

圖5所示為社區(qū)智能系統(tǒng)云架構(gòu)平臺。

云平臺分為基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IaaS）、平臺即服務(wù)（PaaS）和軟件即服務(wù)（SaaS）三部分。智慧社區(qū)系統(tǒng)從云服務(wù)提供商那里租用基礎(chǔ)設(shè)施，以Eucalyptus+Hadoop框架為基礎(chǔ)，構(gòu)建PaaS平臺，該平臺具有對海量數(shù)據(jù)的存儲能力和并行批處理能力，最后以SaaS模式發(fā)布到互聯(lián)網(wǎng)上，供社區(qū)租用。

3 基于Android終端的控制

3.1 系統(tǒng)的整體設(shè)計

系統(tǒng)使用Android Studio作為開發(fā)環(huán)境，用戶通過手機App與系統(tǒng)交互，利用Android系統(tǒng)提供的內(nèi)部資源實現(xiàn)智慧社區(qū)中的各種功能。

3.2 客戶端實現(xiàn)

3.2.1 用戶控制

客戶端設(shè)計的主要內(nèi)容是用戶UI界面設(shè)計與使用。用戶UI界面使用XML布局文件和Java代碼混合控制的方式，XML頁面布局文件采用多種布局方式相結(jié)合的方法，包括LinearLayout，TableLayout，RelativeLayout以及GridLayout。Java代碼實現(xiàn)了Android四大組件Activity，Service，Broadcast Receiver和ContentProvider的結(jié)合，使其可實現(xiàn)更多功能。

3.2.2 功能實現(xiàn)

在ActivityGroup中設(shè)計了“鄰里”“物業(yè)”“我的”和“更多”4個子界面。

（1） “鄰里”列表主要負責展示社區(qū)的各種活動和通知等；

（2）“物業(yè)”模塊主要包括收繳電費、故障報修等內(nèi)容；

（3）“我的”界面主要是社區(qū)居民個人信息管理；

（4）“更多”模塊包括其他一些如外賣等額外服務(wù)。

圖6所示為客戶登錄界面，圖7所示為客戶端操作界面。

4 結(jié) 語

本文介紹了Eucalyptus和Hadoop云計算平臺，結(jié)合老年用戶的特殊要求，研究了能夠提供不同養(yǎng)老服務(wù)的社區(qū)智能服務(wù)平臺，給出了平臺的具體架構(gòu)和實現(xiàn)方法，并在此基礎(chǔ)上提取了相關(guān)數(shù)據(jù)分析模型，設(shè)計了相應(yīng)的服務(wù)終端軟件，為社區(qū)老年居民的生活帶來便利，為未來養(yǎng)老模式的發(fā)展提供了參考。

參考文獻

[1]龔靜怡.居家養(yǎng)老—社區(qū)養(yǎng)老服務(wù)：符合中國國情的城鎮(zhèn)養(yǎng)老模式[J].河海大學學報（哲學社會科學版），2004，6（4）：72-74.

[2]李川瑜.我國城市居家養(yǎng)老社區(qū)服務(wù)研究[D].杭州：浙江大學，2007.

[3]馬澤華.城市社區(qū)居家養(yǎng)老模式中完善社區(qū)服務(wù)問題研究[D].大連：遼寧師范大學，2013.

[4]周莉.城市居民居家養(yǎng)老社區(qū)支持體系研究[D].長沙：中南大學，2012.

[5]崔巍，李益發(fā)，斯雪明.基于Eucalyptus的基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)云框架協(xié)議設(shè)計[J].電子與信息學報，2012，34（7）：1748-1754.

[6]方薇，崔超遠，王儒敬.Eucalyptus開源框架下云平臺的構(gòu)建與性能分析[J].計算機系統(tǒng)應(yīng)用，2012，21（6）：1-5.

[7]陳吉榮，樂嘉錦.基于Hadoop生態(tài)系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)解決方案綜述[J].計算機工程與科學，2013，35（10）：25-35.

[8]楊來，史忠植，梁帆，等.基于Hadoop云平臺的并行數(shù)據(jù)挖掘方法[J]. 系統(tǒng)仿真學報，2013，25（5）：936-944.

[9]章雙佐.基于云架構(gòu)的智能社區(qū)信息管理系統(tǒng)研發(fā)[D].長春：吉林大學，2013.

[10]仝曄.智能社區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施管理系統(tǒng)研究與實現(xiàn)[D].北京：北京郵電大學，2015.