物聯(lián)網(wǎng)智能居家養(yǎng)老系統(tǒng)與服務(wù)云平臺的設(shè)計

【摘 要】社會老齡化的問題越來越明顯、越來越嚴重，面對4+2+1的家庭模式，為了有效解決老人居家的安全舒適生活還要保證子女安心上班的矛盾。本文結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，借助大數(shù)據(jù)，移動互聯(lián)網(wǎng)、人機交互等技術(shù)建立集成各種智能終端及傳感設(shè)備設(shè)計了一款智能居家養(yǎng)老系統(tǒng)與服務(wù)平臺，通過居家安防系統(tǒng)、老人生理參數(shù)指標統(tǒng)計，居家生活管理等模塊的設(shè)計，有效保證了老人居家生活的安全性，在很大程度上降低了異常情況的發(fā)生，極大地減輕了子女對居家老人的擔心。

【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng)；智能養(yǎng)老；居家安防系統(tǒng)；生理參數(shù)指標

中圖分類號： TN929.5；TP391.44；TU855 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）28-0131-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.28.059

0 引言

《“十三五”國家老齡事業(yè)發(fā)展和養(yǎng)老體系建設(shè)規(guī)劃》：預(yù)計到2020年，全國60歲以上老年人口將增加到2.55億人左右，占總?cè)丝诒戎靥嵘?7.8%左右；高齡老年人將增加到2900萬人左右，獨居和空巢老年人將增加到1.18億人左右，老年撫養(yǎng)比將提高到28%左右[1-2]。老年人的生活照料、精神文化等養(yǎng)老服務(wù)需求日益增長?；诖?，如何利用智能化手段及先進技術(shù)，解決正值中間力量的70，80后既要養(yǎng)家生活，又要照顧居家老人的矛盾就顯得尤為重要了。

1 養(yǎng)老發(fā)展現(xiàn)狀分析

1.1 國外養(yǎng)老發(fā)展現(xiàn)狀分析

最近一次美國人口普查局公布的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，美國65歲以上的老齡公民為3500萬人，占人口比例的12.4%[3]。預(yù)計到2030年美國老齡人口將急劇增加為7000萬左右，占總?cè)丝诘谋壤龑⒃鲋?0%，大多數(shù)美國人退休后不愿意依賴子女生活，他們一般選擇在自己的家中安度晚年或是入住老年公寓和養(yǎng)老院，因此，智能居家養(yǎng)老系統(tǒng)是他們非常依賴的“生活伴侶”。

日本總務(wù)省最新統(tǒng)計顯示，2018年日本總?cè)丝跒?.2652億人，較去年同期減少23萬人。截至2017年10月，日本65歲以上老年人口為3515.2萬人，占總?cè)丝诘?7.7%。日本是一個高齡化社會，日本人口數(shù)量減少的一個情況下，老人數(shù)量增長比較多。日本現(xiàn)在有更多的養(yǎng)老機構(gòu)引進了機器人進行服務(wù)[4-5]。

1.2 國內(nèi)養(yǎng)老發(fā)展現(xiàn)狀分析

中國1999年開始進入人口老齡化社會，統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，截至2017年底，我國60歲及以上老年人口2.41億人，占總?cè)丝?7.3%[3]。預(yù)計到2025年將突破3億，2033年突破4億，2050年前后達到峰值4.87億，占總?cè)丝诘?4.8%。與許多國家養(yǎng)老社會化進程相比，中國的老齡化還呈現(xiàn)高齡老人、失能老人、空巢老人、貧困老人比例高等特點。目前，我國已邁入了人口老齡化階段。而養(yǎng)老已不再只是一個社會現(xiàn)象，而是與每個家庭都要面對的問題，如何養(yǎng)老，如何生活是正值中青年的我們必須要考慮的問題。

2 物聯(lián)網(wǎng)智能居家養(yǎng)老系統(tǒng)與服務(wù)云平臺建設(shè)方案

為了更好地解決4+2+1模式下子女和老人之間的矛盾，本系統(tǒng)結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，借助大數(shù)據(jù)，移動互聯(lián)網(wǎng)、人機交互，安卓等技術(shù)建立集成各種智能終端及傳感設(shè)備，實現(xiàn)居家、社區(qū)有效銜接，全面提高智能養(yǎng)老服務(wù)和管理水平。本系統(tǒng)使用智能終端及自然人機交互傳感設(shè)備采集老人日常行為及健康管理數(shù)據(jù)，采用安卓系統(tǒng)進行人機界面的開發(fā)，實時顯示和處理老人的居家信息，并通過網(wǎng)絡(luò)及時反饋信息給子女，有效解決了子女不能長久陪伴在老人盡孝，還要努力工作的矛盾，本系統(tǒng)采用采用B/S架構(gòu)和Web Service技術(shù)，主要功能是對前端收集到的數(shù)據(jù)進行健康分析、日常行為分析[6]。同時，設(shè)置一定的瀏覽功能，定時為老人及其親屬推送各種健康報告、健康建議、健康服務(wù)信息等。

3 物聯(lián)網(wǎng)智能居家養(yǎng)老系統(tǒng)設(shè)計

本系統(tǒng)通過選用智能化的傳感設(shè)備，采集老人的居家情況，包括居家安防情況，老人生理健康指數(shù)，同時設(shè)置娛樂和日志模塊，給老人居家孤獨時帶來更多的關(guān)愛。保證老人居家安全，享受舒適的生活，子女又能安心工作，讓子女盡孝和工作兩不誤。

3.1 居家安防系統(tǒng)設(shè)計

3.1.1 智能門禁模塊設(shè)計

老人由于自身年齡的問題，常常因為忘記密碼這樣的門禁而被鎖在門外許久不能進家。為了有效解決這個問題，本系統(tǒng)采用單片機技術(shù)，借助ID射頻卡讀卡器，設(shè)置了蜂鳴器控制電路、按鍵電路、電控鎖控制電路以及顯示電路等設(shè)置了一款智能門禁系統(tǒng)，其中射頻部分采用RC522實現(xiàn)，顯示部分采用LCD1602液晶顯示屏，同時采用proteus軟件進行了智能門禁系統(tǒng)的設(shè)計，通過設(shè)置蜂鳴器報警電路，如果遇到無效卡時或是其他不認識的人時，系統(tǒng)會發(fā)出響聲進行警報，并和居家環(huán)境檢測中的視頻影像連接，及時記錄了老人居家的門口安全情況。

3.1.2 居家環(huán)境監(jiān)測模塊設(shè)計

采用GSM網(wǎng)絡(luò)，Zigbee技術(shù)，傳感器等技術(shù)為老人居家生活提供安全防護服務(wù)[7]。主要包括門口視頻影像、緊急報警器、可視對講器、RFID定位器、煙霧&煤氣傳感器、等設(shè)備。具體功能包括錄制門口人流信息，對老人居家情況進行監(jiān)控，當老人發(fā)生危險時，通過緊急報警器及時發(fā)送短信到子女手機并遠程報警；實時采集和檢測室內(nèi)煤氣濃度及煙霧狀態(tài)，并進行遠程報警；當老人外出發(fā)生危險時，可通過RFID定位器迅速找到老人位置，對老人進行救護；通過門外可視對講器進行室內(nèi)外視頻通話，確保人員安全。

3.1.3 智能家居生活輔助系統(tǒng)設(shè)計

采用先進的傳感、單片機技術(shù)輔助老人在室內(nèi)行動，為老人提供便捷、有效的生活方式。主要根據(jù)老人居家的環(huán)境，結(jié)合天氣情況，光線陰暗情況等自動控制臥室、客廳的燈光的強度，窗簾的升降，同時根據(jù)老人的喜好設(shè)置一定的音樂供老人進行放松。

3.2 老人居家生理參數(shù)檢測系統(tǒng)設(shè)計

本設(shè)計中生理參數(shù)檢測主要針對居家老人的人體心率、血壓進行監(jiān)測。采用MKB0706自適應(yīng)心率血壓監(jiān)測方案，其與MKB0705方案的最大區(qū)別：實現(xiàn)了自動脫落檢測，脫落無數(shù)據(jù)輸出。

該自適應(yīng)血壓監(jiān)測方案可實現(xiàn)功能：心率血壓采集計算、人體佩戴狀態(tài)自動識別、血壓跟蹤監(jiān)測等人體健康指標。血壓方案原理：主要通過PPG特征認知、跟蹤對比監(jiān)測用戶的血壓變化趨勢。

3.3 居家管理系統(tǒng)設(shè)計

本系統(tǒng)以家庭為核心、以社區(qū)為依托為居住在家的老年人提供生活輔助、安全監(jiān)護、健康管理等服務(wù)，輔助老人生活。其中居家管理系統(tǒng)主要設(shè)置了日志查看界面，主要是為了方便子女查看使用系統(tǒng)的歷史記錄，了解老人的居家情況，并對異常的情況進行及時的處理和反饋，并能實現(xiàn)動態(tài)添加記錄。設(shè)有導(dǎo)出日志文件、導(dǎo)出圖片文件、卸載U盤和刪除歷史日志。

4 物聯(lián)網(wǎng)智能居家養(yǎng)老服務(wù)平臺的設(shè)計

智能養(yǎng)老服務(wù)平臺主要是對老人的居家行為，生理健康數(shù)據(jù)進行采集和存儲和分析，主要包括老人居家行為統(tǒng)計，健康數(shù)據(jù)，上網(wǎng)習(xí)性等進行分析和統(tǒng)計，實時為老人的居家生活推送適合老人的娛樂節(jié)目，健康服務(wù)信息等，保證老人居家生活的豐富性和趣味性。

其中日常行為數(shù)據(jù)：主要分析居家老人的睡眠時間和頻次，吃飯時間，外出時間，如廁時間等，生理指標數(shù)據(jù)：包括血壓、體溫、體重等生理指標的統(tǒng)計和分析。該平臺對于居家行為統(tǒng)計，健康數(shù)據(jù)進行分析處理，對于異常的行為，子女可以及時處理和反饋。同時該平臺設(shè)置一定的瀏覽功能，根據(jù)老人的上網(wǎng)西行定時為老人及其親屬推送各種健康報告健康服務(wù)信息等。使老人的居家生活及安全又舒心。

5 總結(jié)

結(jié)合目前4+2+1的家庭現(xiàn)狀，在分析國內(nèi)外養(yǎng)老的基礎(chǔ)上，對我國的老齡化問題進行了分析，借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，采用智能化的傳感器、利用單片機技術(shù)及可視化人機交互技術(shù)設(shè)計了物聯(lián)網(wǎng)智能居家養(yǎng)老系統(tǒng)及云服務(wù)平臺，主要進行了智能安防居家系統(tǒng)、老人生理參數(shù)指標統(tǒng)計系統(tǒng)、居家生活管理系統(tǒng)等方面的設(shè)計，各模塊之間有機結(jié)合，既能對老人居家的安全進行監(jiān)控和警告，又能對老師居家的生理參數(shù)進行統(tǒng)計和分析，有效地解決了子女既要上班又無力照顧居家老人的矛盾，很好地起到了智慧養(yǎng)老的作用。

【參考文獻】

[1]蔡麗娜，基于物聯(lián)網(wǎng)的養(yǎng)老管理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D].浙江：浙江工業(yè)大學(xué)，2015.

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[6]魏曉曦.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的養(yǎng)老服務(wù)系統(tǒng)平臺[J].信息系統(tǒng)工程，2015，11：53-54.

[7]徐文，孟文，曾麗.基于ZigBee無線傳輸網(wǎng)絡(luò)的智能家居系統(tǒng)設(shè)計[J].自動化與儀器儀表，2017（4）：58-61.