智能居家養(yǎng)老輔助系統(tǒng)分析與設(shè)計

肖巍

摘要：隨著我國人口老齡化日益嚴(yán)重，解決養(yǎng)老問題成為尤為重要的社會民生問題。本文首先對我國養(yǎng)老現(xiàn)狀以及居家養(yǎng)老輔助系統(tǒng)進(jìn)行了分析，并提出了開發(fā)一款基于智能手機(jī)的居家養(yǎng)老輔助系統(tǒng)的必要性，然后主要從系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)和系統(tǒng)概要設(shè)計等幾個方面對該系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)闡述，最后對基于智能手機(jī)的人體基本運(yùn)動狀態(tài)檢測服務(wù)的實現(xiàn)進(jìn)行論述。

關(guān)鍵詞：智能手機(jī);居家養(yǎng)老;服務(wù)平臺

中圖分類號：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）10-0138-02

0 引言

隨著我國人口老齡化日益嚴(yán)重，解決養(yǎng)老問題與每個家庭都息息相關(guān)，成為尤為重要的社會民生問題。利用現(xiàn)代科技手段實現(xiàn)的智能居家養(yǎng)老輔助系統(tǒng)，借助于移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和智能交互等技術(shù)，可以有效解決老年人智能看護(hù)和健康管理等基本服務(wù)，保證了老人居家生活的安全性，同時為社保、醫(yī)療部門和居家養(yǎng)老機(jī)構(gòu)等提供了有效的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)服務(wù)及參考。

1 養(yǎng)老現(xiàn)狀及輔助系統(tǒng)分析

1.1 我國養(yǎng)老發(fā)展現(xiàn)狀

《“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》指出：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(dú)居和空巢老年人將增加到1.18億人左右，老年人撫養(yǎng)比例將提高到20%左右[1]。老年人口預(yù)計到2025年將突破3億，2033年突破4億，2050年前后達(dá)到峰值4.87億，占總?cè)丝诘?4.8%[2]。目前，我國已經(jīng)邁入了人口老齡化階段，養(yǎng)老問題已成為重要的社會民生問題。

1.2 養(yǎng)老輔助系統(tǒng)分析

我國確立了“以居家為基礎(chǔ)、社區(qū)為依托、機(jī)構(gòu)為支撐”的養(yǎng)老產(chǎn)業(yè)框架和9073養(yǎng)老格局，即90%在家中（居家）養(yǎng)老[3]。

政府近年來積極推進(jìn)智能養(yǎng)老產(chǎn)業(yè)發(fā)展，利用先進(jìn)的信息與通信技術(shù)提高居家養(yǎng)老效率已成為必然發(fā)展趨勢[4]。在國內(nèi)，智能養(yǎng)老是一個正在起步與成長的領(lǐng)域，隨著社會保障及醫(yī)療衛(wèi)生信息化建設(shè)的推進(jìn)，智能養(yǎng)老面對著巨大的市場需求量，蘊(yùn)藏著巨大商機(jī)。

智能居家養(yǎng)老輔助系統(tǒng)采用電腦技術(shù)、無線傳輸技術(shù)等手段，為老年人提供日常生活資訊、健康管理、實時安全監(jiān)控等服務(wù)，使老年人的日常生活處于遠(yuǎn)程監(jiān)控狀態(tài)，是家庭親情和高科技的最新結(jié)合。它不同于傳統(tǒng)的養(yǎng)老方式，因為它既體現(xiàn)了家庭成員的親情，也融合了高科技的輔助功能。所以，智能居家養(yǎng)老服務(wù)實際上是在遠(yuǎn)程科技的體系上建立的一個支持家庭溫情養(yǎng)老的新型社會化服務(wù)體系，是其它養(yǎng)老模式的補(bǔ)充與完善，不僅解決了我國家庭養(yǎng)老資源弱化的問題，也符合中國一向提倡的“孝”文化。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計

2.1 系統(tǒng)開發(fā)目標(biāo)

我國智能手機(jī)已全面普及，開發(fā)出基于智能手機(jī)的居家養(yǎng)老輔助系統(tǒng)，解決老人日常的生活、健康及安全服務(wù)，同時能利用智能手機(jī)中內(nèi)置的傳感器及GPS芯片等，自動檢測出老人的基本運(yùn)動狀態(tài)和準(zhǔn)確定位其所在位置，并通過WIFI或4G、5G網(wǎng)絡(luò)可以將數(shù)據(jù)上傳至互聯(lián)網(wǎng)云端的數(shù)據(jù)庫服務(wù)平臺系統(tǒng)中，并通過Web Page和APP方式可供醫(yī)療人員及老人家屬查詢、統(tǒng)計和分析數(shù)據(jù)，必然能解決全面地關(guān)注老人弱勢群體，妥善解決老人養(yǎng)老問題。

2.2 系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

基于智能手機(jī)的居家養(yǎng)老輔助系統(tǒng)包括智能服務(wù)平臺子系統(tǒng)和智能終端APP子系統(tǒng)兩部分，系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.3 系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)

系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和應(yīng)用服務(wù)器操作系統(tǒng)為Windows Server 2012 R2，Web服務(wù)器采用IIS 8.0，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器采用Microsoft SQL Server 2012。系統(tǒng)采用C/S+B/S多層開發(fā)結(jié)構(gòu)，開發(fā)語言使用C#，并輔助ASP.NET、Ajax、JavaScript、CSS、Html和Web Service等相關(guān)技術(shù)。

3 系統(tǒng)概要設(shè)計

3.1 智能服務(wù)平臺子系統(tǒng)

智能服務(wù)平臺子系統(tǒng)包括生活服務(wù)模塊、健康服務(wù)模塊、安全服務(wù)模塊和休閑娛樂服務(wù)模塊和系統(tǒng)管理模塊。其中生活服務(wù)模塊包括日用品購買服務(wù)、餐飲服務(wù)、家庭保潔維修和證照辦理等日常生活照料服務(wù);健康服務(wù)模塊包括基本醫(yī)療保健服務(wù)、專業(yè)醫(yī)療救護(hù)服務(wù)和看護(hù)護(hù)理服務(wù)等醫(yī)療護(hù)理服務(wù);安全服務(wù)模塊包括人身安全防護(hù)、燃?xì)獍踩㈦娖靼踩蛨缶?wù)等突發(fā)事件處理;休閑娛樂服務(wù)模塊包括休閑互動、文化教育和心理情感慰籍等休閑娛樂服務(wù);系統(tǒng)管理模塊包括基礎(chǔ)字典管理、角色管理、用戶管理、權(quán)限管理、日志管理、統(tǒng)計查詢和分析報表等功能。

智能服務(wù)平臺子系統(tǒng)從數(shù)據(jù)層面上分為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和運(yùn)行支撐數(shù)據(jù)三部分;從實現(xiàn)層面上使用MVC模式，采用多層設(shè)計，將UI層和業(yè)務(wù)層、數(shù)據(jù)層分離。

3.2 智能終端APP子系統(tǒng)

智能終端APP子系統(tǒng)能夠在智能手機(jī)上實現(xiàn)老人核心服務(wù)和家屬核心服務(wù)。老人核心服務(wù)包括身份鑒別、緊急呼救、地理定位、生理參數(shù)檢測、數(shù)據(jù)傳送、運(yùn)動狀態(tài)監(jiān)測及報警等;家屬核心服務(wù)包括老人位置查詢、服務(wù)設(shè)置與選擇、服務(wù)狀態(tài)查詢和音視頻通信等。

智能終端APP子系統(tǒng)構(gòu)建了一套基于智能手機(jī)的人體運(yùn)動狀態(tài)檢測服務(wù)，該服務(wù)在手機(jī)后臺運(yùn)行，利用手機(jī)內(nèi)置的陀螺儀、三軸加速度、GPS等傳感器實時檢測人體運(yùn)動狀態(tài)，通過無線網(wǎng)絡(luò)連接，在服務(wù)器云端記錄該狀態(tài)信息，用戶可以隨時通過APP或瀏覽器遠(yuǎn)程查看、分析記錄。

手機(jī)對人體運(yùn)動狀態(tài)的檢測幾乎全天都在工作，所以在算法上要求盡可能地減小運(yùn)算時間和運(yùn)算量。為了減小在算法上的耗電，擬采取運(yùn)動時多計算，靜止則少計算的方法[5]，即可以利用靜止?fàn)顟B(tài)對傳感器的采樣率進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，當(dāng)人一直運(yùn)動時，則有高速采樣率，如果經(jīng)過小段時間后人體一直處于靜止?fàn)顟B(tài)時，就可以切換到低采樣率。

跌倒檢測算法同時利用加速度傳感器和陀螺儀監(jiān)測人體姿態(tài)變化，可以有效地減少跌倒檢測結(jié)果的假陽性和假陰性，其基本設(shè)計思想是人體跌倒過程會經(jīng)歷失重階段、碰撞階段和最后的靜止階段，傳感器加速度和角速度數(shù)據(jù)有突變發(fā)生，通過設(shè)置閾值，并利用時間信息來判斷跌倒?fàn)顟B(tài)。

4 結(jié)語

基于智能手機(jī)的居家養(yǎng)老輔助系統(tǒng)能解決老人日常的生活、健康及安全服務(wù)，因不需要專用的硬件設(shè)備來進(jìn)行老人身體及行動數(shù)據(jù)的采集，網(wǎng)絡(luò)通信拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡單，使用起來也更加便捷，而且大大降低了硬件成本。智能手機(jī)端APP的數(shù)據(jù)采集設(shè)計是面向接口的、開放的，在需要的時候，可以方便的和第三方的傳感器進(jìn)行通信，來實現(xiàn)對老人養(yǎng)老數(shù)據(jù)的擴(kuò)充。

參考文獻(xiàn)

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[2] 燕麗紅.基于物聯(lián)網(wǎng)的智能居家養(yǎng)老系統(tǒng)的分析與研究[J].電腦知識與技術(shù)，2017，13（11）：247-248.

[3] 顏秉秋，高曉路.城市老年人居家養(yǎng)老滿意度的影響因子與社區(qū)差異[J].地理研究，2013，32（7）：1269-1279.

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[5] 蔡培君.基于單個三軸加速傳感器的人體運(yùn)動狀態(tài)識別[J].安慶師范學(xué)院學(xué)報，2016（1）：83-86.