基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧養(yǎng)老系統(tǒng)設(shè)計(jì)

黃雪琴　耿強(qiáng)　林珍

關(guān)鍵詞：老年人；智慧養(yǎng)老；物聯(lián)網(wǎng)；云計(jì)算；系統(tǒng)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2023）20-0126-03

0 引言

“十四五”時(shí)期是養(yǎng)老服務(wù)業(yè)發(fā)展的重要戰(zhàn)略機(jī)遇期，在《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》中提出，推動(dòng)養(yǎng)老事業(yè)和養(yǎng)老產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展，健全基本養(yǎng)老服務(wù)體系，發(fā)展普惠型養(yǎng)老服務(wù)和互助性養(yǎng)老，支持家庭承擔(dān)養(yǎng)老功能，培育養(yǎng)老新業(yè)態(tài)，構(gòu)建居家社區(qū)機(jī)構(gòu)相協(xié)調(diào)、醫(yī)養(yǎng)康養(yǎng)相結(jié)合的養(yǎng)老服務(wù)體系[1]。

智能產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用確實(shí)方便了人們的生活，足不出戶便可滿足生活各方面的需求。大部分的智能產(chǎn)品可基于App平臺(tái)進(jìn)行操作，但這對(duì)老年人而言是一種挑戰(zhàn)，甚至是一道不可跨越的鴻溝，現(xiàn)已受到多個(gè)部門的重視。這幾年國家和省市各職能部門，不斷呼吁要保護(hù)老年人在使用智能技術(shù)中的合法權(quán)益，保障老年人基本公共服務(wù)需要和尊嚴(yán)。

結(jié)合“物聯(lián)網(wǎng)+”和云技術(shù)的智慧養(yǎng)老平臺(tái)設(shè)計(jì)，可以最大限度解決老年人操作智能產(chǎn)品的障礙，可根據(jù)老年人語音操作、一鍵操作、智能傳感等模式方便老年人使用。解決老年人數(shù)字無助的尷尬狀態(tài)。滿足個(gè)性需求，提高老年人的社會(huì)參與度與自信心，幫助老年人更好地融入社會(huì)生活，從而促進(jìn)智慧養(yǎng)老服務(wù)的持續(xù)推廣[2]。

1 需求分析

根據(jù)第七次人口普查數(shù)據(jù)，我國60歲及以上人口有2.6億人，其中65歲及以上人口1.9億人[3]。目前我國主要有居家養(yǎng)老、社區(qū)養(yǎng)老和機(jī)構(gòu)養(yǎng)老三種模式，而居家養(yǎng)老占比相對(duì)比較大。居家養(yǎng)老的老年人，雖然有部分是與子女同住，但子女上班、孫輩上學(xué)，大部分時(shí)間還是老年人獨(dú)自在家中。對(duì)于行動(dòng)有些不便且不與子女同住的空巢老人，房子是他們的養(yǎng)老環(huán)境，更是他們的生活重心。所以智能的居家環(huán)境，結(jié)合能實(shí)時(shí)監(jiān)管的智慧養(yǎng)老系統(tǒng)對(duì)于居家養(yǎng)老的老年人尤為重要?，F(xiàn)從智慧養(yǎng)老系統(tǒng)的各方參與者的身份進(jìn)行需求分析。

1.1 老年人的需求

對(duì)于智能化產(chǎn)品，老年人最大的需求是易于學(xué)習(xí)掌握、方便靈活。老年人應(yīng)用智能化的輔助產(chǎn)品能夠得心應(yīng)手，有成就感，有價(jià)值感。其次，能夠有針對(duì)性地獲得正確的健康指導(dǎo)信息資源，而不是廣而告之的無差別推廣模式，老年人在信息不對(duì)稱的情況下無法正確判別。第三，能通過智慧化的產(chǎn)品獲取生活照料、助餐助潔、娛樂聊天等方面的服務(wù)[4]。第四，能夠很方便與子女、服務(wù)機(jī)構(gòu)進(jìn)行聯(lián)系，快速發(fā)出求助信號(hào)并得到及時(shí)的回應(yīng)。

1.2 監(jiān)護(hù)人的需求

在當(dāng)下經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的環(huán)境下，子女作為老年人的監(jiān)護(hù)人，自己工作壓力大、生活節(jié)奏快的同時(shí)，照顧老年人的精力有限，可能無法面面俱到地照顧到老年人。此時(shí)希望智能化產(chǎn)品起到良好的輔助作用。監(jiān)護(hù)人的需求主要從心理和生理兩方面出發(fā)，例如娛樂服務(wù)和醫(yī)療服務(wù)。娛樂服務(wù)能夠提供興趣班學(xué)習(xí)、陪聊、生活照料、結(jié)伴出游、短途旅游等各類貼心服務(wù)，滿足老年人心理精神上的娛樂需求；醫(yī)療服務(wù)能夠提供預(yù)約常規(guī)體檢、上門服務(wù)、固定的社區(qū)醫(yī)生問診等健康需求。

1.3 服務(wù)機(jī)構(gòu)的需求

服務(wù)的需求從三個(gè)角度進(jìn)行分析。首先是政府部門。政府機(jī)構(gòu)要起到監(jiān)督管理及各類審批服務(wù)進(jìn)入系統(tǒng)的功能。鼓勵(lì)和補(bǔ)貼各類服務(wù)機(jī)構(gòu)提供多樣化的服務(wù)種類，滿足不同的養(yǎng)老需求，同時(shí)可以在系統(tǒng)平臺(tái)監(jiān)控社會(huì)服務(wù)市場(chǎng)和非營利組織的服務(wù)效果，隨時(shí)發(fā)出整改要求等，監(jiān)督服務(wù)機(jī)構(gòu)服務(wù)內(nèi)容的合法性、合理性。

第二是社會(huì)服務(wù)市場(chǎng)，社會(huì)養(yǎng)老服務(wù)企業(yè)要根據(jù)老年人的需求，進(jìn)行資源整合優(yōu)化和需求挖掘，提供精準(zhǔn)貼心的專業(yè)化服務(wù)，并需要兼顧一定的人文關(guān)懷。能準(zhǔn)確獲取老年人及監(jiān)護(hù)人各方面的需求，并能第一時(shí)間得到老年人在獲得服務(wù)后的數(shù)據(jù)反饋等。

第三是社區(qū)或非營利組織的需求。目前的居家養(yǎng)老服務(wù)模式主要是以居家養(yǎng)老為核心、以社區(qū)服務(wù)為依托、以社會(huì)產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)的專業(yè)化服務(wù)為依靠的方式。社會(huì)和非營利組織在居家養(yǎng)老中扮演著重要的角色。并且社區(qū)和非營利組織是社會(huì)服務(wù)市場(chǎng)的補(bǔ)充與溝通，起到協(xié)調(diào)各方的作用[5]，并能夠提供靈活、多樣化的人文服務(wù)。需要及時(shí)獲知老年人及監(jiān)護(hù)人發(fā)出的預(yù)約或緊急求助的信號(hào)，需要有規(guī)范化的服務(wù)指導(dǎo)與政策文件，能在服務(wù)過程中規(guī)避一定的風(fēng)險(xiǎn)。

智慧養(yǎng)老系統(tǒng)主要從老年人的生活照料、健康保健和精神撫慰三方面的需求出發(fā)進(jìn)行分析，系統(tǒng)的其他參與者均圍繞著老年人這三方面的需求提供專業(yè)性的服務(wù)與資源，為老年人提供智慧化、多樣化、多層次、個(gè)性化的養(yǎng)老服務(wù)。

2 總體設(shè)計(jì)

結(jié)合“物聯(lián)網(wǎng)+”與云計(jì)算技術(shù)，運(yùn)用監(jiān)控設(shè)備、藍(lán)牙技術(shù)、健康手環(huán)、智能語音、人臉識(shí)別、呼叫系統(tǒng)等各類智能家居、穿戴設(shè)備與智能傳感設(shè)備，記錄、存儲(chǔ)、分析老年人的習(xí)慣和需求，以語音、圖像和文字等多種智能方式與用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，還通過信息技術(shù)接入各類管理和社會(huì)服務(wù)資源，為老年人提供健康、可靠、協(xié)助、娛樂等多種服務(wù)的智慧養(yǎng)老系統(tǒng)[6]。

結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)與云技術(shù)的智慧養(yǎng)老系統(tǒng)分為三層：感知層、數(shù)據(jù)分析層和應(yīng)用層。系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

智慧養(yǎng)老系統(tǒng)的核心參與者是老年人，而老年人居家養(yǎng)老的生活行為軌跡是系統(tǒng)的核心數(shù)據(jù)。系統(tǒng)依托感知層的各類智能識(shí)別設(shè)備感知的數(shù)據(jù)信息，獲取老年人的生活環(huán)境、健康狀態(tài)、活動(dòng)軌跡等基本信息，完成數(shù)據(jù)采集。通過GPRS/eMTC、藍(lán)牙、Zigbee和LoRa等通信接口技術(shù)傳遞到數(shù)據(jù)層，完成數(shù)據(jù)傳輸。從而精準(zhǔn)構(gòu)建老年人養(yǎng)老信息的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，為智慧養(yǎng)老系統(tǒng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，使系統(tǒng)功能得以向上延伸。

數(shù)據(jù)層分類保存平臺(tái)運(yùn)行所需的數(shù)據(jù)，包括老年人基本需求信息、服務(wù)機(jī)構(gòu)信息，并設(shè)置一定的安全性，保護(hù)各方隱私。同時(shí)記錄與存儲(chǔ)老年人在生活場(chǎng)景中智慧產(chǎn)品傳輸?shù)幕顒?dòng)數(shù)據(jù)，分析老年人的生活習(xí)慣和個(gè)性化需求。并隨時(shí)對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行精準(zhǔn)分析，如有異常向應(yīng)用層各終端發(fā)出警報(bào)。

應(yīng)用層與數(shù)據(jù)層進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，服務(wù)機(jī)構(gòu)可通過應(yīng)用層，錄入基本數(shù)據(jù)與服務(wù)內(nèi)容。數(shù)據(jù)分析的各類指標(biāo)也是服務(wù)機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)定的。服務(wù)機(jī)構(gòu)根據(jù)自己的服務(wù)內(nèi)容，專業(yè)性地對(duì)老年人基本數(shù)據(jù)信息進(jìn)行ADL（日常生活活動(dòng)能力）評(píng)估與實(shí)時(shí)監(jiān)管[7]，提供精準(zhǔn)服務(wù)。監(jiān)護(hù)人可通過應(yīng)用層錄入老年人的基本信息及個(gè)性化需求，選擇提供服務(wù)的各類對(duì)象并下訂單等操作。非營利性服務(wù)機(jī)構(gòu)可根據(jù)管轄范圍，針對(duì)老年人與監(jiān)護(hù)人的需求，提供非營利性服務(wù)。應(yīng)用層在接收到警報(bào)后，根據(jù)發(fā)出警報(bào)的對(duì)象，分別向老年人所在的社區(qū)、監(jiān)護(hù)人、志愿者的終端與老年人的智能設(shè)備發(fā)出信號(hào)，確保老年人可以第一時(shí)間得到救助。

智慧養(yǎng)老產(chǎn)品不僅需要智能，更應(yīng)該是在滿足智能化的同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)真正的智慧。系統(tǒng)應(yīng)結(jié)合老年人的生活習(xí)慣，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，深度挖掘老年人的個(gè)性需求，豐富專業(yè)性服務(wù)的廣度和深度，滿足老年人在生活、醫(yī)療、精神等方面多元化、多層次的需求。同時(shí)要考慮如何提高智慧養(yǎng)老產(chǎn)品的適老性，避免智慧產(chǎn)品給老年人帶來的是負(fù)擔(dān)而不是便捷。

3 關(guān)鍵技術(shù)

智慧養(yǎng)老系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是圍繞老年人的生活照料、健康保健、精神撫慰、娛樂休閑等方面的內(nèi)容，對(duì)老年人的信息自動(dòng)檢測(cè)、預(yù)警處理、傳感監(jiān)管等操作，實(shí)現(xiàn)切實(shí)提升老年人養(yǎng)老生活質(zhì)量的多用戶系統(tǒng)。智慧養(yǎng)老是結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、智能硬件及傳感設(shè)備等進(jìn)行構(gòu)建的服務(wù)平臺(tái)[8]。這里簡(jiǎn)要介紹系統(tǒng)的“感官”傳感技術(shù)、各個(gè)子系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)接口技術(shù)、數(shù)據(jù)的計(jì)算和存儲(chǔ)方式的云計(jì)算技術(shù)和與云計(jì)算息息相關(guān)的大數(shù)據(jù)技術(shù)。

3.1 傳感技術(shù)

智慧養(yǎng)老系統(tǒng)中，需隨時(shí)獲取并存儲(chǔ)老年人的健康與安全狀態(tài)等數(shù)據(jù)，以便及時(shí)發(fā)送相應(yīng)的信號(hào)。在系統(tǒng)中，需要感知的對(duì)象一般包括身份信息的感知、健康數(shù)據(jù)的感知、所處位置的感知、安全感知、音視頻的感知、智能設(shè)備的感知等。所需設(shè)備有定位器（如智能手環(huán)等）、各類穿戴智能設(shè)備、智能床墊、健康檢測(cè)設(shè)備、智能音箱、視頻攝像頭、紅外攝像頭、各類智能居家用品（如智能插座、智能門鎖等）等。

傳感技術(shù)在日常生活中對(duì)老年人的健康與安全進(jìn)行檢測(cè)，是智慧養(yǎng)老系統(tǒng)中的“感官”，通過它傳送的數(shù)據(jù)信息，智慧養(yǎng)老平臺(tái)能夠在緊急情況下及時(shí)做出預(yù)判和警示[9]。所以在智慧養(yǎng)老系統(tǒng)中，對(duì)傳感器的要求包含了靈敏度高、準(zhǔn)確性強(qiáng)、適用范圍廣、識(shí)別速度快、可靠度高等特性，需要的是一個(gè)能夠互聯(lián)、實(shí)現(xiàn)自主控制和智能化的智能傳感子系統(tǒng)[10]。

3.2 接口技術(shù)

智慧養(yǎng)老系統(tǒng)是由多個(gè)智慧子系統(tǒng)組成，為了能將各個(gè)子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行安全、可靠、靈活的互通、共享，接口技術(shù)在此尤為關(guān)鍵。目前主流的接口技術(shù)包括Wi-Fi、GPRS/eMTC、藍(lán)牙、以太網(wǎng)、Zigbee 和LoRa 等[11]。智能感知設(shè)備通過物聯(lián)網(wǎng)和專用網(wǎng)接口技術(shù)向數(shù)據(jù)層傳遞所獲取的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)層通過互聯(lián)網(wǎng)接口技術(shù)向應(yīng)用層進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

3.3 云計(jì)算技術(shù)

云計(jì)算技術(shù)是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的計(jì)算、儲(chǔ)存、處理和共享的一種技術(shù)，具有成本低、靈活性高、可靠強(qiáng)、安全性高等優(yōu)勢(shì)，同時(shí)有集中、共享、自動(dòng)、優(yōu)化等特點(diǎn)[12]。云計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了將智慧養(yǎng)老系統(tǒng)的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行云處理，采用分布式存儲(chǔ)方式和并行計(jì)算處理[13]，提高了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的可靠性，同時(shí)也使老年人、社會(huì)服務(wù)市場(chǎng)、非營利性組織的各類等數(shù)據(jù)信息更加容易被查閱和使用，加強(qiáng)了智慧養(yǎng)老系統(tǒng)內(nèi)外間業(yè)務(wù)及數(shù)據(jù)的交互能力和可用性，使系統(tǒng)為用戶提供快捷方便、滿足個(gè)性化、可靠性強(qiáng)的服務(wù)。

3.4 大數(shù)據(jù)技術(shù)

智慧養(yǎng)老平臺(tái)是基于物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)而建立起來的養(yǎng)老服務(wù)系統(tǒng)，大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用提升了智慧養(yǎng)老平臺(tái)的智能化。大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)分析處理由感應(yīng)層傳遞的數(shù)據(jù)，使得智慧養(yǎng)老系統(tǒng)能準(zhǔn)確地分析相關(guān)數(shù)據(jù)并及時(shí)做出反饋；政府等管理部門通過大數(shù)據(jù)技術(shù)，優(yōu)化社會(huì)服務(wù)市場(chǎng)的參與機(jī)制，有效監(jiān)督服務(wù)機(jī)構(gòu)，保障養(yǎng)老服務(wù)質(zhì)量；專業(yè)化的服務(wù)市場(chǎng)通過大數(shù)據(jù)技術(shù)的分析，可以優(yōu)化整合資源，提供個(gè)性化的精準(zhǔn)養(yǎng)老服務(wù)。

4 結(jié)論

目前我國智慧養(yǎng)老產(chǎn)業(yè)還在初級(jí)階段，但隨著信息技術(shù)與科技的發(fā)展，人工智能、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景不斷擴(kuò)展，智慧養(yǎng)老方式也日趨流行。科技部等6個(gè)部門于2022年印發(fā)的《關(guān)于加快場(chǎng)景創(chuàng)新以人工智能高水平應(yīng)用促進(jìn)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見》提出，“要在養(yǎng)老等領(lǐng)域持續(xù)挖掘人工智能應(yīng)用場(chǎng)景的機(jī)會(huì)，……養(yǎng)老領(lǐng)域積極探索居家智能監(jiān)測(cè)、智能可穿戴設(shè)備應(yīng)用等場(chǎng)景”[14]。智慧養(yǎng)老系統(tǒng)結(jié)合各類智能居家產(chǎn)品、可穿戴設(shè)備等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)進(jìn)行研究設(shè)計(jì)，不斷提升其適老性及智能性，讓老年人也能夠享受科技社會(huì)帶來高效便捷的生活福利，提高老年人的幸福感與獲得感，使得智慧養(yǎng)老觸手可及。