物联网背景下社区健康跟踪系统的研发与应用

2014-02-14耿美玲田祥章赵姝颖

机器人技术与应用 2014年4期

耿美玲田祥章赵姝颖

（东北大学人工智能与机器人研究所，沈阳，110819）

0 引言

互联网的不断发展给人们生活带来了极大便利和可观的经济效益，互联网成为人们生活中不可或缺的一部分，同时也成为科研人员的重要研究方向。物联网技术随着互联网的发展应运而生，并逐渐走入寻常社区居民家中，未来，物联网在社区医疗健康中有很大发展前景，能够提高社区医疗服务中心的服务水平和服务能力。

2012 年，中国科协开始面向全国社区实施科普“益民计划”，即在全国范围内建立科普示范社区，让科普走进社区，更加贴近百姓。

这无疑是一项具有长远意义的利民工程。但是由于社区观众多为常住人群，走进社区的科普展品与科技馆、流动科普大篷车和临时展览中的科普展品相比，在形式和内容需求上都应该有很大区别。这是因为，在科技馆里生动有趣的展品通常让观众第一次看到会十分好奇、也非常喜欢，这些展品所传播的相关科技知识和科学观念会潜移默化地影响观众。经过几次浏览学习，观众了解相关知识后，好奇心就会逐渐减淡消失。因此，科技馆的展品放在社区，如果其展示的内容与参与者的关注点不相关，难以发挥长效的益民作用，转而成为一种摆设。

社区科普需要挖掘一种符合大众需求的长效方式，将百姓关心的问题与科普展示相结合。因此，科普展品的设计应该建立服务型科普理念，将服务融合在科普展品里，让百姓通过不断体验展品获得长期服务，感受国家关怀。这种服务型科普展品的作用不仅有利于百姓，也有利于政府和基层组织开展工作。

物联网背景下的社区健康体测跟踪系统是一种典型的服务型科普展品和网络科普模型。该系统通过对人体常规健康信息的采集、传输、存储、分析和长期的个性化信息记录与统计分析，实现对信息技术和健康知识的科普展示，同时为百姓健康状况评估、分析及养生建议提供长期服务，并可以在实现科普益民服务的同时，为国民素质调查提供数据来源。

1 系统设计思想和设计原则

1.1 设计思想

随着社会的发展，人们越来越重视自身的身体健康，我国由于人口众多，医疗资源紧张，社区医疗服务体系因此成为国家发展的重点。对社区居民进行健康监测往往会产生大量的数据，对这些数据的收集处理尤为重要，因此需要充分发挥物联网技术优势，建立运营管理信息化、网络化、一体化的医疗服务体系。

实现科普产品的网络化，其网络结构如图1 所示。

为实现上述构想，我们做了很多前期工作，包括开发社区健康体测跟踪系统，系统的整体外观如图2 所示。

图1 社区健康体测系统的网络化整体结构

图2 社区健康体测跟踪系统外观

社区健康体测跟踪系统针对百姓关注的健康状况，利用信息技术实现长期跟踪服务，充分调动居民参与科普工作的积极性和主动性，为推动居民提升科学素质提供科普资源。同时，通过对居民身体各项指标的日常检测，社区居民可以更多了解健康知识和养生知识，成为科普工作的直接受益者。

该系统的设计是一个集科研与科普、科普与服务于一体的综合性的实践过程，系统的设计思想如下：

1）服务型科普体系结构：在传播科普知识的同时，侧重对用户的服务，集科普与服务为一体。

2）学科交叉融合的思想：把先进技术和实用方法融合在展品里，普及科学知识，传递科学思想，传播科学方法，促进素质提升。

3）模块化设计思想：自顶向下，划分模块，细分功能，逐步求精。软件、硬件进行模块划分设计，便于提升和改进。

4）个性化的设计思想：基于信息技术实现个性化信息检测和记录，基于智能技术实现个性化信息分析与建议，提升展品的吸引力和持续生命力。

1.2 设计原则

社区健康体测跟踪系统是科普系统，同时也是一个服务系统，其设计原则如下：

1）科学性：科学性是首要原则。展品所传播的科普知识、数据测量方法及评估算法都要避免错误信息。

2）实用性：实用性是社区科普展品符合百姓关注点的具体体现，也是社区科普展品的特色和生命力。

3）可靠性：可靠性支持社区科普展品的长效性，这是社区展品产业化的前提。

4）可扩展性：科普水平要不断提升，要求社区科普展品服务能力不断提升，包括内容更新和先进技术更新等。可扩展性是一种面向长远的设计。

2 系统功能

2.1 系统简介

本系统提供人体身高、体重、血压、脉搏等常规体检功能，特别是可以为儿童提供成长过程中健康信息的长期记录，也可以为老年人提供血压、脉搏等信息检测记录，适用于所有年龄阶段的人群。

该系统共分四部分：建立个性化电子信息档案、健康检测、信息记录和个人信息有偿打印等。

具体功能包括：身高体重测量模块、血压脉搏测量模块、历史曲线绘制模块和有偿打印模块等。系统上位机结构如图3 所示。

图3 系统上位机结构图

2.2 模块功能

身高体重测量模块：实现身高体重的自动测量，并与被测者个人信息关联起来，自动建立个性化信息库，长期跟踪并进行统计分析，为被测者健康生活提供针对性的建议和意见。该系统提供了与个性信息管理系统通信的软硬件接口。

血压脉搏测量模块：实现血压脉搏的自动测量，并与被测者个人信息关联起来，自动建立个性化信息库，长期跟踪并进行统计分析，为被测者健康生活提供针对性的建议和意见。该系统提供了与个性信息管理系统通信的软硬件接口。

历史曲线绘制模块：居民用户配备个性信息卡，刷卡之后，系统可以利用以往的测量数据，绘制出该用户的身高、体重、血压、脉搏等历史曲线，用户可以清楚地看到近段时间自己身体状况的变化趋势，从而实现系统对用户信息的长期跟踪。

有偿打印模块：该部分功能是实现测量数据的打印以及所绘制的历史曲线的打印。

整个系统的设计依赖于硬件、软件、数据库和通信技术的支持，如图4 所示。

图4 系统的技术支持

本系统在VS2010 平台环境下，利用先进的编程技术作为实现手段，为广大群众提供了一个对自身体质测定、评价的服务平台，通过RFID 技术对用户身份信息进行识别采集，利用串口通信技术实现体测设备与主机的通信，并在MFC 对话框上设计用户界面，设计上位机程序控制整个系统的运行，采用ADO 技术调用SQL Server 数据库实现信息的存储与读取。

3 系统的社会实践

现代的科普工作已不是单向的灌输，而是一种双向互动。图5 所示为互动式的科技传播模式。

图5 科技传播新模式

社区健康体测跟踪系统基于服务型科普理念设计，在实现科普及服务的同时，也能获得百姓的健康信息，提供给政府作为百姓健康素质调查的数据来源。这种通过科普展品实现的信息在受传播者和传播者之间的双向传递，是一种互动式的科普方式。

服务型科普体系结构的提出，为未来科普展品的发展提供了良好的契机，这种体系结构将侧重以人文本，注重人的需求，充分利用互联网的优势，实现科普产品的网络化。

图6 服务型科普体系

该系统由全国科普创作与产品研发示范团队——东北大学人工智能与机器人研究所NEW NEU 创新团队完成研制工作，并进行了一系列应用实践。通过在辽宁省内四个社区的初步推广和参加2014 年科技部组织的科技周大型科普博览会公开展示，验证了基于人工智能技术建立的服务型科普展品的社会需求以及科普展品网络化的巨大优势。