基于物联网的智能居家养老系统的分析与研究

燕丽红

摘要：随着老龄化现象的社会化，养老不再只是一个社会问题，而是与每个家庭息息相关的问题。基于目前中国养老现状，借鉴国外智能居家养老解决方案，采用物联网、自然人机交互、移动互联网等技术，通过“建立老年人信息大数据与云服务平台”，以“智能看护、健康管理、安全防护及亲情关爱”为基本服务内容，以居家、社区等老年人居住场所为依托，进行了基于物联网的养老系统平台的分析与研究。该平台集“智、养、云、大”为一身，为智能居家服务与机构的养老提供了有效的参考依据。

关键词：物联网；智能养老；健康管理；云服务平台

《中国老龄事业发展“十二五”规划》指出：未来20年，我国人口老龄化日益加重，到2030年全国老年人口规模将会翻一番，在二十世纪内，老年人的比例继续增长，预期这个现象在二十一世纪将继续存在。例如，老年人的比例在1950年是8%，在2000年是为10%，预测在2050年将达到21%。如何利用现代化手段和科技技术进行养老系统的研究就显得尤为重要。

1养老现状

1.1国外养老发展现状及趋势分析

根据联合国有关机构公布的数据：从2005年到2050年世界60岁以上老年人将从目前的8%增加到16%，80岁以上老人将超过4亿，所以老龄化是一个全人类面临的重大问题。最近一次美国人口普查局公布的统计数据显示，美国65岁以上的老龄公民为3500万人，占人口比例的12.4%。

預计到2030年美国老龄人口将急剧增加为7000万左右，占总人口的比例将增至20%，即每5个人中就有一位白发苍苍、依赖社会保障制度和自己退休金生存的老人。大多数美国人退休后不愿意依赖子女生活，他们一般选择在自己的家中安度晚年或是人住老年公寓和养老院，因此，智能居家养老系统是他们非常依赖的“生活伴侣”。

1.2国内养老发展现状及趋势分析

截至2015年底，全国60岁及以上老年人口22200万人，占总人口的16.1%，其中65岁及以上人口14386万人，占总人口的10.5%。明显高于60岁以上老年人口达到总人口数的10%，或者65岁以上老年人口占人口总数的7%以上的联合国人口老龄化标准，我国已迈入了人口老龄化阶段。

然而，随着老龄化趋势加快和家庭空巢化问题加剧，养老不再只是一个社会问题，而是与每个家庭息息相关，如何养老逐渐成为每个人需要考虑的问题。

随着中国逐步进入老龄化社会，养老产业已成为蓬勃发展的行业，特别是基于物联网和互联网技术的新型智慧养老产业得到快速发展。虽然智能养老在中国已开始发展，但是市面上的养老服务体系并未建立，特别是针对半失能老人的整套生活辅助系统。在老龄化逐渐严重的今天，建立一套完善、经济的适合半失能老人生活辅助帮手尤其重要。

2物联网智能居家养老系统建设方案

本系统与云服务平台的建设内容主要包括：智（能化）、（医）养（结合）、云（计算）、大（数据分析）四个方面，即使用智能终端及自然人机交互传感设备采集老人日常行为及健康管理数据，并有效整合养老及医疗服务，在高性能云计算数据平台上建立一个集“智能看护、生活辅助、健康管理、安全防护及亲情关爱”等服务内容为一体的养老综合服务平台，通过大数据挖掘手段，实现行为习惯，生理健康，消费偏好和志愿者等类型数据的深入分析。采用B/S架构和Web Service技术，主要功能是对前端收集到的数据进行健康分析、日常行为分析。同时，定时为老人及其亲属推送各种健康报告、健康建议、健康服务信息等。

软件系统的开发使用主流的Visual Studio.NET、Oracle、Platform Builder、VSS、Proiect、Power Designer等工具。

3物联网智能居家养老系统功能设计

通过前端自然人机交互传感设备采集老人的日常行为数据、健康管理数据以及环境数据，为老人提供生活辅助、安全监护、健康管理、亲情关爱服务，让老人有尊严地生活、让子女实时地尽孝心、让护理安全便捷。智能化建设方案中主要包括生活辅助模块、安全监护模块、健康管理模块、亲情关爱模块。

3.1生活辅助模块

采用先进的传感节点技术、现代控制技术辅助老人在室内行动，为老人提供生活行动上的便利。主要包括人体行动感应器、温度湿度感应器、天轨式移位机、智能药箱、智能插座、智能开关、智能门锁等设备。具体功能包括检测老人室内行动区域，自动控制卧室、客厅灯光亮灭、记录行为轨迹；根据历史记录智能调节室内温度湿度；亲属远程辅助开锁。

3.2安全防护模块

采用RFID技术、组网与协同处理技术为老人在室内外提供安全防护服务。主要包括跌倒视频分析装置、紧急报警器、可视对讲器、RFID定位器、烟雾传感器、煤气检测器等设备。具体功能包括当老人发生危险时，通过紧急报警器进行远程报警；自动检测室内煤气浓度及烟雾状态，并进行远程报警；自动分析老人室内行动状态，如老人处于跌倒状态则自动进行远程报警，通知医务人员及亲属，同时可进行远程视频监视；当老人外出发生危险时，可通过RFID定位器迅速找到老人位置，对老人进行救护；通过门外可视对讲器进行室内外视频通话，确保人员安全。

3.3居家管理系统

以家庭为核心、以社区为依托、以专业化服务为依靠，为居住在家的老年人提供生活辅助、安全监护、健康管理、亲情关爱等服务，辅助老人生活。系统由智能养老看护平台、智能网关和传感设备组成，传感设备以有线和无线方式接人到智能网关，智能网关汇集老人日常行为、生命体征及设备状态数据上传到平台，平台将数据整理、分析、分发、存储，为老年人提供方便、快捷、高质量、人性化的服务。

4物联网智能居家养老服务平台的大数据挖掘与分析

智能养老服务平台对各个子系统数据进行采集、存储、挖掘、处理，形成分析报告。所采集的数据包括健康数据、日常行为数据，通过数据挖掘、分析及统计，定时推送各种健康报告、健康建议、健康服务信息、个性化的健康促进方案等。同时，接人第三方服务系统，例如，家政、购物、娱乐、旅游、咨询等，为老年人提供更便捷、舒适、温馨的生活环境，使老年人的生活更丰富、充实。

平台收集老人的各种行为习惯数据、健康数据、志愿者服务数据和亲情关爱数据等，并对数据整理归类和深度分析，最后提供给政府、科研院校、医疗机构以及各类企业对数据进行精准决策和有效运用。物联网智能居家养老与服务平台的大数据挖掘主要包括行为习惯数据挖掘、生理健康数据挖掘、消费偏好数据挖掘、志愿者数据挖掘等。

4.1行为习惯数据

分析老人睡眠时间、起夜频率、如厕时间和频率、沐浴时间、用餐时间、娱乐时间、步行速率、进出门时间等。将行为习惯数据进行分析处理后交予医师，能针对其变化给出初步的医疗建议.

4.2生理健康数据

包括血压、血脂、血氧、体温、脉搏、体重、BMI指数、内脏脂肪指数、身体年龄、骨密度、肌肉量、呼吸率、体动率等。将生理健康数据进行分析处理后交予医师，能针对其变化和波动范围给出详细的医疗建议；交予医疗研发机构，海量生理数据为其预测建模、疾病模式的分析、提高临床试验设计的统计工具和算法等提供了坚实的基础。

4.3消费偏好数据

包括品牌、型号、尺寸、口味、爱好、销量等。将消费偏好数据进行分析处理后交予供应商，能使其更精确地提供更多的高需求商品，避免了供应商盲目供货，间接地提高其营业利润。

5总结

在分析国内外养老发展及趋势的基础上，提出了国内智能养老存在的主要问题并作了简要分析，借鉴国外智能居家养老系统，有效整合物联网技术、自然人机交互技术、移动互联网技术、多媒体技术、云计算和数据挖掘技术，构建物联网智能居家养老系统及云服务平台，在通过对各模块设计分析的基础上，通过相应的数据库进行老人居家生活数据的存储和分析，达到了智能化的养老功能。