基于数据融合的分布式智能养老系统应用

徐立宇

摘 要：在信息化技术不断应用和深化的今天，一种基于数据融合的分布式智能养老系统的应用研究能够有效改善老人的养老问题。因此，文章从该系统中应用的数据融合技术以及分布式系统的概念内涵做了解释，并对基于数据融合的分布式智能养老系统平台设计工作展开了详细的分析。最后，文章从组织架构及功能实现层面对基于数据融合的分布式智能养老系统进行了详细的阐述，并分析了系统中的关键技术，旨在以此研究为我国智能养老系统的发展和完善提供重要的理论支撑，进而实现老龄化社会的和谐稳定发展。

关键词：数据融合;分布式智能养老系统;应用

0    引言

随着社会老龄化程度的日益加深，在未来的20～50年内，我国的老人如何养老已经成为人们日益关心的一个社会问题，在中国人传统的思想观念里，老有所养是生活的重要保障，而我国20世纪计划生育政策的开展尽管使得我国短期内的人口数量得到了有效的控制，但从长期来看，直接导致我国持续向人口老龄化迈进，在这样的环境背景下，如何解决未来老龄化社会中的养老问题变成了人们需要考虑的主要问题。随着物联网技术在我国社会发展中的应用不断深入，智能化的养老体系也逐渐收到人们的广泛关注，这种系统的实现既能够对老人的身体健康状况进行实时的监测，也能够帮助老年人提升生活质量和便利性。因此，基于数据融合的分布式养老系统的创设对于保障老年人的生活质量，推动老年人在养老院的智能化养老，保障我国社会在老龄化时代的和谐发展具有十分重要的作用。

1    概念内涵

1.1  数据融合技术

数据融合技术又称作信息融合技术，主要对计算机系统运行过程中形成的多源信息进行有效融合和处理的一种技术，起源于20世纪70年代，这一技术是在模仿人类处理自身信息的基础上发展而来的，在人类社会中，人类通常会利用自身的嗅觉、视觉以及听觉功能等将外部的实物转化为信号传递给大脑，再在大脑内部结合以前的经验认知进行数据信息的处理分析和推理过程，从而实现对外部实物的判断。这一系列的过程同样体现在数据融合技术中，与人类大脑运作具有一定的相似性，在计算机系统中，通过对多个传感器收集到的数据信息在时间或者空间上进行冗余互补，从而结合计算机内部的运行程序对数据信息进行多元组合和推理，进而获得基础性认知、描述以及解释的一个过程[1]。由此可以看出，数据融合技术是一种自动化的信息综合处理技术，行业内的专家将这一技术进行了科学的定义：通过充分利用传感器形成的多元信息的互补性和计算机的智能化运算体系，将不同时间和空间下的数据进行综合处理，进而形成对现实环境的精确描述，准确识别和判断的过程，对于提升决策信息质量具有十分重要的应用价值。

1.2  分布式系统

分布式系统是近两年在网络技术的基础上逐渐发展起来的一门软件操作系统，目前关于该系统的定义还缺乏一致性，系统的相关研究专家认为分布式系统是由许多相互独立的计算机形成的集合体，而系统用户则将其定位为一台相对较大的计算机。在分布式系统的硬件构成上，确实是由一个个独立运行的计算机形成的，不同物理和空间环境下形成的计算机逻辑资源能够在网络环境下进行信息交互工作;在分布式系统的软件构成上，用户对系统的使用过程认为是由一个计算机构成的，从这一方面来看，系统中确实存在一个以全局的方式对计算机信息资源进行管理的分布式操作系统，承担着对硬件环境下多个计算机的综合信息处理过程。这种硬件和软件的综合分布和构成使得分布系统是具有高度的内聚性和透明性等基础特征，从而能够使系统用户连接所需要的资源时更加便捷，从而强化了系统的应用功能[2]。

2    基于数据融合的分布式智能养老系统平台设计

2.1  分布式融合系统

分布式融合系统是由多台计算机系统在相互独立的状态下，以网络技术作为支撑来实现不同场所资源信息交换工作的系统，在系统的运行过程中，不同计算机在数据量的传输过层中会产生大量的冗余信息和数据，直接影响系统的传输速度，而分布式系统的应用能够在服务器的传输前端对数据信息进行定量的特征提取，在特征层实现数据的融合过程，最后利用融合系统将网络数据信息传输到服务器终端来发挥作用。

分布式融合系统是以多个传感器的相互工作来实现的，该系统在工作过程中由于数据融合的场所不同，有混合式、集中式以及分布式3种处理结构。其中，集中式的处理对象是系统中的原始数据，由于是原始数据所以在传输过程中对信息的损失量相对较小，但是由于未经筛选导致数据融合中心计算负担相对较重，系统生存能力较差，容易出现崩溃的情况;分布式结构的处理对象是前期经过集中式结构处理的局部数据，具有造价低和通信量小等特点，但由于是局部数据且经过预处理，所以在传输过程中具有原始数据信息损失量大等缺点。

2.2  分布式系统的平台设计

将以上提到的分布式融合系统应用在智能养老系统中，能够进一步提升养老系统的智能化水平，尤其是现阶段无线式传输技术的应用使很多设备摆脱了网线的限制，在分布式智能养老系统中，各种各样传感器的应用以及智能手环的应用都能够实时采集老人的生命特征信息，也能够在手环内部系统中直接完成对数据的处理和分析工作，随后通过无线传输系统将处理的信息传递到系统的中间层，将其与图像等數据信息进行融合，从而呈现出老人的身体状况，具体工作流程如图1所示。

在设计形成的这一系统中，总共分为4个模块，分别是智能移动机器人、SOS智能呼叫中心、信息管理系统以及专家系统。这4个系统中，智能移动机器人是为了老人行动不便设置的，是放在老人身上的定位装置，能够自动定位位置来自动躲避障碍，老人的家人能够通过系统的手机客户端来智能遥控机器人，这个智能机器人的眼睛是一个摄像头，能够人为旋转摄像头来观察周围的环境，从而实现远程监控;在家人想与老人视频聊天时，直接发送视频请求，老人只需要选择是否同意视频请求便能够与家人实时联系，在智能养老系统中，老人还会随身配备一个手环，手环上有呼叫按钮，如果发生意外，通过手环便能够直接通知与老人相关的家人、医护中心以及护理人员，从而保证老人在出现问题的时候能够及时呼叫救助，与此同时信息管理系统也会对老人的身体状况进行实时的监测并储存在手环中，一旦SOS呼叫中心响应了老人的呼叫，这些数据便会直接传输到专家系统中对数据进行整合并形成健康数据汇报表传输到养老院的信息管理平台上，一旦对老人展开救助，便可以直接在平台上获得身体数据信息以及历史病例情况，从而帮助医生在最短的时间内了解老人身体状况并及时给出治疗方案[3]。

3    基于数据融合的分布式智能养老系统的组织架构及功能

3.1  组织架构

基于数据融合的智能式养老系统是用户层、中间层、传输层、网络层和感知层5个层级组成的，其中，感知层处于最低层次，是对老人身体状况的直接感知，能够利用智能手环实时读取老人的生命体征信息，例如血压、体温、心跳以及呼吸频率等等，在智能客户端，老人的家人能够随时查看这些身体状况，也能够结合机器人与老人实时视频，查看老人在养老院的状况，这样即使子女没有时间亲自看望老人，也能够时常陪伴老人。

3.2  系统功能

（1）佩戴手環。老人一旦入住疗养院，成功建立电子档案以后，就会获得一个记载老人及家人详细信息的智能手环，一旦带上手环，该手环能够实时收集老人的各种生命体征，也能够将老人以往病史以及生活建议等存在手环数据库中。

（2）智能移动机器人是由主机和控制端两部分组成的。在主机中，老人的智能手环装有GPS定位装置，一旦启动机器人，便能够与手环形成数据连接，自动定位老人的位置，同时也会智能化识别障碍物，自动帮助老人躲避障碍物。当老人要与子女联系时，只需按动智能手环上的SOS呼叫中心选择呼叫家人便能够实时与家人互动聊天;在控制端，这个系统中的数据是以客户端的形式呈现出来的，能够在智能手机和电脑上同步使用，这样一来，客户端便能够与主机建立相应的关联关系，从而及时处理视频请求，完成视频通话过程[4]。

（3）SOS呼叫中心。当老人在感觉身体不适需要外界帮助时，直接按下智能手环上的呼叫按钮便能够与控制中心建立直接联系，养老院的管理人员能够通过实时控制智能机器人通过开启视频的方式了解老人所处的位置以及现阶段的具体情况，从而结合情况迅速做出相应的反应措施，如果老人突然丧失意识无法自主呼叫救助中心，那么智能机器人便能够结合视频图像和智能手环采集到的生命特征信息及时准确做出相应的判断，从而启动自主呼叫模式向管理中心呼救，从而为老人争取宝贵的救援时间。

[参考文献]

[1]张航，亓孝博，韦伟，等.基于信息分析的养老社区智能管理系统研究[J].无线互联科技，2016（8）：55-57.

[2]熊亮.基于分布式压力采集技术的养老监护系统研究[D].大连：大连交通大学，2019.

[3]孟学潮，叶少珍.家庭智能养老监护系统的设计[C].北京：2015年全国工业控制计算机技术年会论文集，2015.

[4]张秋余，袁占亭.基于Oracle的分布式养老保险MIS系统的设计与实现[C].大连：大连-香港国际计算机会议论文集，1998.

（编辑 傅金睿）