“互联网+”背景下智慧居家养老系统设计探究*

山东医学高等专科学校 姜艳 赵鹏

依托互联网+赋能构建了集北斗/GPS定位、地理信息系统、物联网、大数据、云计算等技术的系统框架,同时为解决传统智慧居家养老系统服务信息处理差及偏好程度不太理想等问题,建立了老年人信息数据库,通过IaaS、PaaS、SaaS三层云计算架构保障后续服务及数据采集的可靠性;系统主要以室内外无缝定位技术、传感器技术及多传感器数据融合技术构成,实现了自动实时识别和追踪、自动报警的同时,且获得对被测对象的一致性解释与描述有了质的提升,更精确的描述监护对象的状况以及当前所在的环境。该系统外部设备主要以智慧手表、手机App及智能家居组成。其中,智慧手表便于携带,手机App有利于社区及老年人子女获取老人信息、老年人操作系统,并能遥控智能家居。

0 引言

近年来随着我国人口老龄化的发展,老年人口越来越多,而大部分子女为了谋得更好的发展都会选择去外地工作,即使共处一个城市,绝大部分子女也是与父母分开居住。基于绝大部分父母都是单独居住的现状,有些父母年龄较大,在生活中不是很方便,容易发生意外,子女在第一时间内不能提供帮助,不但影响老年人的身心健康,还影响老年人的生活质量。所谓空巢老人主要是指子女离家后的中老年人。目前,我国的空巢老人数量越来越多,已经成为一个不容忽视的社会问题[1]。

1 “互联网+”智慧居家养老系统概念

当子女由于工作、学习、结婚等原因而离家后,独守“空巢”对老年人的心理能够造成严重的影响,很多老年人失去生活的幸福感从而导致孤独感加重。为此,我国出台与设计了一系列居家养老系统。随着“互联网+”等信息技术发展,养老产业迎来了全新的发展与契机。“互联网+”作为近些年来的热门词汇,已经越来越广泛地被运用在各个行业中[2]。

所谓“互联网+”,其本质就是互联网与传统行业的结合。随着科学技术的快速发展,在信息技术与互联网平台的加持下,互联网与传统行业就能实现深入的结合。传统行业可以利用互联网的诸多优势,创造新的发展契机。在此过程中,“互联网+”能够充分发挥自身的优势,加快对传统行业的升级与转型,使传统行业能够在新时代下积极适应社会发展,推动社会进步。就其自身来讲,“互联网+”是互联网思维的产物,能够使经济形态发生转变,进而带动社会中的实体经济,使其焕发出新活力,并为相关的改革与创新提供广阔的网络平台。虽然“互联网+”是“互联网+传统行业”,但这并不意味着二者的简单相加或堆叠,而是利用相关的信息技术与平台,使互联网与传统行业实现深度的协调与配合,从而创造出新的生态。此种模式是一种新的社会形态,使互联网在社会的资源配置中充分发挥自身的优势,并将其应用与社会的经济等领域,使社会的创新能力与生产能力能够得到快速的提高,进而形成以互联网为基础的经济发展新形态。

2 “互联网+”智慧居家养老系统设计概述

2.1 系统构架设计

此次系统设计在依托互联网赋能的基础上融入北斗、地理信息系统、物联网、大数据、云计算等现代化信息技术手段的基础上,针对传统系统设计局限化及系统数据处理不理想等问题,建立了老年人信息数据库。信息数据库主要以社会服务资源及老人个性健康指标及行为偏好等数据采集、统计、归纳、生成的数据系统。系统主要采用IaaS、PaaS、SaaS三层云计算架构(图1)[3]。

图1 系统架构Fig.1 System architecture

(1)IaaS层。Iaas层主要涵盖了智慧居家养老系统的基础硬件运行服务体系,主要以服务器操作系统、客户操作系统、数据管理系统及GIS平台。服务器从逻辑上可为数据库等服务器进行划分与界定。

(2)PaaS层。PaaS主要涵盖了平台服务接口及二次开发服务。考虑到智慧手机及App系统访问及服务等实际需求,提供了地图、定位、通信等服务项目。

(3)SaaS层。Saas与PaaS同样代表在平台标准服务接口及二次开发服务。通过SaaS层实现搭建配置式敏捷开发,可快速调节应用系统。

此外,为了提高智慧居家养老系统安全性及系统可靠性,该系统设计应在明确授权的具体流程的基础上将全部的授权进行细致的分类,依照各个文本证明的流程,运用二次授权的模式来提升数据信息具有的安全性,以此保障老年人的隐私和数据信息安全性。

2.2 关键技术

2.2.1 室内外无缝定位

针对传统系统定位模糊不清及室内信号干扰及信号接收差等问题造成定位精度不准的情况,提出一种GPS高精准度定位的手表设计。智慧居家养老系统中老年人多数在室内活动,但传统因门、窗、墙壁等障碍物等影响,导致信号接收不太理想,这一现象导致了GPS精度降低。而通过便捷式手表携带,不仅可以克服传统信号介绍差等问题,更是通过该手表定位可实时捕捉与获取老年人定位。该手表以北斗卫星定位为核心,通过手表内部搭载定位芯片,不仅与北斗定位系统融合,更是把北斗系统定位精度及服务范围进行了全方位提升,依托亚米级无缝定位导航能力,可对老年人行为自动识别与获取,保障老年人出行及室内活动的安全性[4]。

2.2.2 多传感器数据融合技术

“互联网+”预测分析功能在人体健康领域方面具有较为可观的发展前景,更是对疾病预防与治疗具有明显的优势,可通过手机、App、智能手表以及可佩戴设备,通过智能技术实时采集个体身体健康方面数据,并通过对老人身体以及对生活习惯、饮食习惯、运动频率等方面观察,通过归纳整理、数据建模、系统处理,基于“互联网+”中数据库及标准指标设定对比,通过客观化数据、报告通知,可为老人及其子女提供改变生活规律、预测身体情况等若干建议。在传统智慧生活中,信息技术已然开始对人体健康进行监测与观察,但信息技术数据内容较为单一,如老人状态变化较小,疾病发生前兆较为细微,其设备无法察觉,但通过“互联网+”加持下的智能设备,依托“互联网+”分析,可有效捕捉各项指标细节,使得观察效率得到了显著的提升。

2.3 系统应用及构成因素

该服务系统主要以通信服务子系统(Communication Service Subsystem)、定位服务子系统(Location Service Subsystem)、应用处理子系统(Apply the Processing Subsystem)、地理服务子系统(Geographic Service Subsystem)、接口服务子系统(Interface Service Subsystem)及空间数据库组成(Space Database Composition)。

通信服务子系统主要提供SOS报警、北斗/GPS自动双模定位、对讲电话、监听、终端设置、遥控、查询指令、设备接入等功能;定位服务子系统主要完成北斗智能手表的空间定位功能,北斗/GPS自动双模定位、GSM基站定位融合;系统实现了远程查询、远程监控、位置优化、GIS信息处理、SOS报警、远程管理等功能;GIS子系统与空间数据库相结合,为系统提供地理资源服务、气象、路况等信息,为老弱病残及其监护人提供数据支持;该子系统主要实现政府管理、社区管理、智慧城市、社会监管等功能;空间数据库是为地理服务提供地理服务的地、线、面、时、空的基础数据服务,用于存储系统基础数据和业务数据[5]。

2.3.1 智慧手表

该智慧手表不仅具备了高精度定位系统,同时在手表内置多元传感器,通过定位、健康状态监控及报警功能,保障老年人健康问题与安全问题。此外,该手表不仅具备了普通手表基本功能与特征,同时手表根据居家养老特色内嵌陀螺仪、加速计等内置运动传感器以及光学心率传感器,制定了生理两侧及紧急求助功能。其中,生理量测泛指老人通过手表测量功能,可对自身血压、心率、脉搏、体温。同时通过传感器和App测量血氧水平能实时监测老年人心脏健康,该手表通过收集、分析、统计与整理、可将近期测量数据与标准参与通过可视化的方式呈现,并根据老年人身体指标推荐运动、饮食等改善计划。紧急求救是指当老人遇到危险情况时,可通过一键求救功能向设定的监护人发送求救信息。借助这项功能,老人能在各种紧急情况下向设置的求救联系人发出求救短信并告知自己所在GPS定位(需要开启GPS定位)。与此同时,在求救状态激活的情况下,手机切换成静默模式(关闭来电铃声和振动),而且能够自动接听求救联系人的来电。

2.3.2 手机App

基于Android/IOS系统研制了基于北斗智能手表的健康安全监控App,主要包括测量记录和跌落提醒功能。测量记录是指监护人通过手机App,在一定时间内监测老年人的血压、血糖、体温、脉搏等健康状况。多了解老年人的健康状况。跌倒提示是指老人跌倒检测或发出求救信号。时钟将发送授权手机App信息通知,手机将出现相应的铃声或信息提示,从而准确定位老人的位置。此外,通过授权手机App,还可以看到老人在某一时段的运动轨迹,实现与老人方便的交谈,以及手表的电量、开/关状态、欠费等显示。

2.3.3 智能家居

构建智能家庭的根本目标是为老人提供安全、舒适的居住环境。单个产品已不能满足智能养老服务的发展需要和老人的使用需求,且单个产品在整体智慧养老服务体系中的兼容性和协调性较差。基于产品质量无法得到有效改善的现状,可通过智能家居系统优化与调整整体服务。如家人可根据老人居家情况,通过手机等产品客户端,对智能空调进行远程操作或温度调节,或通过智能家居系统防止老人在家中忘记关掉电源,保障老人安全的问题,为老人提供更优质的服务。此外,智能家居可根据用户调节喜爱及偏好程度,实现对某家居的自动化操作,通过模糊神经系统实现自动控制与操作,从根本上提高养老服务。老人还可以通过客户端实现智能灯泡开关、亮度、色彩调节等功能,有效地调整资源的使用和开支预算,从而为老人健康生活带来积极的影响。

3 结论与展望

综上所述,基于“互联网+”与养老系统相结合,克服传统因时空因素影响导致系统整体单一、孤岛化等问题,依托智慧手机、手表等数据采集终端,实现健康安全监护移动系统,通过智慧养老云服务平台,结合政府及社区服务资源实现多维度及立体化的综合民生服务体系,以此实现精神慰问、家政服务、健康护理及紧急救援等智能居家养老服务。

引用

[1] 陈政硕,李爱芹.“互联网+”背景下智慧养老困境及其发展路径研究[J].攀枝花学院学报,2021,38(4):30-38.

[2] 贺仁驹.“互联网+”背景下上海市嘉兴路街道社区医养结合居家养老服务体系研究[D].昆明:云南财经大学,2021.

[3] 江珂.5G背景下智慧养老服务发展SWOT分析及对策:以南京、镇江两市研究为例[J].中国市场,2021(13):39-41.

[4] 贾冰洁.“互联网+”背景下福建省社区智慧养老模式现状调查研究[J].太原城市职业技术学院学报,2021(4):24-26.

[5] 江加贝,李亦文,王祥.基于疫情的互联网+背景下老年人居家养老服务系统设计思考[J].设计,2020,33(11):78-81.