CCRC养老社区中物联网设计研究

姜涛

摘要：本文从探究CCRC模式入手，根据CCRC社区规划布局特点及人群类型分析，初步论证了物联网在“养老社区”这一特殊环境中的必要性和重要性，进一步结合社区中老年人特征以及环境特点，探索出适合CCRC养老社区中三种不同生活模式下的设计方法，并以摄像头与毫米波雷达举例说明。物联网的引入，将整体提升CCRC社区的服务质量。

关键词：CCRC；养老社区；物联网设计

引言

随着经济发展和老年人口的持续增加，养老成为一个备受关注的领域，科技的介入也直接影响着老年人的幸福感和安全感。目前国内很多新兴养老机构在科技运用方面已取得明显成效，但更多的仅是追求管理上的科技化，对于物联网技术的运用却有所忽视。本文将根据CCRC养老社区内不同类型老年人的特点，设计合适的物联网应用模式，进而提升老年社区的服务效率，改善老人生活质量。

1. CCRC养老社区物联网设计背景

1.1 CCRC模式养老社区解读

CCRC模式（continuing care retirement community）是一种综合性养老社区的运营模式，旨在为老年人提供全方位的服务。该模式通常是将一个完整的社区划分为不同层级的居住区域，以满足老年人在不同阶段的护理和生活需求。在功能形式上，CCRC养老社区将环境根据人群生理特征分为独立生活区、辅助生活区、介护生活区三类[1]。

（1）独立生活区主要由相对年轻、身体健康的老年人组成。他们通常拥有更强的独立性和能力，可以自理生活，并且希望在一个积极活跃的社区中享受社交、娱乐和休闲活动。

（2）辅助生活区的居民通常是半自理的老人，需要他人的照料和支持来满足日常生活的需求。辅助生活区提供个人护理、餐饮服务、清洁和洗衣等生活支持，以帮助老人保持舒适和安全。

（3）介护生活区是最专业化的区域，专门为慢性病患者、失能或失智的老人提供全面的医疗和护理服务，配备了专业的医护人员和设施，以提供24小时的监护、医疗管理和紧急救助。

CCRC模式的优势在于老年人可以在同一个社区中根据自身的护理需求和健康状况进行转移和居住，无须频繁搬迁。

1.2 物联网应用模式设计研究

简单来说，物联网应用模式是通过互联网连接各种物品，能够互相传输数据并与人们进行交互。这些物品可以是家用电器、汽车、传感器、智能手表、医疗设备等，通过传感器和通信技术，收集和传输各种数据，如温度、湿度、位置、运动等。与互联网技术相比，物联网技术最为明显的优势在于智能管理，也就是将物与物联系在一起，通过客户端实现信息之间的互通，有利于使用者进行综合识别与操作。

1.3 养老社区内引入物联网的必要性

引入物联网技术可提升养老社区的安全、健康和生活质量，同时提高管理效率。通过实时监测和安全设备，可以保障老年人的安全。物联网技术还可用于医疗健康管理，远程监测健康状况并及时干预。智能化生活服务使老年人的日常生活更便利。社交互动和心理支持减少孤独感。数据分析为管理者提供决策支持，优化养老服务和资源分配。这些应用有助于满足老龄化社会的养老需求，提升养老社区的发展水平。

2. CCRC养老社区物联网模式设计

2.1 CCRC社区人群特点分析

CCRC社区的人群特点可以根据入住者的年龄、健康状况和养老需求进行分析，在功能形式上，CCRC养老社区将环境根据人群生理特征分为三类，如表1所示。

CCRC养老社区物联网设计的总体思路是通过网络连接和传感器技术，实现健康监测、安全保障、社交互动、资源管理等方面的智能化和便捷化，提升养老社区的生活质量和服务水平。

2.2 网络基础设施

建立稳定、可靠的网络基础设施，包括Wi-Fi網络和物联网通信协议。确保传感器和设备之间的连接畅通，实现数据的传输和交换。

2.2.1 物联网通信技术介绍

物联网通信技术是连接和通信物联网设备的关键技术，使设备能够互相通信、收集和共享数据。常见的物联网通信技术有Wi-Fi、蓝牙、Zigbee、LoRa、NB-IoT、4G、5G、RFID等。物联网运用中会涉及很多通信技术，只有让这些技术与物联网实现有机融合，才能够有效推动物联网的发展[2]。选择适合的通信技术取决于设备间距离、功耗要求、数据传输速率和应用场景等因素。

2.2.2 通信技术选择原则

在CCRC中选择物联网通信技术时，需要考虑以下六个原则。（1）覆盖范围和可靠性：选择覆盖范围广且可靠、稳定的物联网通信技术，确保在整个社区范围内提供可靠连接。（2）低功耗和长电池寿命：选择低功耗的物联网通信技术，延长设备电池的使用寿命，减少电池更换和设备维护成本。（3）安全和隐私保护：确保所选通信技术具备强大的安全性和隐私保护机制，保护居民的个人信息和医疗数据等。（4）灵活性和可扩展性：选择灵活且可扩展的通信技术，以适应设备数量和新应用的增长需求。（5）互操作性和标准化：选择符合行业标准和协议的通信技术，确保设备和系统之间的无缝通信和协作。（6）成本效益：评估通信技术的设备、网络基础设施和维护成本，确保长期运营的经济可行性。

以上原则可以帮助CCRC在选择物联网通信技术时做出明智的决策，以满足养老社区的需求，并提供安全、可靠的物联网连接和服务。

2.3 传感器

2.3.1 传感器介绍

传感器用于感知和采集物理世界的数据，如温度、湿度、光照、压力等。市场上的环境传感器很多，这里列举一些简单常见的传感器，如表2所示。

2.3.2 设计举例（房间室内监控）

传统养老机构可能在室内安装摄像头，可实时采集室内影像，缺点是涉及隐私。

毫米波雷达则是另一种空间监控设备，可以感知空间内的微小变化，不采集画面，保护隐私，可用于活动检测、呼吸心跳监测、跌倒检测等。基于雷达传感器的跌倒检测方法具有良好的隐私保护、不易受环境因素影响等优点，相较于传统视频图像视觉和可穿戴传感器，在居家隐私区域更加符合老人的跌倒检测需求[3]。

人体存在传感器相对于毫米波雷达功能单一，但更节省购置和使用成本。具体比较如表3所示。

2.4 安全与隐私保护

采取网络安全措施，包括防火墙、入侵检测系统等，保护物联网系统免受网络攻击。

确保老人数据隐私，采用数据加密、身份验证等措施，限制数据访问和使用权限。

2.5 云计算和边缘计算

提供存储和处理物联网设备产生的数据的计算能力，包括云计算和边缘计算。例如，毫米波雷达的跌倒检测属于边缘计算，通过人体存在传感器和燃气表的数据判断是否离家没关燃气预警属于云计算。

数据算法包括数据挖掘算法、智能识别算法和智能推荐算法等。数据挖掘算法用于从数据集中提取有用的信息，智能识别算法自动识别和分类输入数据的模式、特征或属性，如图像识别、语音识别、文本分类等，而智能推荐算法则根据用户的兴趣和偏好向其提供个性化的内容或建议。通过数据算法，可以得到更多的功能，如老人的日常活动轨迹分析、活动状态分析、消费数据分析、饮食分析及预警。进一步，可通过已有数据得出老人的身体状态、心理状态，判读其是否需要增加康复训练、社交活动或者人文关怀。同时，管理者也可分析出社区工作成效及不足之处，辅助决策分析。

2.6 人机交互技术

人机交互技术使人们能够方便地与物联网设备进行交互和操作，包括移动应用程序、语音控制、触摸屏界面等。

以食堂自助系统设计举例，食堂采用自选方式，老人将菜品放到托盘中，最后到收银台结账。我们在盛菜的碗碟中植入RFID芯片，这样在收银台结账时，将托盘放置在指定位置，设备会自动扫描RFID芯片及对应设置的价格，计算出菜品总价，显示并播报出来。

结语

基于物联网的社区用户体验优化方法面临一些局限性，如技术使用门槛、隐私和安全问题，以及老年人特殊需求。然而，未来的研究方向可以解决这些问题，包括用户参与和设计过程、智能化和自适应系统、跨平台和互操作性、社会和心理影响，以及可持续性和成本效益。通过在这些研究方向的努力，可以进一步提高基于物联网的社区用户体验，满足老年人需求的同时，提升生活质量，促进可持续发展。

参考文献：

[1]于江，刘晨.CCRC养老居住小区的功能结构与布局研究[J].建筑与文化，2016（9）：154-155.

[2]哈亮.物联网通信技术的发展现状[J].黑龙江科学，2019，10（12）：82-83.

[3]高鹏.基于毫米波雷達的老人跌倒检测关键技术研究[D].北京：中国科学院大学，2022.

作者简介：姜涛，本科，助理工程师，研究方向：康养、信息化。