1、基于互联网+的智能化居家养老系统论文 基于“互联网+”的智能化居家养老系统 摘要：我国日益严重的老龄化，如何提升老年人的生活品质，实现老有所养、老有所依成为当今社会的重要话题。本项目基于“互联网+”的理念，将移动互联网、物联网、云计算和大数据技术用于居家养老系统的开发，形成智能化的居家养老系统。通过采用面向数据的体系结构（DOA，DataOrientedArchitecture）技术，使系统数据具有安全共享、授权应用、功能可方便扩展等特点。本系统不仅可以从子女和社区两个层面有效地解决老人日常生活中所遇到的生活问题、医疗问题和安全问题，还可以进一步扩展为居家养老的信息服务平台，具有广泛的应用前景
2、。关键字：老龄化；互联网+；大数据 DOA；云计算；物联网1.基于“互联网+”的智能化居家养老系统意义基于“互联网+”的智能化居家养老系统，对海量数据进行应用与管理，为老年人提供日常生活服务、医疗健康管理、实时安全监控和精神慰藉等服务，是在科学技术的支持下建立起的一个家庭温情养老的新型社会化服务系统（见图1），不仅解决了我国家庭养老资源弱化的问题，也符合我国空巢老人增多、子女无力在身边照顾的国情。随着技术的不断发展和新应用的开发，基于“互联网+”的智能化居家养老必将会成为未来的主流养老模式之一，本系统的开发具有重要的社会意义和经济价值。图1：新型养老服务平台2.中国养老模式现状目前，中国老龄化
3、日益加剧。根据联合国最新的人口数据预测：2011年以后的30年里，中国人口老龄化将呈现加速发展态势，60岁及以上人口占比将年均增长16.55%，2040年60岁及以上人口占比将达28%左右。到2050年，60岁及以上老人占比将超过30%（见图2），社会进入深度老龄化阶段。据调查：我国目前空巢家庭已占30%。我国已进入人口老龄化阶段的前期。“421”（即四个老人、一对夫妻、一个孩子）家庭大量出现，两个独生子女组成的家庭要承担4个甚至更多老人的养老责任时，这给年轻人造成“难以承受之重”的压力。我国目前主要的养老模式大体分为家庭养老、社会养老以及家庭和社会养老的结合。而且在很长的一段时间内，由于家庭
4、规模较大，人口年龄结构相对稳定，家庭养老模式一直占据主要位置。年轻人要生计，不可能把全部精力放在照顾老人上。因此，养老机构的产生，是社会发展的必然产物。但由于受中国传统文化的影响，老人进养老院大多不被人接受，所以，居家养老模式将成为中国养老事业发展的必然，而基于“互联网+”的智能养老系统是实现居家养老的一种安全和可靠的途径。图2：中国老龄化增长趋势3“互联网+”的概述2015 年 3 月 5 日，李克强总理在十二届全国人大三次会议上的政府工作报告中首次提出“互联网+”行动计划，将移动互联网、云计算、大数据、物联网等作为我国新时期的经济发展重要推力，也表明我们正在步入到以大数据为特征的新时代。4
5、基于“互联网+”的智能化居家养老系统的主要功能本系统融合了移动互联网、云计算、大数据和物联网的技术，采用具有自主知识产权的DOA技术，解决了数据大平台与碎片化应用的数据生态系统的构建问题，实现了从数据保护到数据授权应用的全过程管理，为老人的生活提供可靠的智能化服务。本项目主要有视频监控、医疗救治和安防等三个子系统组成。4.1视频监控/会话系统该视频监控/会话系统是一个软硬件结合的平台，采用浏览器/服务云（G/S, General Browser/Services Cloud）架构，利用当今主流的Java+mySQL技术开发，用户可以随时随地通过浏览器（PC、Android、IOS）访问云端，该
6、系统为用户提供了丰富良好、可视化的易操作界面。子女可以通过智能终端（PC、智能手机、平板电脑等）访问，对老人在家中的生活进行实时监控，以随时随地及时了解老人的生活情况。由于现在很多老人不会使用现有的电脑或者智能手机，为解决此问题，特根据老人的实际情况特定为其开发易操作的智能终端应用程序(见图3)，该应用程序按键具有语音提示功能，该智能终端能够方便老人与子女进行视频会话，享受天伦之乐，得到心灵上的抚慰。图3：终端访问4.2 医疗救治系统4.2.1 语音识别空巢老人独自在家，容易遇到突发事件或疾病，这是子女最担心的问题。为解决此问题，该医疗救治系统利用语音传感器识别技术，进行预警语音信息采集。当老
7、人遇到突发事件，只需要通过语音告知给语音传感器（如：我心脏不舒服），这时传感器将采集到的数据，通过A/D转换器将模拟型号转换为数字信号，传给语音识别系统，该语音系统根据事先采集到的老人的音色信息，对老人的语音进行识别（通过语音系统的算法判断是否是本人），如果是本人，将通过WIFI模块和ZigBee无线网络传输模块，将信息发给子女和社区养老机构。如果子女离家较远，可以通过手机终端给社区相关人员远程开门，使老人得到及时的救治。4.2.2 疾病预测老人年龄越大,患疾病的概率也就越大。如何更好的预知疾病的发生？对疾病的提前预防和治愈都是至关重要的。基于此，本系统具有“基于大数据疾病预测”的功能。该疾病
8、预测系统的设计与2009年国家卫生部启动的全民健康档案接轨（见图4），整个系统的构建是建立在云平台的基础上，通过面向数据的体系结构（DOA，Data Oriented Architecture），将老人患疾病（心脏病、高血压、患者的身体指标等）的历史数据与老人的身体指标/病例作为数据来源，导入云平台中的数据库。通过老人身上佩戴的传感器（血压/糖传感器、脉搏传感器、心跳传感器等）采集数据，与数据库中的数据进行分布式计算，当计算出老人患病的概率达到某个特定的值，将信息通知给本人、子女、和医护人员，使老人能得到及时的救治与预防。该预测系统采用的是面向数据的体系结构（DOA），因此，系统具有极强的扩展
9、功能。其云平台上的数据（应用）生态系统可以不断建设和发展，数据可以不断积累，应用也可以不断增加和扩展。对于已有系统，可以通过数据来进行资源整合。将这些系统产生的数据不断“导入”到新的数据资源池中， 再通过在数据资源池上不断开发和积累一些小的碎片化应用， 原有的数据系统得到不断更新与完善， 完成从原来的应用系统到数据生态系统的过渡和迁移。图4：全民健康档案功能结构图4.2.3 摔倒判断老人外出，也是家人最担心的时刻。当老人在室外摔倒时，通过加速度传感器自动感知，进行算法识别，判断老人是否摔倒（考虑到老人如果摔的不严重，将根据需求，利用中断设置延迟，如延迟一分钟，老人如果摔得不严重，他只需按下开关
10、，信息将不发送。），将信息通过蓝牙传到老人的智能终端上，智能终端将信息传输到相关社区人员和子女，利用北斗卫星导航系统（BDS）/全球定位系统（GPS），可以精确的对老人当前所在的位置进行精确定位，使子女和社区医护人员可以实时掌握老人的活动信息。这个装置可以间歇地向所在区域的计算机系统管理中心发送即时情况（云端的数据库中存放每个老人的信息），一旦老人的信息没有传到计算机管理系统中心，中心计算机管理系统就会发出报警提醒，医护人员可以查看老人在先前阶段的活动轨迹，及时地处理突发情况，使老人时时刻刻在任何地方都能受到社区医护人员的关怀。使其能以最快速度抵达现场，使老人能得到及时救助（见图5）。图5：紧
11、急救治4.3 安防系统智能安防系统为老人营造的安全、健康、便捷、舒适的家居环境，能够帮助老年人合理地安排生活，降低老年人居家生活意外事件的发生，如烟雾探测器、可燃气体泄露探测器等智能家居设备，一定程度上能弥补老年人记忆力缺陷造成的后果。由于老人年龄大，记忆力减退，很多时候忘记关掉煤气等阀门，结果造成了严重后果。当遇到煤气泄漏、者发生火灾等意外事故时，其安防联动系统开始启用（见图6），通过烟雾探测器、可燃气体泄露探测器感知，启用自动报警系统，门窗自动打开，总燃气阀和总电源自动切断，排气扇开始工作，并将信息传给社区相关机构，使相关人员能及时赶到，降低损失，使老人的人生安全和财产损失得到保障。图6：
12、安防联动系统5.“基于互联网+智能化居家养老系统”的设计5.1 系统的总体架构基于“互联网+”的智能化居家养老系统采用“面向数据和以数据为核心”的思想， 通过数据注册中心（DRC,Data Register Center） ，数据权限中心（DAC, Data Authority Center） ，数据异常控制中心（DEC, Data Exception Control Center）来统一定义数据、管理数据和提供数据服务，通过数据应用单元（DAUs, Data Application Units）对各种应用进行管理和服务， 建立一种数据大平台与碎片化应用的数据生态系统。系统结构图如图7所示。图
13、7 系统结构图5.2 DOA技术数据生态系统可以简单形象地比喻为“肥沃的数据土壤上生长着茂盛的应用森林”。理解为：将不断积累和丰富的各种数据定义为数据土壤，那么建立在数据之上的各种碎片化、个性化和不断增长的应用则是应用森林。DOA是基于云平台的大数据结构技术，支持数据天生加密和授权使用、以及新应用的增加，数据 DOA 平台和应用所构成的三层架如图8所示。图8：数据、DOA 平台与应用构成的三层架构图随着信息技术的不断发展，其技术已渗透到各个领域。根据中国国情，提出“互联网+”的系统架构，将所有数据信息导入云端，通过分布式计算，对数据进行智能分析，实现全方位智能化居家养老。所谓智能化居家养老，就
14、是指利用传感器技术，移动互联网技术，通过大数据和云计算技术，实现海量数据存储与智能计算，为老人提供全方位的服务。利用大数据预测技术，可以对老人可能患的一些疾病提前预测，以起到提早预防与救治的作用，从而保证老人的健康和人身安全。视频联网可以使老人与子女见面，排解老人的寂寞、孤独。老人若有突发事件，可以通过紧急呼叫按键和语音识别模块将信息传给子女和社区人员，使老人得到及时救治。该智能化居家养老系统可以有效保障空巢老人的日常生活和精神需求，减轻子女的负担，使子女全身心投入工作中，以达到老有所依居家养老模式，为共建和谐社会起到了推动作用。6 总结“基于互联网+智能化居家养老系统”解决方案的整个智能化系
15、统采用软硬件结合，整合了通信网络、智能呼叫、智能识别、物联网传感器、移动互联网、大数据、云计算等科技手段，利用传感器和无线WIFI传输技术，解决安防、视频监控和对话、紧急救治等一系列问题（见图9）。其中北斗/GPS对老人实现实时跟踪定位，加速度传感器可以判断老人是否摔倒，以便及时地处理紧急情况和突发事件，为老人的生命健康安全和舒心的生活质量提供有效保障。该系统是互联网、物联网、大数据和云计算技术的完美融合，该系统通过智能化管理，对家中的安防、监控和对老人的监护实现智能化管理，解决空巢老人在家的紧急需求问题，家中老人如有紧急需求问题，可通过应急系统通知到家人和社区人员。整个系统的设计，既体现出了
16、传统文化的“孝道”，又与信息化技术相结合。响应政府提出的建设“互联网+”的行动计划。本系统的研发，可以有效的解决老人居家养老遇到的一系列问题，不仅对养老事业起到了推动作用，而且对构建和谐社会起到了推动作用。图9：居家养老系统参考文献1 苗放. 大数据时代下面向数据的软件体系结构初步研究，国家自然科学基金申请书（2015），受理编号：61570516742 主持四川省教育厅2013科研项目:基于应急处理的物联网实时可靠路由方法的研究(13ZA0296,黎忠文主持）3主研四川省教育厅科研项目:基于ZigBee与RFID技术的新型无线射频识别网络的应用研究（11ZA300,黎忠文为第一合作者）4Zh
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