智慧家庭健康服務(wù)系統(tǒng)的研究

胡海峰

【摘 要】本系統(tǒng)主要包括健康數(shù)據(jù)采集部分、數(shù)據(jù)傳輸部分、數(shù)據(jù)處理部分，是以家庭為單位，對(duì)家庭成員的健康進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、預(yù)警，能夠?yàn)榧彝コ蓡T的健康生活提供指導(dǎo)。本系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集部分使用各類體征傳感器設(shè)計(jì)成的健康一體機(jī)采集家庭成員體征數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)通過Wifi、藍(lán)牙、4G網(wǎng)絡(luò)等無線通信技術(shù)，傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理服務(wù)器，服務(wù)器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后，推送給家庭成員和醫(yī)療機(jī)構(gòu)，能夠?qū)彝コ蓡T的健康情況進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，對(duì)突發(fā)健康事件的處理提供參考。本系統(tǒng)提供了一種跨越地域和距離的移動(dòng)醫(yī)療服務(wù)方式。使醫(yī)療護(hù)理服務(wù)以及其他的援助服務(wù)都能夠搬到患者的家中，這種服務(wù)方式成本低、效率高，能將有限的醫(yī)療資源最大化，讓更多群眾享受到醫(yī)療。

【關(guān)鍵詞】移動(dòng)醫(yī)療；家庭健康；健康一體機(jī)；無線通信

中圖分類號(hào)： TP393.09；TP311.52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）26-0100-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.26.043

【Abstract】The system mainly includes a health data collection part，a data transmission part，and a data processing part.It is a family unit that monitors and warns the health of family members in real time，and can provide guidance for the healthy life of family members.The data acquisition part of this system uses the health integrated machine of various types of sign sensors to collect the data of the family member's vital signs，and transmits it to the data processing server through wireless communication technologies such as Wifi，Bluetooth，and 4G networks in real time. After the server analyzes the data，it is pushed to Family members and medical institutions can remotely monitor the health status of family members and provide reference for the handling of sudden health events.The system provides a mobile medical service that spans geographical areas and distances.The medical care service and other assistance services can be moved to the patient's home.This service method is low in cost and high in efficiency.It can maximize the limited medical resources and allow more people to enjoy medical care.

【Key words】Mobile Health；Family health；Physical examination equipment；Wireless communication

0 引言

近年，我國老齡化人口越來越多，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2015年60歲及以上人口達(dá)到2.22億，占總?cè)丝诘?6.15%。預(yù)計(jì)到2020年，老年人口達(dá)到2.48億。我國已經(jīng)進(jìn)入老齡化社會(huì)。由于我國計(jì)劃生育，現(xiàn)在社會(huì)家庭結(jié)構(gòu)基本都是421模式，即一個(gè)家庭包含四個(gè)老人、兩個(gè)成年人和一個(gè)兒童，成年人在外工作，老人在家看孩子，老人和孩子健康無疾病，成年人才能在外安心工作。而老人和孩子屬于易生病人群，因此，如果能夠?qū)先撕秃⒆拥纳眢w健康情況進(jìn)行實(shí)施監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)健康問題及時(shí)治療，無健康問題能夠進(jìn)行實(shí)施監(jiān)控，是一個(gè)亟待解決的事情。2015年， 國務(wù)院關(guān)于積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)的指導(dǎo)意見提出加快發(fā)展基于互聯(lián)網(wǎng)的醫(yī)療、健康、養(yǎng)老、社會(huì)保障等新興服務(wù)。各大互聯(lián)網(wǎng)巨頭紛紛加入到移動(dòng)醫(yī)療的行業(yè)。因此，以家庭為載體，以家庭成員之間的親情為紐帶，利用物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)，建立一套對(duì)慢性疾病患者、老年人以及嬰幼兒健康進(jìn)行監(jiān)護(hù)和測(cè)量的智慧家庭健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是非常的有必要[1]。

1 技術(shù)方案

智慧家庭健康服務(wù)系統(tǒng)目的是以家庭為單位，通過健康檢查終端設(shè)備和定位系統(tǒng)[2]，如定位手表、定位手環(huán)、血壓計(jì)、血氧檢查儀、體溫計(jì)、心電監(jiān)測(cè)設(shè)備等采集家庭中老人年、慢性病人的位置信息和體征數(shù)據(jù)，通過GPS、藍(lán)牙、Wifi、移動(dòng)通信等通信技術(shù)匯聚到網(wǎng)關(guān)，實(shí)施上傳到服務(wù)器，家庭成員和私人醫(yī)生可以通過Web頁面，手機(jī)App等設(shè)備查看被檢測(cè)人的數(shù)據(jù)，了解被監(jiān)測(cè)人的位置信息和健康信息。醫(yī)生根據(jù)體檢信息上傳注意事項(xiàng)到服務(wù)器，服務(wù)器把注意事項(xiàng)推送給家庭成員，還可以使用App與家庭成員進(jìn)行交流。實(shí)現(xiàn)不管在什么地方、什么時(shí)間都能及時(shí)了解被測(cè)人的位置信息和健康狀況，并給出合理意見。

2 功能架構(gòu)

2.1 定位功能，綁定定位終端，通過gps定位和lbs定位來實(shí)現(xiàn)某個(gè)家庭成員的實(shí)時(shí)定位信息，一段時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡。還可以設(shè)定電子圍欄，使家庭成員在一定范圍內(nèi)活動(dòng)，超出活動(dòng)區(qū)域，能夠及時(shí)報(bào)警。

2.2 終端管理，在這里為家庭成員綁定終端設(shè)備，使設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)能夠與系統(tǒng)對(duì)接。

2.3 體檢信息管理，在這里添加老人的體檢信息，包括血壓、血氧、血糖、心率、膽固醇、尿酸等的信息。

2.4 健康監(jiān)控管理，接入健康一體機(jī)，刷卡建立老人健康管理信息，測(cè)量健康各項(xiàng)數(shù)據(jù)。統(tǒng)計(jì)界面顯示每個(gè)老人的健康監(jiān)控界面。

2.5 健康參數(shù)管理，在這里對(duì)健康項(xiàng)目的基礎(chǔ)值進(jìn)行設(shè)置，這樣系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將老人體檢的實(shí)際數(shù)值與基礎(chǔ)值進(jìn)行比較，如果超出這個(gè)范圍，系統(tǒng)會(huì)對(duì)該老人的該項(xiàng)體檢項(xiàng)目進(jìn)行預(yù)警，在平臺(tái)和app端會(huì)顯示預(yù)警信息詳情，以提醒工作人員、家屬、老人等及時(shí)關(guān)注老人的身體健康。

2.6 健康預(yù)警管理，這里是老人的數(shù)值超出安全范圍時(shí)，自動(dòng)對(duì)老人的健康信息進(jìn)行預(yù)警的列表。

3 健康數(shù)據(jù)采集設(shè)備的設(shè)計(jì)

3.1 硬件設(shè)計(jì)

健康數(shù)據(jù)采集設(shè)備集成了心電模塊、血壓模塊、體溫模塊、血氧模塊、脈率模塊等醫(yī)用常規(guī)生理參數(shù)測(cè)量模塊，使用目前成熟的信息化技術(shù)，組成一款人體生理參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)，具備健康數(shù)據(jù)采集和信息化功能，能夠檢測(cè)一般常規(guī)體檢項(xiàng)目，如檢測(cè)心電圖、心率、血壓、血氧、體溫等數(shù)據(jù)。而體重、血糖、尿常規(guī)、尿酸、總膽固醇等健康數(shù)據(jù)通過市場(chǎng)銷售的具有藍(lán)牙或WiFi傳輸功能的專用檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行采集，這些設(shè)備必須開放端口，將采集到的健康數(shù)據(jù)通過3G、WIFI、Ethernet等多種數(shù)據(jù)通訊方式上傳至智慧家庭健康服務(wù)系統(tǒng)，建立長久的健康檔案[3]。

健康數(shù)據(jù)采集設(shè)備包括體檢一體機(jī)、血糖儀、藍(lán)牙血壓儀、體重秤、安防報(bào)警設(shè)備等。其中健康一體機(jī)能夠采集個(gè)人的心電指數(shù)、血壓數(shù)據(jù)、血氧飽和度、體溫等數(shù)據(jù)，一體機(jī)還有Wifi和藍(lán)牙模塊，能夠?qū)⒉杉降慕】禂?shù)據(jù)通過Wifi上傳到服務(wù)器。血糖、尿酸、總膽固醇數(shù)據(jù)通過市場(chǎng)上購買的具有無線傳輸功能的血糖儀、尿液檢測(cè)儀等采集，采集的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)關(guān)，然后上傳到服務(wù)器。通過身份識(shí)別卡或身份證、醫(yī)?？ǖ冗M(jìn)行居民的身份識(shí)別，居民通過刷卡確認(rèn)身份后，所測(cè)量的數(shù)據(jù)自動(dòng)與該居民綁定?？赏ㄟ^3G、WIFI、Ethernet等多種數(shù)據(jù)通訊方式將采集到的數(shù)據(jù)上傳至指定的后臺(tái)機(jī)構(gòu)。對(duì)測(cè)量的參數(shù)數(shù)值進(jìn)行語音播報(bào)，同時(shí)可設(shè)置報(bào)警上下限，對(duì)測(cè)量的數(shù)值進(jìn)行判斷，并在屏幕上給出結(jié)果。設(shè)備本身具備一定能力的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)采用先進(jìn)先出原則，目前可存儲(chǔ)2000組用戶數(shù)據(jù)。健康數(shù)據(jù)采集設(shè)備結(jié)構(gòu)模型如圖2所示。

3.2 通信協(xié)議的設(shè)計(jì)

所有通訊的數(shù)據(jù)都使用幀傳輸，每一幀包含一定數(shù)量的數(shù)據(jù)字節(jié)。每個(gè)數(shù)據(jù)幀包含兩個(gè)部分：幀首部和幀數(shù)據(jù)。

（1）幀首部，幀首部固定為12個(gè)字節(jié)，格式設(shè)計(jì)如下表1所示。

幀首部校驗(yàn)和生成公式：

部校驗(yàn)和=（起始標(biāo)志+版本號(hào)+幀編號(hào)+幀長度+數(shù)據(jù)校驗(yàn)和+保留字節(jié)）取反+1；如部校驗(yàn)和+起始標(biāo)志+版本號(hào)+幀編號(hào)+幀長度+數(shù)據(jù)校驗(yàn)和+保留字節(jié)=0，則幀首部校驗(yàn)通過，否則校驗(yàn)失敗。

（2）數(shù)據(jù)幀，幀數(shù)據(jù)的內(nèi)容由幀首部的ID確定，其理論長度范圍是0～65523個(gè)字節(jié)。健康數(shù)據(jù)采集設(shè)備在開機(jī)自檢完成后，自動(dòng)將所有數(shù)據(jù)幀以每秒1幀的頻率發(fā)送。各體征數(shù)據(jù)檢測(cè)模塊發(fā)送數(shù)據(jù)幀的格式如表2所示。

（3）接收數(shù)據(jù)幀解析過程

如果在偵聽過程中，發(fā)現(xiàn)起始標(biāo)志，開始讀取幀首部長度的數(shù)據(jù)，幀首部校驗(yàn)通過，幀首部VER、ID和LEN等字段值均合法；根據(jù)幀首部ID和LEN字段確定的幀數(shù)據(jù)長度來讀取幀數(shù)據(jù)；幀數(shù)據(jù)校驗(yàn)通過；獲得合法數(shù)據(jù)幀，進(jìn)行相關(guān)處理。

4 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)包含體征檢測(cè)、數(shù)據(jù)處理、人機(jī)交互等，技術(shù)上采用分層次設(shè)計(jì)的方案，分為7個(gè)層次，如圖3所示。

4.1 智能設(shè)備接口，包含GPS定位接口、醫(yī)療設(shè)備接口、穿戴設(shè)備接口等，主要處理與系統(tǒng)對(duì)接的體征檢測(cè)設(shè)備、定位設(shè)備的數(shù)據(jù)通信方式和數(shù)據(jù)格式。通過Serialport控件讀取串口信息，顯示在客戶端的界面上，并通過因特網(wǎng)發(fā)送家庭健康服務(wù)系統(tǒng)。

4.2 用戶桌面系統(tǒng)，包括子女桌面子系統(tǒng)、管理人員桌面子系統(tǒng)、醫(yī)生桌面子系統(tǒng)等，實(shí)現(xiàn)不同的用戶角色擁有不同的權(quán)限，對(duì)不同的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

4.3 移動(dòng)端應(yīng)用層，包括被檢測(cè)人員APP、家庭成員APP、管理APP等。

4.4 應(yīng)用系統(tǒng)層，包括健康監(jiān)測(cè)、家庭成員關(guān)愛、監(jiān)測(cè)設(shè)備管理模塊等。

4.5 基礎(chǔ)組件服務(wù)層，包括地理信息系統(tǒng)、數(shù)據(jù)中心、即時(shí)通信服務(wù)、短信服務(wù)等。

4.6 系統(tǒng)軟件層，包括使用的操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、IT基礎(chǔ)設(shè)備等。

4.7 系統(tǒng)安全服務(wù)，包括認(rèn)證授權(quán)、應(yīng)用層安全、數(shù)據(jù)信息安全、系統(tǒng)的安全及網(wǎng)絡(luò)安全等。

6 結(jié)束語

本項(xiàng)目利用多種傳感器設(shè)備采集用戶體征參數(shù)，通過手機(jī)服務(wù)平臺(tái)進(jìn)行接收、處理、顯示測(cè)量數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)上傳至云服務(wù)器存儲(chǔ)。該系統(tǒng)能對(duì)家庭成員嬰幼兒、老年人以及慢性疾病患者進(jìn)行連續(xù)的數(shù)據(jù)采集，對(duì)收集到的體檢指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和加工，使用戶能夠了解包括其家屬的個(gè)人健康情況分析數(shù)據(jù)，同時(shí)醫(yī)務(wù)人員也可以根據(jù)這些分析數(shù)據(jù)來對(duì)居民進(jìn)行更加準(zhǔn)確的治療和建議。用戶可以通過服務(wù)平臺(tái)向醫(yī)院專家進(jìn)行咨詢問診，專家以服務(wù)平臺(tái)提供的居民健康數(shù)據(jù)和居民健康檔案作為決策支持，對(duì)居民的問題進(jìn)行解答，給出更合理的建議，同時(shí)醫(yī)務(wù)人員可以利用云平臺(tái)提供的功能，通過各種信息傳輸功能對(duì)居民進(jìn)行跟蹤、呼叫、提醒等操作。減少慢性疾病患者去醫(yī)院檢查的頻率，節(jié)約經(jīng)濟(jì)和時(shí)間。該服務(wù)平臺(tái)提供統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)接口便于為其它第三方平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)獲取，同時(shí)支持從第三方系統(tǒng)接口處進(jìn)行數(shù)據(jù)抽取，起到了數(shù)據(jù)共享的作用。

【參考文獻(xiàn)】

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[3]http：//www.youboy.com/s201633141.html.