一種居家養(yǎng)老監(jiān)護預警方案的設計與研究

王飛飛 胡海峰

摘要：針對日益突出的老年人居家養(yǎng)老問題，在對具體需求進行分析的基礎上，提出了一種居家養(yǎng)老監(jiān)護預警方案，該方案中通過隨身攜帶設備進行體征信息的采集，然后通過傳輸模塊將數據發(fā)送至移動終端進行顯示存儲，并定時發(fā)送至遠程監(jiān)護中心，如數據異常較明顯則即時發(fā)送至監(jiān)護中心，系統每日對接收到的數據進行分析比對給出建議與反饋，從而形成長期有效的身體狀態(tài)監(jiān)控。

關鍵詞：監(jiān)護預警;數據分析;居家養(yǎng)老

中圖分類號：TP311? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? 文章編號：1009-3044（2018）34-0034-01

1 引言

隨著社會的發(fā)展，老年人的居家養(yǎng)老問題日益突出，目前的居家養(yǎng)老監(jiān)護大多功能單一，不具備常規(guī)生理指標數據的采集與處理功能，傳統的視頻監(jiān)控設備只能有限地進行外在體征觀察，而能夠獲取有效數據的有線監(jiān)護設施因連接設備較多、使用煩瑣專業(yè)化、價格較高等并不適合老年人的家庭使用環(huán)境，沒有得到很好的普及，因此智能化、人性化、使用簡單的監(jiān)護預警方案是目前研究的重點問題[1-3]。本文在對信息采集、數據傳輸技術進行分析研究的基礎上，提出了一種新的方案，首先通過傳感器節(jié)點對老人體征信息進行采集，然后通過無線傳感器網絡將采集的信息傳送至移動終端，最終定時將信息通過網絡傳輸至醫(yī)療單位。

2 相關技術

2.1通信模型

傳感器節(jié)點在具體工作時采用文獻[4]中的通信模型，該模型中節(jié)點發(fā)送kbit數據所消耗的能量為：

式（1）中，參數β的取值與信息傳輸的距離相關，其值直接影響了節(jié)點的發(fā)送能耗，當傳輸距離d小于d0（d0=86.2）時，采用自由空間信道模型，β值為2;當傳輸距離d大于d0時，采用多徑衰減信道模型，β值為4，所以當數據傳輸距離大于某個臨界值時，節(jié)點消耗能量變化較大。

2.2定位算法

由于監(jiān)護對象老人是不斷移動的，當出現突發(fā)問題時其位置信息在監(jiān)護過程中尤為重要，因此對老人位置的確定在整個系統中是非常重要的。在已有的定位技術中，本系統采用的是基于RSSI的定位方法，在該方法中，如果已知發(fā)射節(jié)點的信號強度，接收節(jié)點可以通過接收到的信號強度計算出傳播中的信號損耗，最后根據理論、經驗模型與已有算法計算出節(jié)點之間的位置。在實際需要定位前，首先要確定監(jiān)測點，并記錄各點收到的信號強度，根據數據建立各監(jiān)測點位置和信號強度關系的數據庫（x，y，ss1，ss2，ss3）[5]。當老人出現問題需要進行實際定位以獲取最快的醫(yī)療救助時，系統根據即時信號強度和已有的信號強度進行比較，信號強度均方差最小的點位置即為要尋找的老人的坐標點，為了提高數據的精確度，可以進行多次定位，最終取其平均值。

3 系統方案分析與設計

3.1 功能分析

該系統主要應用于居家養(yǎng)老，通過佩戴設備的形式采集老人的相關生理體征信息，并將采集到的信息通過網絡傳輸給終端，具備的基本功能如下：

（1）在不影響老人正常生活的前提下對老年人的血壓、脈搏等信息進行采集。

（2）當體征信息出現異常時給出預警，提醒老人與遠程監(jiān)護中心的注意。

（3）實現采集信息的正常傳輸，當老人體征信息正常時每天定時將信息由移動終端傳輸至遠程監(jiān)護中心。

（4）實現用戶的居家定位，在意外發(fā)生時能準確地獲取老人的位置信息。

（5）移動終端軟件簡單明了易用，方便用戶的日常使用。

3.2 系統方案設計

該預警監(jiān)護系統中，隨身設備是最基礎的設施，由傳感器信息采集模塊與通信模塊組成，通過信息采集模塊對血壓、脈搏等生理體征參數進行采集后，經由通信模塊將數據發(fā)送到協調器中，網絡協調器對數據進行匯總融合后轉發(fā)到移動終端，正常情況下每日定時進行數據的傳輸，如果出現信息異常，則發(fā)出預警信號并即時傳輸。

移動終端是整個系統中最直觀的部分，對傳感器節(jié)點采集傳送的數據進行存儲并常規(guī)顯示，讓用戶能夠對自己的信息進行查看，并接收遠程監(jiān)護中心的反饋信息與健康建議。移動終端的軟件根據需要分為基于Web的頁面和基于Android的App，基于Web的軟件可以在家用電腦上使用，而App可以在手機上操作，無論哪種方式，都要做到界面簡單，功能簡潔適當，包括常規(guī)的系統登錄、體征信息顯示與反饋信息查看功能。系統登錄采取身份證驗證方式，以便與醫(yī)院對接時快捷地核實用戶的身份信息;體征信息顯示界面主要對常規(guī)采集的數據以直觀的方式進行展現，反饋信息查看頁面則是遠程監(jiān)護中心根據收到的數據進行分析而形成的日常身體報告。

遠程監(jiān)護中心是整個系統的核心所在，每天定時接收各項測量數據，并將數據存儲到SQL Server數據庫中，根據各項醫(yī)用指標對數據進行分析后得出日常身體報告返回給用戶，并根據分析結果對可能出現的問題進行預防，如遇突發(fā)狀況，則需要準確確認用戶的身份與所處位置，并與醫(yī)療機構聯系，形成及時救助。同時需要每隔一段時期對用戶的身體報告進行連續(xù)性分析，形成對日常身體狀況的有效監(jiān)控。

具體工作流程如圖1所示：

4 結束語

該居家養(yǎng)老監(jiān)護預警方案可以實現信息的采集，并將采集到的信息傳輸至移動終端和遠程監(jiān)護中心，在出現異常突發(fā)狀況時能夠發(fā)出警報提示信號，遠程監(jiān)護系統根據對收到的信息進行分析，實現對老人身體狀況的監(jiān)護，同時能夠根據數據的日常變化對老人的身體狀況做出有效預警。

參考文獻：

[1] 潘永友. 基于物聯網技術的養(yǎng)老院管理系統設計與實現[D]. 杭州電子科技大學， 2013：7-8.

[2] 楊蕾， 楊路明， 滿君豐， 等. 空巢老人智能監(jiān)護系統中異常情況檢測的研究[J]. 計算機工程與應用， 2009， 45（16）： 242-245.

[3] 張赟， 宋紅波. 居家老人的安全預警系統設計與實現[J]. 西安郵電大學學報， 2013， 18（1）： 104-108.

[4] Heinzelman W， Chandrakasan A， Balakrishnan H. An Application Specific Protocol Architecture for Wireless Microsensor Networks [J]. IEEE Transactions on Wireless Communications， 2002， 1 （4）： 660-670.

[5] 孫利民，李建中，陳 渝， 等.無線傳感器網絡[M]. 清華大學出版社， 2005（5）：146-148.

【通聯編輯：光文玲】