智慧家庭健康服务系统的研究

胡海峰

【摘 要】本系统主要包括健康数据采集部分、数据传输部分、数据处理部分，是以家庭为单位，对家庭成员的健康进行实时监控、预警，能够为家庭成员的健康生活提供指导。本系统数据采集部分使用各类体征传感器设计成的健康一体机采集家庭成员体征数据，实时通过Wifi、蓝牙、4G网络等无线通信技术，传输到数据处理服务器，服务器对数据进行分析后，推送给家庭成员和医疗机构，能够对家庭成员的健康情况进行远程监控，对突发健康事件的处理提供参考。本系统提供了一种跨越地域和距离的移动医疗服务方式。使医疗护理服务以及其他的援助服务都能够搬到患者的家中，这种服务方式成本低、效率高，能将有限的医疗资源最大化，让更多群众享受到医疗。

【关键词】移动医疗；家庭健康；健康一体机；无线通信

中图分类号： TP393.09；TP311.52 文献标识码： A 文章编号： 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，我国老龄化人口越来越多，据统计，2015年60岁及以上人口达到2.22亿，占总人口的16.15%。预计到2020年，老年人口达到2.48亿。我国已经进入老龄化社会。由于我国计划生育，现在社会家庭结构基本都是421模式，即一个家庭包含四个老人、两个成年人和一个儿童，成年人在外工作，老人在家看孩子，老人和孩子健康无疾病，成年人才能在外安心工作。而老人和孩子属于易生病人群，因此，如果能够对老人和孩子的身体健康情况进行实施监控，发现健康问题及时治疗，无健康问题能够进行实施监控，是一个亟待解决的事情。2015年， 国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见提出加快发展基于互联网的医疗、健康、养老、社会保障等新兴服务。各大互联网巨头纷纷加入到移动医疗的行业。因此，以家庭为载体，以家庭成员之间的亲情为纽带，利用物联网、移动互联网等新一代信息技术，建立一套对慢性疾病患者、老年人以及婴幼儿健康进行监护和测量的智慧家庭健康监测系统是非常的有必要[1]。

1 技术方案

智慧家庭健康服务系统目的是以家庭为单位，通过健康检查终端设备和定位系统[2]，如定位手表、定位手环、血压计、血氧检查仪、体温计、心电监测设备等采集家庭中老人年、慢性病人的位置信息和体征数据，通过GPS、蓝牙、Wifi、移动通信等通信技术汇聚到网关，实施上传到服务器，家庭成员和私人医生可以通过Web页面，手机App等设备查看被检测人的数据，了解被监测人的位置信息和健康信息。医生根据体检信息上传注意事项到服务器，服务器把注意事项推送给家庭成员，还可以使用App与家庭成员进行交流。实现不管在什么地方、什么时间都能及时了解被测人的位置信息和健康状况，并给出合理意见。

2 功能架构

2.1 定位功能，绑定定位终端，通过gps定位和lbs定位来实现某个家庭成员的实时定位信息，一段时间内的运动轨迹。还可以设定电子围栏，使家庭成员在一定范围内活动，超出活动区域，能夠及时报警。

2.2 终端管理，在这里为家庭成员绑定终端设备，使设备产生的数据能够与系统对接。

2.3 体检信息管理，在这里添加老人的体检信息，包括血压、血氧、血糖、心率、胆固醇、尿酸等的信息。

2.4 健康监控管理，接入健康一体机，刷卡建立老人健康管理信息，测量健康各项数据。统计界面显示每个老人的健康监控界面。

2.5 健康参数管理，在这里对健康项目的基础值进行设置，这样系统会自动将老人体检的实际数值与基础值进行比较，如果超出这个范围，系统会对该老人的该项体检项目进行预警，在平台和app端会显示预警信息详情，以提醒工作人员、家属、老人等及时关注老人的身体健康。

2.6 健康预警管理，这里是老人的数值超出安全范围时，自动对老人的健康信息进行预警的列表。

3 健康数据采集设备的设计

3.1 硬件设计

健康数据采集设备集成了心电模块、血压模块、体温模块、血氧模块、脉率模块等医用常规生理参数测量模块，使用目前成熟的信息化技术，组成一款人体生理参数检测系统，具备健康数据采集和信息化功能，能够检测一般常规体检项目，如检测心电图、心率、血压、血氧、体温等数据。而体重、血糖、尿常规、尿酸、总胆固醇等健康数据通过市场销售的具有蓝牙或WiFi传输功能的专用检测设备进行采集，这些设备必须开放端口，将采集到的健康数据通过3G、WIFI、Ethernet等多种数据通讯方式上传至智慧家庭健康服务系统，建立长久的健康档案[3]。

健康数据采集设备包括体检一体机、血糖仪、蓝牙血压仪、体重秤、安防报警设备等。其中健康一体机能够采集个人的心电指数、血压数据、血氧饱和度、体温等数据，一体机还有Wifi和蓝牙模块，能够将采集到的健康数据通过Wifi上传到服务器。血糖、尿酸、总胆固醇数据通过市场上购买的具有无线传输功能的血糖仪、尿液检测仪等采集，采集的数据通过网关，然后上传到服务器。通过身份识别卡或身份证、医保卡等进行居民的身份识别，居民通过刷卡确认身份后，所测量的数据自动与该居民绑定。可通过3G、WIFI、Ethernet等多种数据通讯方式将采集到的数据上传至指定的后台机构。对测量的参数数值进行语音播报，同时可设置报警上下限，对测量的数值进行判断，并在屏幕上给出结果。设备本身具备一定能力的数据存储功能，数据存储采用先进先出原则，目前可存储2000组用户数据。健康数据采集设备结构模型如图2所示。

3.2 通信协议的设计

所有通讯的数据都使用帧传输，每一帧包含一定数量的数据字节。每个数据帧包含两个部分：帧首部和帧数据。

（1）帧首部，帧首部固定为12个字节，格式设计如下表1所示。

帧首部校验和生成公式：

部校验和=（起始标志+版本号+帧编号+帧长度+数据校验和+保留字节）取反+1；如部校验和+起始标志+版本号+帧编号+帧长度+数据校验和+保留字节=0，则帧首部校验通过，否则校验失败。

（2）数据帧，帧数据的内容由帧首部的ID确定，其理论长度范围是0～65523个字节。健康数据采集设备在开机自检完成后，自动将所有数据帧以每秒1帧的频率发送。各体征数据检测模块发送数据帧的格式如表2所示。

（3）接收数据帧解析过程

如果在侦听过程中，发现起始标志，开始读取帧首部长度的数据，帧首部校验通过，帧首部VER、ID和LEN等字段值均合法；根据帧首部ID和LEN字段确定的帧数据长度来读取帧数据；帧数据校验通过；获得合法数据帧，进行相关处理。

4 系统软件的设计

本系统包含体征检测、数据处理、人机交互等，技术上采用分层次设计的方案，分为7个层次，如图3所示。

4.1 智能设备接口，包含GPS定位接口、医疗设备接口、穿戴设备接口等，主要处理与系统对接的体征检测设备、定位设备的数据通信方式和数据格式。通过Serialport控件读取串口信息，显示在客户端的界面上，并通过因特网发送家庭健康服务系统。

4.2 用户桌面系统，包括子女桌面子系统、管理人员桌面子系统、医生桌面子系统等，实现不同的用户角色拥有不同的权限，对不同的数据进行处理。

4.3 移动端应用层，包括被检测人员APP、家庭成员APP、管理APP等。

4.4 应用系统层，包括健康监测、家庭成员关爱、监测设备管理模块等。

4.5 基础组件服务层，包括地理信息系统、数据中心、即时通信服务、短信服务等。

4.6 系统软件层，包括使用的操作系统、数据库、IT基础设备等。

4.7 系统安全服务，包括认证授权、应用层安全、数据信息安全、系统的安全及网络安全等。

6 结束语

本项目利用多种传感器设备采集用户体征参数，通过手机服务平台进行接收、处理、显示测量数据并将数据上传至云服务器存储。该系统能对家庭成员婴幼儿、老年人以及慢性疾病患者进行连续的数据采集，对收集到的体检指标数据进行处理和加工，使用戶能够了解包括其家属的个人健康情况分析数据，同时医务人员也可以根据这些分析数据来对居民进行更加准确的治疗和建议。用户可以通过服务平台向医院专家进行咨询问诊，专家以服务平台提供的居民健康数据和居民健康档案作为决策支持，对居民的问题进行解答，给出更合理的建议，同时医务人员可以利用云平台提供的功能，通过各种信息传输功能对居民进行跟踪、呼叫、提醒等操作。减少慢性疾病患者去医院检查的频率，节约经济和时间。该服务平台提供统一标准的数据接口便于为其它第三方平台进行数据获取，同时支持从第三方系统接口处进行数据抽取，起到了数据共享的作用。

【参考文献】

[1]山世雷.智能ONT在智慧家庭的定位及功能概论[J].山东工业技术，2014，17：1.

[2]赵勇.重庆市某区家庭健康管理需求分析[D].重庆：重庆医科大学，2015.

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