智慧养老体系中智能穿戴设备研发展望

摘 要：智能穿戴设备是智慧养老体系的重要组成部分，具有实时监测与采集老年人生理数据的功能，是连接智慧养老系统与老年人个体间的重要纽带，智能穿戴设备的优劣直接影响着智慧养老服务系统的性能。从智慧养老技术发展的角度出发，对智能穿戴设备的功能需求进行了详尽分析，给出了智能穿戴设备将向着便携化、智能化、多样化的方向发展的判断和论述。

关键词：智慧养老；穿戴设备；智能穿戴

中图分类号：TP391.44；TN929.5 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2019）04-0145-03

Research and Development Prospect of Intelligent Wearing Equipment in

Intelligent Pension System

LI Dawei

（Chengde Petroleum College，Chengde 067000，China）

Abstract：Intelligent wearing equipment is an important part of the intelligent pension system. It has the function of real-time monitoring and collecting physiological data of the elderly. It is an important link between the intelligent pension system and the elderly individuals. The quality of the intelligent wearing equipment directly affects the performance of the intelligent pension service system. From the perspective of the development of intelligent pension technology，the functional requirements of intelligent wearing equipment are analyzed in detail，and the judgment and discussion that intelligent wearing equipment will develop towards portability，intellectualization and diversification are given.

Keywords：intelligent pension；wearing equipment；intelligent wearing

0 引 言

我國已于1999年进入老龄化社会，预计到2020年，60岁以上的老年人将达到2.48亿，占我国总人口的17.17%，到2050年60岁以上老年人口将达到4亿，老龄化比例达到30%以上。养老问题已经成为阻碍我国经济和社会发展的重要难题。近年来学界将智慧养老作为破解当今养老问题的重要解决方案进行研究。远程监护分系统主要应用于老年常见疾病及身体健康状况的监测与干预，是智慧养老体系中的重要组成部分。其中的智能穿戴设备是远程监护分系统的核心组件，其性能和功能直接影响着远程监护分系统的效率。有别于传统的生理监测系统存在的价格昂贵、操作麻烦和便携性差的问题，智能穿戴设备具有智能、便携和多功能等特点，可以实现连续、动态地对老年人的心跳、体温和呼吸等参数进行监测。能够及时监测并干预老年人出现的身体异常情况，提高医疗服务效率。本文围绕智能穿戴设备的研发，重点论述该类设备的功能需求与智慧养老平台的融合策略，并对今后智能穿戴设备技术的发展进行了展望。

1 智能穿戴设备的功能需求

智能穿戴设备须具有如下几个功能模块，分别是：生理监测与预警、数据传输与处理、应急功能和辅助功能。如图1所示。

生理监测与预警功能模块包括心率监测与预警功能、血压监测与预警功能和体温监测与预警功能。这些功能必须能够保持实时对佩戴者的心率、血压和体温等重要身体参数进行监测，当监测到的生理参数超过正常范围时，智能穿戴设备将会通过响声或者震动对穿戴者进行提示和预警，使穿戴者能够及时对异常的身体状况进行处置，在一定程度上能够防止因心脏疾病、高血压和急性炎症等突发疾病造成的重病和死亡的情况发生。

数据传输与处理模块包括数据通讯、数据储存和数据分析功能。该模块是智能穿戴设备与智慧养老服务平台融合的重要接口，同时也直接影响着智能穿戴设备的功能拓展。数据通讯功能可以将所有智能穿戴设备连接成网，将老年人群体的身体指数数据汇总成大数据；数据分析功能可以对智能穿戴设备采集的老年人生理信息大数据进行分析，获取老年人群体的健康状况为养老院、医院和政府等机构的经营管理、医学研究和政策制定提供极为有益的支持与参考；数据储存是为了保存一段时间内智能穿戴设备采集的老年人身体信息数据。此类数据用于与实时监测的数据进行对比，分析出穿戴者的近期身体状况，并绘制出曲线，从而使穿戴者可以更清楚的了解自己的身体状况，及时用药和采取有效的干预措施。

应急功能模块包括位置定位、紧急呼叫功能。位置定位类似于手机定位功能，可以迅速定位老年人所在位置；紧急呼叫按钮应设计在智能穿戴设备的明显位置，便于老年人寻找和操作；应急功能模块是为了解决独居老人独自外出时遇到紧急突发情况（例如：迷路、疾病等）不能及时得到救助的问题。

辅助功能模块包括日程提醒、用药提醒和运动养生提醒功能。日程提醒功能是为了减少由于老年人记忆减退造成的生活不便，容易遗忘重要事项的问题，区别于常见的日常提醒功能，日程提醒除了可以本机操作设置还可以由子女或者其他老年人的监护人通过联网的其它智能穿戴设备远程录入操作。大多数老年人日常均需服用一种或几种药物，忘记或者错误服药的情况时常发生，而用药提醒功能是为了减少这种情况的发生，在应该服药之前，智能穿戴设备会通过震动或者声音提醒老年人按照设备屏幕显示的具体药品名称和用量服用。运动养生提醒功能可以根据老年人近期的身体状况制定出运动养生计划，包括合理的膳食，适当的运动锻炼等，确定运动养生计划后，智能穿戴设备会按时提醒佩戴者按照既定计划饮食和锻炼，帮助佩戴者提升生活质量。

2 智能穿戴设备与智慧养老服务平台的融合

目前常见的智能手环等智能穿戴设备，只具有基本的单机监测功能，并未实现与智慧养老平台的数据通讯，这极大地限制了智能穿戴设备的功能和应用范围。作为智慧养老体系的核心，智慧養老服务平台承担着整个智慧养老体系中的数据储存、数据统计与分析、数据收发和系统管理等主要功能。因此，智能穿戴设备必须通过移动数据通讯技术与智慧养老服务平台连接，使穿戴智能设备的老年人形成一个有机整体，便于养老服务的精确投放。智慧养老服务平台利用集成的养老医疗专家知识库可以对智能穿戴设备监测采集的老年人生理数据进行分析，针对老年人实时的身体状况给出相应的养老建议，形成可行的康养计划。智慧养老服务平台通过智能穿戴设备将康养计划反馈给穿戴者，智能穿戴设备将按照康养计划通过震动、响铃和屏幕显示等方式提醒并辅助穿戴者完成康养计划。

3 智能穿戴设备的技术展望

目前常见的智能穿戴设备仍以手环为主，但手环佩戴位置单一，能监测的身体参数也十分有限。同时，现有技术仍然存在监测结果不够准确，监测过程不稳定的问题。今后，智能穿戴设备还需要在以下几个方面进行升级和改进。

3.1 更好的便携性和多样性

手环式穿戴设备虽然便于佩戴，但限于佩戴位置，监测的生理参数仅限于心率和血压等有限几种，对体温、血氧和呼吸等重要生理参数还无法有效测定。为了能够准确测量相关的老年人的生理参数，必须设计出种类更多和更易佩戴的监测设备。随着传感技术的不断进步，服装式的智能穿戴设备将成为主要发展趋势，例如：帽子、头带、内衣和袜子等可日常穿戴的监测设备，并采用无线通讯技术将这些穿戴设备连接成整体，由智能手环上的中央电脑集中管理。这些多类型的穿戴设备能够固定在准确的测量位置，监测更多的生理参数。

3.2 更先进的生理参数监测技术

继续发展融合PPG+ECG监测技术，综合利用PPG和ECG的技术优点。PPG光电测量技术可以用于智能穿戴设备监测数据的全天记录，ECG电测量技术用于单次准确测试，二者有机结合，互相补充，可以极大地提高生理参数监测的准确性。结合智能穿戴设备上的数据分析和整理系统，利用智能算法剔除和更正监测数据，进一步减少误差，整体提高智慧养老系统的可靠性。

3.3 操作简便智能化

老年人随着年龄的增长，记忆力和学习能力逐渐下降，对于复杂的操作很难掌握和适应，因此智能穿戴设备的系统操作必须简便智能，方便老年人操作和使用。智能操作系统主要采用智能语音交互操作方式，智能系统可以识别佩戴者的语音指令，并按照指令对穿戴设备进行相应操作。同时智能化的操作系统可以根据监测数据自动调整监测的频率和范围，并将监测预警信息及时反馈给穿戴者。同时，设备电脑可以根据近期的监测结果，自动分析出佩戴者的身体状况，给出具有较强针对性的康养指导计划，对身体状况出现异常情况的穿戴者，系统会向穿戴者发送就医提醒。

3.4 先进的供电系统

智能穿戴设备要进行不间断的生理参数监测：发送、接收和处理数据，需要较大的能源消耗。为了保证智能穿戴设备的持续运转，必须为穿戴设备设计一套先进的供电系统。该供电系统应该具备以下几个特点：

（1）智能穿戴设备必须要有大容量的能量储存功能。大容量的能量储备能够保证智能穿戴设备具有足够的续航时间，尤其是在供电系统停止工作时，必须依靠储电装置维持系统运转。

（2）智能穿戴设备必须采用光能技术和动能技术相结合的能量供应体系。光能技术能够利用自然或者人造光源为智能穿戴设备充电；动能技术可以利用穿戴者在行走或者进行其他运动过程中产生的动能为智能佩戴设备充电，动能充电技术是对光能充电技术的有益补充，可以在光线不足的时候为穿戴设备充电，供电线路采用耐弯折的纤维供电线路，防止穿戴过程出现线路断掉的情况。

4 结 论

智能穿戴设备是智慧养老模式中的核心装置之一，是智慧养老服务平台与老年人连接的重要纽带和媒介，其性能的优劣直接关系到智慧养老体系运转顺畅与否。便携、智能化和多功能性的智能穿戴设备将是智慧养老研究的重要领域。

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作者简介：李大伟（1984.11-），男，汉族，河北承德人，讲师，硕士研究生，研究方向：机械结构设计、信息化技术。