智能居家养老辅助系统分析与设计

陈健

（上海恩谷信息科技有限公司 上海市 200000）

智能居家养老系统是基于智能化、信息化发展而来的一种老年系统管理办法，对老年人的居家生活便捷性提高起到非常重要的作用，该种系统设计完成之后，老人的日常生活可以随时随地获得便捷服务和安全监测，在家庭之中即可享受高质量的老年服务，并且提高自己的生活质量与水平，对于一些慢性疾病进行良好的控制。

1 智能居家养老系统概念

智能居家养老系统主要采用计算机控制、移动通信、物联网等新一代信息技术，通过在老人居家环节中配置不同种类的智能化设备，并通过系统软件将这些智能设备进行协同联动，获得老年人的相关数据进行远程监控，使老年人的居家日常生活更加健康、便捷和安全。例如通过佩戴智能腕表，在老年人出现摔倒或者昏迷的状态，就可以立即向系统报警并提供救助预案，确保开展救助服务的及时高效；通过各类家用健康监测设备，对老人生理指标进行采集，并实时上传到居家养老系统，能够动态感知老人健康情况，并为老人提供用药提醒、运动建议、饮食建议、健康管理服务等。因此，智能居家养老系统构成主要包含老年人终端应用系统、开放应用平台、信息采集平台、信息服务平台、社区养老开放服务平台、政府商家服务企业的信息发布平台等。基于这种服务体系可以为老年人的智能家居提供多种网络服务，从而使得整个系统更加成熟可靠，并应用信息化的管理方式提高服务和管理的质量等级[1]。

2 智能居家养老辅助系统的设计

2.1 设计理念

智能居家养老服务是亲情和家庭高科技结合的产物，可以为老年人提供多种日常生活服务，并能提供个性化的健康管理、安全监测及精神陪伴等服务。区别于传统的家庭养老，这种智能系统首先应具备居家智能化养老设备配置，并融合社区、医院、商家、政府等的智能联动服务功能。系统框架如图1 所示。

2.1.1 用户需求设计

智能居家养老辅助系统的设计要充分调研大多数老年人的居家生活诉求，目前从国家给出的相关数据可以看出，小型化家庭结构数量越来越多，这不仅与当前的城市化和工业化的水平有关，也与人们生活方式、生活习惯、居住结构改变等原因有关，大规模的家庭结构正在逐渐的消解，社区在整个家庭结构当中的力量逐渐减弱。家庭结构的缩小带来了家庭方式的转型，在强大的工作压力和快节奏的生活环境之下，很多家庭已经不再具备养老功能，一般的养老机构由于投资周期长，需要的资源多，服务的范围受限，也不可能满足绝大多数人的养老需求。智能居家养老辅助系统正是适应了这种时代发展背景，在设计的过程当中要满足用户的相应需求。

图1：智能居家养老辅助系统框架

图2：老人的马斯洛需求层次设计

一方面在设计的过程当中，首先要满足对老人状态的感知，通过在家里或社区活动中心配置可穿戴设备、智能血糖仪、智能血压计、智能温湿度传感器等，动态感知老人生理指标及老人所处环境的信息。由于市面上相关设备具备不同品牌、不同传输协议等问题，因此系统设计时需解决设备互联互通的难题。另一方面，在设计的过程当中，要充分考虑老年人的精神需求，满足家庭亲情。充分利用现代化的高科技，满足老年人和家人共同居住时的不同需求，提供居家监测、紧急救助、上门服务、健康管理等全面服务，也可以让子女在工作之余减轻精神负担和物质负担。从这个角度来看，居家智能养老辅助体系的设计是未来我国养老的一种最佳选择方式[2]。

2.1.2 数量匹配设计

从我国老年为2018年4月给出的数据可以看出，老年人使用的医疗资源是青年群体和儿童群体的三到五倍，但是从目前我国可以提供的养老机构床位来看，这个数据不足每千名老人12 张，也就是说只有1.2%左右的老人可以在社区养老机构当中享受到国家提供的养老服务。而其余98.8%左右的老年人，不论是出于个人选择的无奈，还是出于经济问题，都必然会在家庭当中进行养老。开展辅助系统的智能化设计，就要考虑老年人群匹配问题，例如用马斯洛需求层次理论，我们可以将老人用户画像设计为三层，如图2所示。因此，在数量设计方面要考虑，让每一个老年人都可以享受到的红利和成果。通过大数据等先进技术，兼顾满足老人对最基本生理需求和高程次自我超越需求，一方面能提高老年人的生活质量，降低子女压力，推动家庭和睦，另一方面，促进养老服务消费，推进养老产业发展。

2.2 交互能力设计

交互能力和感知能力是智能居家养老系统辅助系统设计的核心，目前一些国内外的智能家居养老系统已经在智能化方面推出了相关的研究成果，具有较高价值的借鉴意义。

（1）英国开发的聪明屋智能家居养老系统注入现代网络科技，以网络客厅，网络厨房，网络卧室作为杰出代表，属于智能化住宅的典范。该种系统作为交互原型在居家养老系统设计当中被广泛的利用。这种交互系统可以进行智能化的学习，也就是说通过数据感知的方式获得居住者的日常生活习性。例如通过智能化腕表，获得老年人的日常身高数据，日常心率数据，如果老年人不慎跌倒，就可以立即启动远程观测，分析视频并启动脉搏监测控制器，查看此人是否出现休克的症状，并提醒子女以及社区的医疗卫生服务人员了解到报警系统的通知。除此之外，该系统还配备了健康服务的相关内容，一旦老年人出现任何的身体健康问题，都可以及时的发送地理位置坐标系统，这一套系统尤其适合一些独居老年人，患有阿尔兹海默症的老年人，或者其他系统性基础疾病老年人。一旦佩戴腕表的老年人发生走失的现象，系统就可以发出警示作用，并上报地理坐标系统，如果在环境内长时间没有走动或者离家太远，识别牌也会自动发出警报。

（2）芬兰研发的一套“活跃家庭生活”也是居家养老科技系统的典型设计，该种居家养老模式在家电以及地板上都装有了物联网智能感应器。这一套感应器在老年人摔倒时可以由子女通过手机进行远程查看，地板和智能家电都可以发出警报音，在老年人靠近时发出相应的声响，这对于一些实力水平下降或者行动不便的老年人具有非常重要的价值，同时这些家电和地板上也可以安装GPS定位系统，当老年人一旦离开一定距离之后，就自动进行上报并进行定位。

（3）北京在智慧养老方面也做出了卓越的贡献。在2019年4月正式推出了智慧养老方案，该方案连接医疗物联网，可以为老年人提供24 小时的关爱服务，同时这种系统还搭载了监督饮食健康管理数据等等，利用5G 网络，该系统连接社区信息养老，关爱医疗服务，建立有效的传感网，同时通过5g 移动通信获得强大的数据处理能力，将上述信息充分整合在一起，可以同时连接国家社区，老年人与家庭护理员，医院等多项平台，电脑一旦发现老年人离床时间超过20分钟或者半个小时以上都没有起身活动就会进行提醒，方便管理人员尤其是医护工作人员进行巡查，避免老年人在卧床期间内发生意外。

2.3 系统设计的技术路线及核心关键技术

智能化居家养老系统设计的核心在于搭建一个综合为老服务平台，这种新型的养老服务平台不仅可以为老年人提供核心服务，为家属提供核心服务，还包含各项增值类业务[4]。系统设计的技术路线如图3 所示。

系统设计过程的核心关键技术包括以下几个方面：

（1）多维数据感知及异构通信协议协同。为了能够更加准确及时的对老人和相关职能设备进行识别和智能控制，需要协同感知老人自身状态、居住环境、社交状态、活动轨迹等动态信息，因此，需要高可靠的物联网情景感知技术来提供支撑。同时在数据层面，针对多品牌终端接入及多介质组网的复杂环境和业务承载需求，需要开发兼容多方协议及信道特点的综合接入及管理中间件系统。

图3：系统设计技术路线

（2）大数据智能处理。为了提供更精准和有效的服务，必须对数据进行智能处理和分析（挖掘与融合）。尤其是用户规模较大的应用情景，实现对海量数据进行智能信息处理和决策支持时，需要引入hadoop、spark 等大数据处理框架技术。

（3）系统服务开放标准制定。开放标准能够促进系统的生态化迭代，让更多的养老资源能够更容易融入系统，并实现各参与方之间的信息，吸取各自的服务长处、弥补服务不足、结成服务联盟，由市场机制淘汰落后的服务体系和有问题的服务机构，从而为老人用户提供更高质量的服务。

3 结论

综上所述，智能化居家养老系统的辅助设计需要进行全方面的考虑，打造一个完善的服务体系，从本文的分析可知，研究智能化居家养老体系的辅助设计，有利于我们从问题的角度看待目前居家养老模式设计当中存在的不足，因而我们要加强系统性研究，探究技术发展路径，为老年人提供更加便捷的生理监测，日常服务，饮食管理方便老年人与子女之间建立高科技的联系。