基于物联网技术的老人看护系统的设计与实践
摘要：本文对物联网技术进行了简单介绍，针对以物联网技术为基础的老人看护系统设计展开了深入研究，希望可以对老人看护系统的设计起到一定的参考和帮助，充分发挥物联网技术的价值和作用，提高老人看护系统设计科学性和有效性，更好的满足老人看护方面实际需要，及时发现问题并处理，确保老人健康和安全。
关键词：物联网技术；老人看护系统；设计
当前我国老龄化进程明显加快，2018年年末60岁以上人口数量占17.9%，相比2017年增长0.6%，社会和家庭均面临有养老难题，子女受到学业和工作等因素影响很难时刻待在老人身边照顾起居，空巢老人数量有明显增加。当前我国养老保障体系还存在有不健全问题，社会养老机构尚未完善，很难满足家庭以及社会在养老方面实际需要。老年人受到心理和生理等因素影响容易有意外情况出现，当前家庭和社会必须要重视老年人体健康和生活质量问题。在物联网技术发展过程中，其应用领域有明显增大，将其应用在老年人看护中，设计老人看护系统，能够使当前家庭和社会老人照顾困难问题得到有效缓解和改善。以物联网技术为基础，充分发挥无线传感器技术、GSM网络技术、ZigBee技术、微控制器技术等价值和作用，建立老人看护系统，实时信息传输和报警求助，能够使监护人和相关机构及时了解老人危险情况，给予有效应急措施，确保老人健康和安全，本文就此展开了研究分析。
1. 物联网技术
物联网技术指的是将不同物品利用射频识别等传感设备与互联网相互连接，根据约定协议进行信息通讯，实现智能化管理。物联网在实际应用中需要利用各类不同传感器，与互联网相互结合，建立一个综合性的网络。
物联网技术具备有以下几个特征：第一，服务方式的人性化和科技化，物联网能够实现物与物的智能化连接，建立人与物之间的信息桥梁，通过及时、准确信息传递满足人们生活品质提升需要。信息产业在消费主体和服务对象方面以人为主，因为其人性化和科技化服务方式，具有广阔发展前景；第二，智能化和自动化运行，物联网技术能够利用集中管理和分散控制等方式实现对数据信息的采集和分析，在掌握信息后，能够结合信息内容判断，制定相应决策，同时物联网自身还有着智能处理功能，在实际应用中能够满足物体智能化控制需要；第三，有着非常强综合性和融合性，物联网技术在实际应用中包含计算机、互联网等不同领域学科，能够很大程度上促进相关产业的发展进步；第四，以应用创新为核心发展理念，结合用户体验和市场需要，能够实现对生活中物品的自动识别和通信，建立智能化控制网络系统，将物联网技术与生活中相关事务相互融合创新；第五，为一种感知技术，物联网有着非常多传染器设备，能够从不同角度进行信息的收集，实现对信息实时性传播和更新；第六，物联网技术以互联网为基础，利用不同网络传输形式与互联网相互结合，能够实现对信息的有效传递，在这一过程中，为了使信息传递及时性和有效性得到保证，还需要建立异构网络和协议作为支撑。
随着物联网技术的发展，未来其应用领域会有明显增大，成为未来科学技术发展核心，从更深层次给人们的生活和工作带来影响和改变。在老人看护系统设计方面，物联网技术具备有非常明显的应用优势，能够更好的满足老人看护系统设计需要。
2. 基于物联网技术的老人看护系统设计
2.1 老人看护系统总体设计
以物联网技术为基础的老人看护系统包含有无线终端、控制中心、监管平台等主要组成结构，其中无线终端和控制中心主要是利用ZigBee技术实现数据通信，监管平台与控制中心主要是利用GSM网络技术实现数据通信。系统总体架构如下图1所示。
图1 系统总体架构
老人看护系统基础数据主要是来自无线终端，利用无线活动监测、火灾监测、跌倒监测、煤气监测等传感器获取相应状态数据，实现对数据的有效分析和传输。在整个监控系统中，控制中心处于核心位置，能够满足数据收集、分析、命令传输以及应急处理等方面需要。监管平台在实际应用中主要是对老人突发状况的处理，平台在接收到无线网络救助信息后，提醒工作人员及时响应。
2.2 无线终端模块设计
2.2.1 无线人体活动监测模块设计
这一模块的设计以CC2530芯片为核心，选择HC-SR501芯片组为传感器，具备自动感应能力，将人体活动监测模块设置在老人经常活动区域，能够获取各个位置老人活动相关数据。当监测显示老人较长时间没有活动情况时，系统会将老人的活动数据利用无线方式发送至控制中心，控制中心根据预设程序进行数据分析，给予针对性处理。
2.2.2 无线跌倒监测模块设计
这一模块设计包含微处理器电路、加速度传感器电路、短距离无线收发电路人机接口电路等结构组成，其中无线跌倒监测模块在实际应用中主要是利用加速传感器实现对老人活动加速度信息的实时监测，根据预设的跌倒算法分析老人是否出现跌倒，在判断后将结果利用无线网络发送至控制中心。
2.2.3 无线煤气及火灾检测模块设计
在煤气监测模块方面，主要结构组成有A/D转换器、单片机、烟雾传感器等，在火灾监测模块方面，由不同芯片组成，比如MAX811芯片、ATMega128芯片等。无线煤气及火灾检测模块在实际应用中能够实现对烟雾传感器与火焰传感器所采集信息的实时性分析，与设定阀值进行对比，如果检测数据超过阀值，那么系统会自动发出警报，如果未人工解除警报，系统利用传感器网络将数据传递至控制中心，控制中心完成对数据的进一步分析和汇总。
2.3 控制中心设计
控制中心属于整个系统核心，主要用来汇集无线终端不同监测数据，结合控制流程和算法实现对老人跌倒状态、煤气火灾监测数据等的分析，显示内容，选择传输模式，给予突发状况应急处理措施，当有突发情况出现时，系统自动发出警报，利用GSM网络架构信息发送至监管平台，提醒相关人员尽快进行问题的处理，实现对事故风险的有效控制。
2.4 监管平台设计
监管平台在实际应用中主要是用来监控老人的生活状况，实现对老人生活状况和室内情况的实时性现实。在监控平台终端可安装至小区或社区物业管理红心，利用电脑终端实现对老人日常起居的有效监控，如果系统控制中心发出状况报警时，监控平台会自动弹出报警界面。另外，还可利用手机APP方式，实现对老人生活状态的监督，接受各类报警信息，提高老人看护有效性。
2.5 无线传输模块设计
在无线传输模块设计方面，选择CC2530型号ZigBee芯片，在实际应用中有非常好兼容性，低功耗8051CPU，256K可编程闪存，能够在不同供电方式下有数据保持能力，同时可满足硬件调试需要。
无线传输模块中GSM模块选择SIM900A，有紧凑、可靠性高特点，利用GSM/GPRS双拼模块解决方案，具备有尺寸紧凑和低成本优势，可满足几乎所有M2M要求，高速传输语音、数据、SMS等信息。
系统主要应用Star型无线网络结构，包含1个协调器和5个终端设备，无线传输网络核心为控制中心，以此为基础搭建无线传输网络进行管理，无线网络中无线监测模块属于终端设备，应用在无线网络中能够满足无线数据传输需要。
2.6 系统测试
在系统总体及模块设计完成后，还需要做好无线传输网络的搭建和测试，利用SIM900A芯片组和CC2530建立小型局域无线网络，设定数据传输模式和收发方式，最后测试无线网络系统的实用性和连通性。还需要注意验证不同情形老人跌倒测试、煤气及火灾监测、活动监测等模块运行兼容性，确保系统可正常运行，各功能满足要求，有良好的稳定性和兼容性。
3. 基于物联网技术的老人看护系统设计优化
利用物联网技术设计老人看护系统，未来还可向着以下几个方面发展：
第一，购物功能模块，老年人有自己独特饮食习惯，日常生活中习惯自己购物，但是往往会存在有行动不便等问题，即使子女购买足够多食物，也未必为老人喜欢类型。为了提高老人生活质量，可在系统中增加超市购买服务，具体有两种形式，一种是社区超市，老人选择购买服务后，物联网会利用传感器传输信息，超市提供上门服务，也可直接进行货物选购，另一种是针对不了解电子产品老人，通过存储物品信息，放大字体呈现给老人，讲解食物用法等。
第二，药品服务及病情监控功能模块，老年人多患有高血压、心脏病等慢性疾病，针对这些疾病，可设置相应监测指标，给予用药提示。针对具体服务对象，比如高血压老人，需要定时服药，可在指定时间进行用药提示，避免出现忘记服药问题。另外，还可利用物联网技术与社区医院建立联系，在老人有医疗服务需要时，提高相应服务。
结束语
当前生活节奏有明显加快，人口流动也更为频繁，越来越多老人缺乏看护和照顾，成为困扰家庭和社会的主要问题和负担。为了实现对老人日常生活的有效监督和管理，及时发现老人的跌倒、活动情况、煤气使用情况等，给予针对性处理，可利用物联网技术设计老人看护系统，在系统中充分发挥物联网技术的价值和优势，利用相关硬件和软件配置起到看护老人作用，试下对各类突发情况的有效监测，针对不同信息给予及时有效传输和报警，确保老人健康和安全。
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