智慧養老體系中智能穿戴設備研發展望

摘 要：智能穿戴設備是智慧養老體系的重要組成部分，具有實時監測與采集老年人生理數據的功能，是連接智慧養老系統與老年人個體間的重要紐帶，智能穿戴設備的優劣直接影響著智慧養老服務系統的性能。從智慧養老技術發展的角度出發，對智能穿戴設備的功能需求進行了詳盡分析，給出了智能穿戴設備將向著便攜化、智能化、多樣化的方向發展的判斷和論述。

關鍵詞：智慧養老；穿戴設備；智能穿戴

中圖分類號：TP391.44；TN929.5 文獻標識碼：A 文章編號：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年進入老齡化社會，預計到2020年，60歲以上的老年人將達到2.48億，占我國總人口的17.17%，到2050年60歲以上老年人口將達到4億，老齡化比例達到30%以上。養老問題已經成為阻礙我國經濟和社會發展的重要難題。近年來學界將智慧養老作為破解當今養老問題的重要解決方案進行研究。遠程監護分系統主要應用于老年常見疾病及身體健康狀況的監測與干預，是智慧養老體系中的重要組成部分。其中的智能穿戴設備是遠程監護分系統的核心組件，其性能和功能直接影響著遠程監護分系統的效率。有別于傳統的生理監測系統存在的價格昂貴、操作麻煩和便攜性差的問題，智能穿戴設備具有智能、便攜和多功能等特點，可以實現連續、動態地對老年人的心跳、體溫和呼吸等參數進行監測。能夠及時監測并干預老年人出現的身體異常情況，提高醫療服務效率。本文圍繞智能穿戴設備的研發，重點論述該類設備的功能需求與智慧養老平臺的融合策略，并對今后智能穿戴設備技術的發展進行了展望。

1 智能穿戴設備的功能需求

智能穿戴設備須具有如下幾個功能模塊，分別是：生理監測與預警、數據傳輸與處理、應急功能和輔助功能。如圖1所示。

生理監測與預警功能模塊包括心率監測與預警功能、血壓監測與預警功能和體溫監測與預警功能。這些功能必須能夠保持實時對佩戴者的心率、血壓和體溫等重要身體參數進行監測，當監測到的生理參數超過正常范圍時，智能穿戴設備將會通過響聲或者震動對穿戴者進行提示和預警，使穿戴者能夠及時對異常的身體狀況進行處置，在一定程度上能夠防止因心臟疾病、高血壓和急性炎癥等突發疾病造成的重病和死亡的情況發生。

數據傳輸與處理模塊包括數據通訊、數據儲存和數據分析功能。該模塊是智能穿戴設備與智慧養老服務平臺融合的重要接口，同時也直接影響著智能穿戴設備的功能拓展。數據通訊功能可以將所有智能穿戴設備連接成網，將老年人群體的身體指數數據匯總成大數據；數據分析功能可以對智能穿戴設備采集的老年人生理信息大數據進行分析，獲取老年人群體的健康狀況為養老院、醫院和政府等機構的經營管理、醫學研究和政策制定提供極為有益的支持與參考；數據儲存是為了保存一段時間內智能穿戴設備采集的老年人身體信息數據。此類數據用于與實時監測的數據進行對比，分析出穿戴者的近期身體狀況，并繪制出曲線，從而使穿戴者可以更清楚的了解自己的身體狀況，及時用藥和采取有效的干預措施。

應急功能模塊包括位置定位、緊急呼叫功能。位置定位類似于手機定位功能，可以迅速定位老年人所在位置；緊急呼叫按鈕應設計在智能穿戴設備的明顯位置，便于老年人尋找和操作；應急功能模塊是為了解決獨居老人獨自外出時遇到緊急突發情況（例如：迷路、疾病等）不能及時得到救助的問題。

輔助功能模塊包括日程提醒、用藥提醒和運動養生提醒功能。日程提醒功能是為了減少由于老年人記憶減退造成的生活不便，容易遺忘重要事項的問題，區別于常見的日常提醒功能，日程提醒除了可以本機操作設置還可以由子女或者其他老年人的監護人通過聯網的其它智能穿戴設備遠程錄入操作。大多數老年人日常均需服用一種或幾種藥物，忘記或者錯誤服藥的情況時常發生，而用藥提醒功能是為了減少這種情況的發生，在應該服藥之前，智能穿戴設備會通過震動或者聲音提醒老年人按照設備屏幕顯示的具體藥品名稱和用量服用。運動養生提醒功能可以根據老年人近期的身體狀況制定出運動養生計劃，包括合理的膳食，適當的運動鍛煉等，確定運動養生計劃后，智能穿戴設備會按時提醒佩戴者按照既定計劃飲食和鍛煉，幫助佩戴者提升生活質量。

2 智能穿戴設備與智慧養老服務平臺的融合

目前常見的智能手環等智能穿戴設備，只具有基本的單機監測功能，并未實現與智慧養老平臺的數據通訊，這極大地限制了智能穿戴設備的功能和應用范圍。作為智慧養老體系的核心，智慧養老服務平臺承擔著整個智慧養老體系中的數據儲存、數據統計與分析、數據收發和系統管理等主要功能。因此，智能穿戴設備必須通過移動數據通訊技術與智慧養老服務平臺連接，使穿戴智能設備的老年人形成一個有機整體，便于養老服務的精確投放。智慧養老服務平臺利用集成的養老醫療專家知識庫可以對智能穿戴設備監測采集的老年人生理數據進行分析，針對老年人實時的身體狀況給出相應的養老建議，形成可行的康養計劃。智慧養老服務平臺通過智能穿戴設備將康養計劃反饋給穿戴者，智能穿戴設備將按照康養計劃通過震動、響鈴和屏幕顯示等方式提醒并輔助穿戴者完成康養計劃。

3 智能穿戴設備的技術展望

目前常見的智能穿戴設備仍以手環為主，但手環佩戴位置單一，能監測的身體參數也十分有限。同時，現有技術仍然存在監測結果不夠準確，監測過程不穩定的問題。今后，智能穿戴設備還需要在以下幾個方面進行升級和改進。

3.1 更好的便攜性和多樣性

手環式穿戴設備雖然便于佩戴，但限于佩戴位置，監測的生理參數僅限于心率和血壓等有限幾種，對體溫、血氧和呼吸等重要生理參數還無法有效測定。為了能夠準確測量相關的老年人的生理參數，必須設計出種類更多和更易佩戴的監測設備。隨著傳感技術的不斷進步，服裝式的智能穿戴設備將成為主要發展趨勢，例如：帽子、頭帶、內衣和襪子等可日常穿戴的監測設備，并采用無線通訊技術將這些穿戴設備連接成整體，由智能手環上的中央電腦集中管理。這些多類型的穿戴設備能夠固定在準確的測量位置，監測更多的生理參數。

3.2 更先進的生理參數監測技術

繼續發展融合PPG+ECG監測技術，綜合利用PPG和ECG的技術優點。PPG光電測量技術可以用于智能穿戴設備監測數據的全天記錄，ECG電測量技術用于單次準確測試，二者有機結合，互相補充，可以極大地提高生理參數監測的準確性。結合智能穿戴設備上的數據分析和整理系統，利用智能算法剔除和更正監測數據，進一步減少誤差，整體提高智慧養老系統的可靠性。

3.3 操作簡便智能化

老年人隨著年齡的增長，記憶力和學習能力逐漸下降，對于復雜的操作很難掌握和適應，因此智能穿戴設備的系統操作必須簡便智能，方便老年人操作和使用。智能操作系統主要采用智能語音交互操作方式，智能系統可以識別佩戴者的語音指令，并按照指令對穿戴設備進行相應操作。同時智能化的操作系統可以根據監測數據自動調整監測的頻率和范圍，并將監測預警信息及時反饋給穿戴者。同時，設備電腦可以根據近期的監測結果，自動分析出佩戴者的身體狀況，給出具有較強針對性的康養指導計劃，對身體狀況出現異常情況的穿戴者，系統會向穿戴者發送就醫提醒。

3.4 先進的供電系統

智能穿戴設備要進行不間斷的生理參數監測：發送、接收和處理數據，需要較大的能源消耗。為了保證智能穿戴設備的持續運轉，必須為穿戴設備設計一套先進的供電系統。該供電系統應該具備以下幾個特點：

（1）智能穿戴設備必須要有大容量的能量儲存功能。大容量的能量儲備能夠保證智能穿戴設備具有足夠的續航時間，尤其是在供電系統停止工作時，必須依靠儲電裝置維持系統運轉。

（2）智能穿戴設備必須采用光能技術和動能技術相結合的能量供應體系。光能技術能夠利用自然或者人造光源為智能穿戴設備充電；動能技術可以利用穿戴者在行走或者進行其他運動過程中產生的動能為智能佩戴設備充電，動能充電技術是對光能充電技術的有益補充，可以在光線不足的時候為穿戴設備充電，供電線路采用耐彎折的纖維供電線路，防止穿戴過程出現線路斷掉的情況。

4 結 論

智能穿戴設備是智慧養老模式中的核心裝置之一，是智慧養老服務平臺與老年人連接的重要紐帶和媒介，其性能的優劣直接關系到智慧養老體系運轉順暢與否。便攜、智能化和多功能性的智能穿戴設備將是智慧養老研究的重要領域。

參考文獻：

[1] 朱月蘭，林楓，閆國華，等.基于可穿戴計算的智慧養老移動服務平臺的設計與挑戰 [J].軟件工程師，2015，18（2）：47-49.

[2] 鄭世寶.物聯網與智慧養老 [J].電視技術，2014，38（22）：24-27.

[3] 孫夢楚，高煥沙，薛群慧.智慧養老產品開發現狀研究 [J].經濟師，2016（4）：36-38.

[4] 李大偉.基于主動服務的智慧養老服務模式 [J].承德石油高等專科學校學報，2018，20（3）：92-94.

作者簡介：李大偉（1984.11-），男，漢族，河北承德人，講師，碩士研究生，研究方向：機械結構設計、信息化技術。