基于數據融合的分布式智能養老系統應用

徐立宇

摘 要：在信息化技術不斷應用和深化的今天，一種基于數據融合的分布式智能養老系統的應用研究能夠有效改善老人的養老問題。因此，文章從該系統中應用的數據融合技術以及分布式系統的概念內涵做了解釋，并對基于數據融合的分布式智能養老系統平臺設計工作展開了詳細的分析。最后，文章從組織架構及功能實現層面對基于數據融合的分布式智能養老系統進行了詳細的闡述，并分析了系統中的關鍵技術，旨在以此研究為我國智能養老系統的發展和完善提供重要的理論支撐，進而實現老齡化社會的和諧穩定發展。

關鍵詞：數據融合;分布式智能養老系統;應用

0? ? 引言

隨著社會老齡化程度的日益加深，在未來的20～50年內，我國的老人如何養老已經成為人們日益關心的一個社會問題，在中國人傳統的思想觀念里，老有所養是生活的重要保障，而我國20世紀計劃生育政策的開展盡管使得我國短期內的人口數量得到了有效的控制，但從長期來看，直接導致我國持續向人口老齡化邁進，在這樣的環境背景下，如何解決未來老齡化社會中的養老問題變成了人們需要考慮的主要問題。隨著物聯網技術在我國社會發展中的應用不斷深入，智能化的養老體系也逐漸收到人們的廣泛關注，這種系統的實現既能夠對老人的身體健康狀況進行實時的監測，也能夠幫助老年人提升生活質量和便利性。因此，基于數據融合的分布式養老系統的創設對于保障老年人的生活質量，推動老年人在養老院的智能化養老，保障我國社會在老齡化時代的和諧發展具有十分重要的作用。

1? ? 概念內涵

1.1? 數據融合技術

數據融合技術又稱作信息融合技術，主要對計算機系統運行過程中形成的多源信息進行有效融合和處理的一種技術，起源于20世紀70年代，這一技術是在模仿人類處理自身信息的基礎上發展而來的，在人類社會中，人類通常會利用自身的嗅覺、視覺以及聽覺功能等將外部的實物轉化為信號傳遞給大腦，再在大腦內部結合以前的經驗認知進行數據信息的處理分析和推理過程，從而實現對外部實物的判斷。這一系列的過程同樣體現在數據融合技術中，與人類大腦運作具有一定的相似性，在計算機系統中，通過對多個傳感器收集到的數據信息在時間或者空間上進行冗余互補，從而結合計算機內部的運行程序對數據信息進行多元組合和推理，進而獲得基礎性認知、描述以及解釋的一個過程[1]。由此可以看出，數據融合技術是一種自動化的信息綜合處理技術，行業內的專家將這一技術進行了科學的定義：通過充分利用傳感器形成的多元信息的互補性和計算機的智能化運算體系，將不同時間和空間下的數據進行綜合處理，進而形成對現實環境的精確描述，準確識別和判斷的過程，對于提升決策信息質量具有十分重要的應用價值。

1.2? 分布式系統

分布式系統是近兩年在網絡技術的基礎上逐漸發展起來的一門軟件操作系統，目前關于該系統的定義還缺乏一致性，系統的相關研究專家認為分布式系統是由許多相互獨立的計算機形成的集合體，而系統用戶則將其定位為一臺相對較大的計算機。在分布式系統的硬件構成上，確實是由一個個獨立運行的計算機形成的，不同物理和空間環境下形成的計算機邏輯資源能夠在網絡環境下進行信息交互工作;在分布式系統的軟件構成上，用戶對系統的使用過程認為是由一個計算機構成的，從這一方面來看，系統中確實存在一個以全局的方式對計算機信息資源進行管理的分布式操作系統，承擔著對硬件環境下多個計算機的綜合信息處理過程。這種硬件和軟件的綜合分布和構成使得分布系統是具有高度的內聚性和透明性等基礎特征，從而能夠使系統用戶連接所需要的資源時更加便捷，從而強化了系統的應用功能[2]。

2? ? 基于數據融合的分布式智能養老系統平臺設計

2.1? 分布式融合系統

分布式融合系統是由多臺計算機系統在相互獨立的狀態下，以網絡技術作為支撐來實現不同場所資源信息交換工作的系統，在系統的運行過程中，不同計算機在數據量的傳輸過層中會產生大量的冗余信息和數據，直接影響系統的傳輸速度，而分布式系統的應用能夠在服務器的傳輸前端對數據信息進行定量的特征提取，在特征層實現數據的融合過程，最后利用融合系統將網絡數據信息傳輸到服務器終端來發揮作用。

分布式融合系統是以多個傳感器的相互工作來實現的，該系統在工作過程中由于數據融合的場所不同，有混合式、集中式以及分布式3種處理結構。其中，集中式的處理對象是系統中的原始數據，由于是原始數據所以在傳輸過程中對信息的損失量相對較小，但是由于未經篩選導致數據融合中心計算負擔相對較重，系統生存能力較差，容易出現崩潰的情況;分布式結構的處理對象是前期經過集中式結構處理的局部數據，具有造價低和通信量小等特點，但由于是局部數據且經過預處理，所以在傳輸過程中具有原始數據信息損失量大等缺點。

2.2? 分布式系統的平臺設計

將以上提到的分布式融合系統應用在智能養老系統中，能夠進一步提升養老系統的智能化水平，尤其是現階段無線式傳輸技術的應用使很多設備擺脫了網線的限制，在分布式智能養老系統中，各種各樣傳感器的應用以及智能手環的應用都能夠實時采集老人的生命特征信息，也能夠在手環內部系統中直接完成對數據的處理和分析工作，隨后通過無線傳輸系統將處理的信息傳遞到系統的中間層，將其與圖像等數據信息進行融合，從而呈現出老人的身體狀況，具體工作流程如圖1所示。

在設計形成的這一系統中，總共分為4個模塊，分別是智能移動機器人、SOS智能呼叫中心、信息管理系統以及專家系統。這4個系統中，智能移動機器人是為了老人行動不便設置的，是放在老人身上的定位裝置，能夠自動定位位置來自動躲避障礙，老人的家人能夠通過系統的手機客戶端來智能遙控機器人，這個智能機器人的眼睛是一個攝像頭，能夠人為旋轉攝像頭來觀察周圍的環境，從而實現遠程監控;在家人想與老人視頻聊天時，直接發送視頻請求，老人只需要選擇是否同意視頻請求便能夠與家人實時聯系，在智能養老系統中，老人還會隨身配備一個手環，手環上有呼叫按鈕，如果發生意外，通過手環便能夠直接通知與老人相關的家人、醫護中心以及護理人員，從而保證老人在出現問題的時候能夠及時呼叫救助，與此同時信息管理系統也會對老人的身體狀況進行實時的監測并儲存在手環中，一旦SOS呼叫中心響應了老人的呼叫，這些數據便會直接傳輸到專家系統中對數據進行整合并形成健康數據匯報表傳輸到養老院的信息管理平臺上，一旦對老人展開救助，便可以直接在平臺上獲得身體數據信息以及歷史病例情況，從而幫助醫生在最短的時間內了解老人身體狀況并及時給出治療方案[3]。

3? ? 基于數據融合的分布式智能養老系統的組織架構及功能

3.1? 組織架構

基于數據融合的智能式養老系統是用戶層、中間層、傳輸層、網絡層和感知層5個層級組成的，其中，感知層處于最低層次，是對老人身體狀況的直接感知，能夠利用智能手環實時讀取老人的生命體征信息，例如血壓、體溫、心跳以及呼吸頻率等等，在智能客戶端，老人的家人能夠隨時查看這些身體狀況，也能夠結合機器人與老人實時視頻，查看老人在養老院的狀況，這樣即使子女沒有時間親自看望老人，也能夠時常陪伴老人。

3.2? 系統功能

（1）佩戴手環。老人一旦入住療養院，成功建立電子檔案以后，就會獲得一個記載老人及家人詳細信息的智能手環，一旦帶上手環，該手環能夠實時收集老人的各種生命體征，也能夠將老人以往病史以及生活建議等存在手環數據庫中。

（2）智能移動機器人是由主機和控制端兩部分組成的。在主機中，老人的智能手環裝有GPS定位裝置，一旦啟動機器人，便能夠與手環形成數據連接，自動定位老人的位置，同時也會智能化識別障礙物，自動幫助老人躲避障礙物。當老人要與子女聯系時，只需按動智能手環上的SOS呼叫中心選擇呼叫家人便能夠實時與家人互動聊天;在控制端，這個系統中的數據是以客戶端的形式呈現出來的，能夠在智能手機和電腦上同步使用，這樣一來，客戶端便能夠與主機建立相應的關聯關系，從而及時處理視頻請求，完成視頻通話過程[4]。

（3）SOS呼叫中心。當老人在感覺身體不適需要外界幫助時，直接按下智能手環上的呼叫按鈕便能夠與控制中心建立直接聯系，養老院的管理人員能夠通過實時控制智能機器人通過開啟視頻的方式了解老人所處的位置以及現階段的具體情況，從而結合情況迅速做出相應的反應措施，如果老人突然喪失意識無法自主呼叫救助中心，那么智能機器人便能夠結合視頻圖像和智能手環采集到的生命特征信息及時準確做出相應的判斷，從而啟動自主呼叫模式向管理中心呼救，從而為老人爭取寶貴的救援時間。

[參考文獻]

[1]張航，亓孝博，韋偉，等.基于信息分析的養老社區智能管理系統研究[J].無線互聯科技，2016（8）：55-57.

[2]熊亮.基于分布式壓力采集技術的養老監護系統研究[D].大連：大連交通大學，2019.

[3]孟學潮，葉少珍.家庭智能養老監護系統的設計[C].北京：2015年全國工業控制計算機技術年會論文集，2015.

[4]張秋余，袁占亭.基于Oracle的分布式養老保險MIS系統的設計與實現[C].大連：大連-香港國際計算機會議論文集，1998.

（編輯 傅金睿）