新型養老社區項目中智能照護系統的設計

吳康彪

【摘要】隨著社會老齡化的加快與人們對生活品質的追求，新型養老社區越來越多，相較于傳統養老院，新型養老社區具有更加良好的環境，老年人的生活也更為豐富多彩，同時增加了管理難度。結合新的科技設備，設計一套高效的智能照護系統，來提高管理效率、降低運營成本，具有重要價值和意義。

【關鍵詞】養老社區;老年人;智能照護系統

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.12.024

引言：

隨著中國社會老齡化程度不斷加快，養老行業受到越來越多的關注，中國社科院在《中國養老產業發展白皮書》中預測2030年養老產業市場規模將達到13萬億，這個數值與2017年中國房地產行業銷售規模相當。

隨著社會的進步，傳統養老機構以解決老人生存和護理為先的模式，已無法滿足人們對生活品質的追求。目前，一種兼顧娛樂、照料、護理一體的全日制養老社區——CCRC養老社區，成為了養老產業的主流[1]。

本文以上海地區某一CCRC養老社區項目為工程背景，基于對養老社區智能管理的需求，設計一套具有主動探測、實時相應、自動記錄等功能的智能化照護系統，利用系統的人員定位、智能報警和管理功能保障社區內老人的人生安全，具有重要意義。

1、設計思路與需求分析

本CCRC養老社區工程主要分公寓樓、介護樓以及具備餐飲、娛樂活動室的配套活動中心。公寓樓內主要居住的是有自理能力，暫時不需要一對一護理的老人;介護樓內主要居住的是喪失自理能力，需要重點介護的老人。

相較于傳統養老機構，CCRC養老社區內設有大量的功能性場地，例如棋牌室、健身房、各類餐廳、影音室、閱讀室、小型購物中心等功能區，室外還設有大量景色優美的園林景觀。這些設施能為老人提供豐富的休閑娛樂文化體育活動，同時也對管理者帶來了大量的問題：

（1）如何及時預防、發現、處理老人的意外事故;

（2）如何及時響應老人需求、減少老人的投訴抱怨，更快捷處理老人的日常訴求;

（3）如何通過智能設備、管理手段解放人力，降低服務人員的投入，解決護理人員短缺問題。

為了解決以上這些問題，本文分析與構建了一套具有主動探測、實時響應、自動記錄等功能的智能照護系統。

2、智能照護系統總體架構

智能照護系統架構主要分為三部分：終端硬件層、數據傳輸層、應用管理層，如圖1所示。

終端硬件設備包含佩戴在長者身上的求助一卡通、健康運動手環等可穿戴設備和部署在房間內的活動探測器、睡眠健康墊、體征監控設備等智能家居設備，這些設備為系統提供基本的數據來源。

數據傳輸層主要是網絡設備，包括Wi-Fi網絡設備、輔助定位設備、物聯網關和交換機等。這些設備接收各類終端數據后，轉發給物聯平臺，為整個系統搭建一個高效、穩定的通訊網絡。

應用管理層主要設置在控制室內，主要有云服務平臺和應用軟件部分。云服務平臺根據收集來的終端數據進行分析，判斷是否做出報警或提醒，并將數據發給應用軟件，同時存入數據庫備份。應用軟件主要分智能管理平臺、智能照護助手。智能管理平臺通過電子地圖實時顯示人員分布、狀態、報警信息等數據，照護助手能將報警信息發送至管理人員微信小程序或手機APP，以及護理人員手表上，讓護理人員能隨時了解到發生的緊急情況并及時處理。

系統對外提供標準SDK開發包，供各類綜合管理平臺或應用程序調用;同時，系統預留多種接口，便于后期系統的拓展。

3、人員定位系統設計

本套智能照護系統需建立在老人活動軌跡上，因而人員定位系統就成了重要的一環。公寓樓和活動中心主要用于具有自理能力的老人居住，系統需掌握老人在樓棟內的活動軌跡，對于定位精度要求不高。介護樓內主要生活著無法自理或需要特殊照料的老人，因此為了更好的保障他們的生命安全，對于他們的定位精度要求高。

結合項目的情況特點，綜合對比主流的UWB定位、藍牙定位、WiFi定位方式，如表1所示，以及相應的成本，最終選擇WiFi定位+藍牙信標定位相結合的人員定位系統。

本項目公寓樓和配套活動中心內，可利用原有的WiFi網絡，減少設備投入，用較少的資金達到使用需求，并且使用WiFi定位方式能滿足定位的精度要求。每個無線AP都有一個全球唯一的MAC地址，通過在后臺數據庫中對每個無線AP做標記，并繪制完整的數字地圖[2]。

在介護樓以及活動中心的部分區域額外加入了藍牙技術來增加定位精度，主要在每個客房、走廊、理療室、洗手間等老人常出入的區域內，設置了大量的藍牙信標，藍牙信標會不斷的向周圍廣播信號和數據包，當終端設備進入藍牙信號覆蓋的范圍，測出其在不同基站下的信號場強指數（RSSI）值，然后通過網絡將數據傳輸回平臺，最后由平臺內置的定位算法測算出位置。

4、終端硬件與功能設計

終端方面主要是兩部分，一是老人隨身攜帶設備，如多功能一卡通、健康手環;二是智能房間設備。

老人隨身佩戴多功能一卡通，主要功能包括：

（1）一鍵報警：一卡通上有一個報警按鈕，當老人遇到身體不適、意外損傷、環境異常等問題時，可以通過按下多功能一卡通上的報警按鈕，進行一鍵求助。

（2）實時定位：多功能一卡通具有實時定位功能，內置了WiFi觸發模塊以及藍牙模塊，通過室內ap和藍牙信標，可以自動上報老人的實時位置，定位精度高，可以準確區分樓層和房間。

（3）一卡通：該設備本身具備IC卡功能，可以實現基本的門禁功能;餐廳就餐，超市購物等的記費功能;體檢登記、身份確認等功能。

健康手環，功能上基本涵蓋一卡通的一鍵報警、實時定位、一卡通功能外，還有心率監測、血氧飽和度監測功能，通過網絡，定時向管理平臺上傳當前老人的身體狀況，如有異常可進行預警。

智能房間內主要是通過多種智能硬件和傳感器，包括紅外傳感器、智能門磁、床墊監測設備、拉繩報警、地面傳感器等，對房間內的老人進行無感知的監測，并將數據傳送給后臺，通過一系列的算法運算，對老人的狀態進行分辨，發出預警，如圖2所示。智能房間功能主要包含：

（1）拉繩告警：在床頭、衛生間、起居室、廚房等位置設置拉伸報警按鈕，老人覺得身體有不適或者需要護理人員幫助時，通過拉繩報警按鈕主動呼叫、尋求幫助。

（2）睡眠監測：通過在床榻上設置床墊監測設備，監測老人體動、呼吸、心率等數據;通過數據傳輸層回到后臺，經過后臺邏輯分析，為管理者提供詳細的睡眠分析報告。同時，該設備具有離床報警功能，當老人離床或者離床后設定時間內未返回，能夠及時觸發預警機制，第一時間傳遞到護理人員的手機上，盡快去現場確認情況。

（3）智能門磁：房門設置門磁報警裝置，感應房門是否非正常時段開啟、是否忘記關門等，并與人員定位等數據結合，能夠及時觸發報警。

（4）活動感應：在房間內設置了紅外探測器，當老人進入房間后，若長時間沒有活動時，紅外探測裝置將無法收集到活動數據，此時就會通過網絡把這一異常情況反饋給護理人員，讓護理人員能有所關注。

（5）摔倒判斷：在衛生間、廚房等濕滑區域，設置地面傳感器，通過傳感器收集重力數據，結合活動感應數據，運用邏輯算法，可以判斷長者是否出現摔倒的情況，并第一時間報警給護理人員;

（6）健康監測：老人的健康體檢設備可以自動上傳體檢數據，而安裝在馬桶里的抽水次數監測設備可以主動了解老人的如廁次數。

（7）廚房監控：安裝在廚房的水電及煙霧煤氣探測器，可以實時監測老人房間中的安防異常情況，及時發出報警。

（8）醫護對講：在床頭和起居室設置了醫護對講機，和護士站管理機實現雙向語音通話。當護理人員接受到異常預警后，護理人員可先通過醫護對講機與老人進行溝通，確認具體情況，可以減少人力資源。

5、監控報警流程

當老人感到不適后，通過攜帶的一卡通設備、健康手環或者房間內的拉伸報警按鈕，進行主動報警;通過數據傳輸層回到后臺，后臺收到報警，進行定位分析;通過管理平臺將報警信息傳輸到護理人員的智能照護助手上，通知最近的護理人員前往現場協助處理。

自動監測報警，當老人超出正常活動的范圍，或長時間靜止不動以及摔倒等情況時，后臺會彈出報警信息;管理中心的工作人員看到預警信息后，通過醫護對講系統，與老人語音溝通，確認情況后采取相應措施進行介護介助，合理安排人員調動。（圖3）

6、照護計劃

每位老人入住后會有一個基礎檔案存在平臺數據庫中，管理人員會設定老人的照護計劃，如服藥計劃、洗護計劃、打掃計劃等。智能照護系統通過健康監測設備與各類傳感器收集來的身體數據，定期形成一份身體狀況報告交給管理人員，管理人員根據報告和醫生的建議，調整照護方案，通過管理應用平臺實時更新照護計劃，提醒護理人員及時完成照護內容。

結語：

結合CCRC養老社區項目，本文分析配置了人員定位系統，主動報警裝置以及紅外探測器、床墊探測裝置等一系列傳感器以及醫護對講系統，形成了一套完整的智能照護體系，彌補了傳統養老項目中的不足和缺陷，能實現老人在復雜的養老環境下，意外事故的早發現和及時處理。同時，還能解決專業護工少、人力成本高的窘境，有效的提高機構的管理效率、服務質量，減少意外事故率、降低運營，進而提升養老機構的形象[3]。

后續，作者將深入項目施工現場，進一步研究新型養老社區項目的智能照護系統的實施。通過研究與總結相關的智慧養老技術，為公司承接養老產業的業務提供技術支撐，為建造CCRC養老社區積累技術儲備。

參考文獻：

[1]胡萱婷，劉恩欣.智慧養老的現狀及發展對策[J].勞動保障世界，2019（17）：32-33.

[2]劉少偉，花向紅，邱衛寧，等. WiFi指紋定位中AP個數對定位精度的影響[J].測繪工程，2017，26（2）：33-36.

[3]姜旗飛.我國機構養老現狀及未來發展[J].合作經濟與科技，2021（16）：182-184.