CCRC養老社區中物聯網設計研究

姜濤

摘要：本文從探究CCRC模式入手，根據CCRC社區規劃布局特點及人群類型分析，初步論證了物聯網在“養老社區”這一特殊環境中的必要性和重要性，進一步結合社區中老年人特征以及環境特點，探索出適合CCRC養老社區中三種不同生活模式下的設計方法，并以攝像頭與毫米波雷達舉例說明。物聯網的引入，將整體提升CCRC社區的服務質量。

關鍵詞：CCRC；養老社區；物聯網設計

引言

隨著經濟發展和老年人口的持續增加，養老成為一個備受關注的領域，科技的介入也直接影響著老年人的幸福感和安全感。目前國內很多新興養老機構在科技運用方面已取得明顯成效，但更多的僅是追求管理上的科技化，對于物聯網技術的運用卻有所忽視。本文將根據CCRC養老社區內不同類型老年人的特點，設計合適的物聯網應用模式，進而提升老年社區的服務效率，改善老人生活質量。

1. CCRC養老社區物聯網設計背景

1.1 CCRC模式養老社區解讀

CCRC模式（continuing care retirement community）是一種綜合性養老社區的運營模式，旨在為老年人提供全方位的服務。該模式通常是將一個完整的社區劃分為不同層級的居住區域，以滿足老年人在不同階段的護理和生活需求。在功能形式上，CCRC養老社區將環境根據人群生理特征分為獨立生活區、輔助生活區、介護生活區三類[1]。

（1）獨立生活區主要由相對年輕、身體健康的老年人組成。他們通常擁有更強的獨立性和能力，可以自理生活，并且希望在一個積極活躍的社區中享受社交、娛樂和休閑活動。

（2）輔助生活區的居民通常是半自理的老人，需要他人的照料和支持來滿足日常生活的需求。輔助生活區提供個人護理、餐飲服務、清潔和洗衣等生活支持，以幫助老人保持舒適和安全。

（3）介護生活區是最專業化的區域，專門為慢性病患者、失能或失智的老人提供全面的醫療和護理服務，配備了專業的醫護人員和設施，以提供24小時的監護、醫療管理和緊急救助。

CCRC模式的優勢在于老年人可以在同一個社區中根據自身的護理需求和健康狀況進行轉移和居住，無須頻繁搬遷。

1.2 物聯網應用模式設計研究

簡單來說，物聯網應用模式是通過互聯網連接各種物品，能夠互相傳輸數據并與人們進行交互。這些物品可以是家用電器、汽車、傳感器、智能手表、醫療設備等，通過傳感器和通信技術，收集和傳輸各種數據，如溫度、濕度、位置、運動等。與互聯網技術相比，物聯網技術最為明顯的優勢在于智能管理，也就是將物與物聯系在一起，通過客戶端實現信息之間的互通，有利于使用者進行綜合識別與操作。

1.3 養老社區內引入物聯網的必要性

引入物聯網技術可提升養老社區的安全、健康和生活質量，同時提高管理效率。通過實時監測和安全設備，可以保障老年人的安全。物聯網技術還可用于醫療健康管理，遠程監測健康狀況并及時干預。智能化生活服務使老年人的日常生活更便利。社交互動和心理支持減少孤獨感。數據分析為管理者提供決策支持，優化養老服務和資源分配。這些應用有助于滿足老齡化社會的養老需求，提升養老社區的發展水平。

2. CCRC養老社區物聯網模式設計

2.1 CCRC社區人群特點分析

CCRC社區的人群特點可以根據入住者的年齡、健康狀況和養老需求進行分析，在功能形式上，CCRC養老社區將環境根據人群生理特征分為三類，如表1所示。

CCRC養老社區物聯網設計的總體思路是通過網絡連接和傳感器技術，實現健康監測、安全保障、社交互動、資源管理等方面的智能化和便捷化，提升養老社區的生活質量和服務水平。

2.2 網絡基礎設施

建立穩定、可靠的網絡基礎設施，包括Wi-Fi網絡和物聯網通信協議。確保傳感器和設備之間的連接暢通，實現數據的傳輸和交換。

2.2.1 物聯網通信技術介紹

物聯網通信技術是連接和通信物聯網設備的關鍵技術，使設備能夠互相通信、收集和共享數據。常見的物聯網通信技術有Wi-Fi、藍牙、Zigbee、LoRa、NB-IoT、4G、5G、RFID等。物聯網運用中會涉及很多通信技術，只有讓這些技術與物聯網實現有機融合，才能夠有效推動物聯網的發展[2]。選擇適合的通信技術取決于設備間距離、功耗要求、數據傳輸速率和應用場景等因素。

2.2.2 通信技術選擇原則

在CCRC中選擇物聯網通信技術時，需要考慮以下六個原則。（1）覆蓋范圍和可靠性：選擇覆蓋范圍廣且可靠、穩定的物聯網通信技術，確保在整個社區范圍內提供可靠連接。（2）低功耗和長電池壽命：選擇低功耗的物聯網通信技術，延長設備電池的使用壽命，減少電池更換和設備維護成本。（3）安全和隱私保護：確保所選通信技術具備強大的安全性和隱私保護機制，保護居民的個人信息和醫療數據等。（4）靈活性和可擴展性：選擇靈活且可擴展的通信技術，以適應設備數量和新應用的增長需求。（5）互操作性和標準化：選擇符合行業標準和協議的通信技術，確保設備和系統之間的無縫通信和協作。（6）成本效益：評估通信技術的設備、網絡基礎設施和維護成本，確保長期運營的經濟可行性。

以上原則可以幫助CCRC在選擇物聯網通信技術時做出明智的決策，以滿足養老社區的需求，并提供安全、可靠的物聯網連接和服務。

2.3 傳感器

2.3.1 傳感器介紹

傳感器用于感知和采集物理世界的數據，如溫度、濕度、光照、壓力等。市場上的環境傳感器很多，這里列舉一些簡單常見的傳感器，如表2所示。

2.3.2 設計舉例（房間室內監控）

傳統養老機構可能在室內安裝攝像頭，可實時采集室內影像，缺點是涉及隱私。

毫米波雷達則是另一種空間監控設備，可以感知空間內的微小變化，不采集畫面，保護隱私，可用于活動檢測、呼吸心跳監測、跌倒檢測等。基于雷達傳感器的跌倒檢測方法具有良好的隱私保護、不易受環境因素影響等優點，相較于傳統視頻圖像視覺和可穿戴傳感器，在居家隱私區域更加符合老人的跌倒檢測需求[3]。

人體存在傳感器相對于毫米波雷達功能單一，但更節省購置和使用成本。具體比較如表3所示。

2.4 安全與隱私保護

采取網絡安全措施，包括防火墻、入侵檢測系統等，保護物聯網系統免受網絡攻擊。

確保老人數據隱私，采用數據加密、身份驗證等措施，限制數據訪問和使用權限。

2.5 云計算和邊緣計算

提供存儲和處理物聯網設備產生的數據的計算能力，包括云計算和邊緣計算。例如，毫米波雷達的跌倒檢測屬于邊緣計算，通過人體存在傳感器和燃氣表的數據判斷是否離家沒關燃氣預警屬于云計算。

數據算法包括數據挖掘算法、智能識別算法和智能推薦算法等。數據挖掘算法用于從數據集中提取有用的信息，智能識別算法自動識別和分類輸入數據的模式、特征或屬性，如圖像識別、語音識別、文本分類等，而智能推薦算法則根據用戶的興趣和偏好向其提供個性化的內容或建議。通過數據算法，可以得到更多的功能，如老人的日常活動軌跡分析、活動狀態分析、消費數據分析、飲食分析及預警。進一步，可通過已有數據得出老人的身體狀態、心理狀態，判讀其是否需要增加康復訓練、社交活動或者人文關懷。同時，管理者也可分析出社區工作成效及不足之處，輔助決策分析。

2.6 人機交互技術

人機交互技術使人們能夠方便地與物聯網設備進行交互和操作，包括移動應用程序、語音控制、觸摸屏界面等。

以食堂自助系統設計舉例，食堂采用自選方式，老人將菜品放到托盤中，最后到收銀臺結賬。我們在盛菜的碗碟中植入RFID芯片，這樣在收銀臺結賬時，將托盤放置在指定位置，設備會自動掃描RFID芯片及對應設置的價格，計算出菜品總價，顯示并播報出來。

結語

基于物聯網的社區用戶體驗優化方法面臨一些局限性，如技術使用門檻、隱私和安全問題，以及老年人特殊需求。然而，未來的研究方向可以解決這些問題，包括用戶參與和設計過程、智能化和自適應系統、跨平臺和互操作性、社會和心理影響，以及可持續性和成本效益。通過在這些研究方向的努力，可以進一步提高基于物聯網的社區用戶體驗，滿足老年人需求的同時，提升生活質量，促進可持續發展。

參考文獻：

[1]于江，劉晨.CCRC養老居住小區的功能結構與布局研究[J].建筑與文化，2016（9）：154-155.

[2]哈亮.物聯網通信技術的發展現狀[J].黑龍江科學，2019，10（12）：82-83.

[3]高鵬.基于毫米波雷達的老人跌倒檢測關鍵技術研究[D].北京：中國科學院大學，2022.

作者簡介：姜濤，本科，助理工程師，研究方向：康養、信息化。