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基于物联网技术的老人远程智能监护系统研究

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齐熠罗双玉

一、引言

我国人口老龄化问题日益严重，目前我国老龄人口已近两亿六千万，65岁以上老年人口占全国总人口17.8%，其中独居和空巢老人将增至近1.18亿人。社会迅速发展，老年人口激增，国家高度重视养老服务和智能设备老人单独适配的问题。

2019年3月29日，国务院办公厅下发的《关于推进养老服务发展的意见》指出，党中央、国务院高度重视养老服务，并促进物联网、人工智能、大数据、云计算等新一代信息技术和智能硬件等产品在养老服务领域深度应用。2020年11月24日，国务院办公厅发布《关于切实解决老年人运用智能技术困难实施方案的通知》，工信部表示要鼓励智能设备提供“长辈模式”、“老人模式”。随着各项政策的逐步推进、落实，可以预见的是，未来不仅仅会创造出更多养老服务智能产品，而且还会迎来老年智能单独适配的新高潮。

二、当前老年智能系统存在的问题

（一）使用成本高

目前智慧养老服务还停留在试点阶段，全国试点地区的智慧养老服务以信息平台和图景建构为主，已有研究发现老年用户对于新技术的接受程度低且参与意愿差。智能产品的闲置率较高，其中阻碍老年人使用智慧服务的主要原因之一是其使用成本过高，难以支付技术安装或维护费用是多数老人担心的问题。

（二）操作难度大

养老智能产品缺乏黏性且适老性较差，老年人普遍难以顺利使用。在心理层面，由于信息知识和技能缺乏，并面对种类繁多的智能产品和铺天盖地的网络信息，老年人的自我效能感反而下降，甚至出现茫然感、无助感、恐惧心理。

（三）忽视精神需求

在国内，由于智慧养老仍处在从理论到实践发展过程的探索之中。集中于对智慧养老的可行性体系搭建的研究，关于智慧养老服务的工具和产品的效用、老年群体的需求与感受的实证研究较为缺乏，单一且不够人性化的智慧养老产品及过于重视日常照料忽视精神需求，亟须在智慧养老实践的基础上不断跟进与深入。

三、基于物联网技术的老人远程智能监护系统介绍

（一）系统组成

基于物联网技术的老人远程智能监护系统由主控装置、老人手环、手机APP组成。主控装置放在家中，可以解析空气质量、温湿度等居住环境数据，并出现在主控显示界面。老人佩戴手环，可以实时监测老人的生命体征数据并在手环上显示出来。主控和手环采集的数据实时刷新，通过物联网技术，发送给Blynk平台的手机客户端，供佩戴者及其家人随时查看;另外当主控或者手环采集到的数据（居住环境、生命体征、人体姿态等数据）出现异常时，手环通过蓝牙向主控发送指令，主控通过物联网向手机客户端APP发出指令，在接收到指令后，手环、主控、手机APP会迅速展开语音呼救、紧急报警等一系列的智能救援功能。

（二）系统硬件设计

1、主控端。采用Esp8266Nodmcu为主控的下位机和以Blynk为核心的上位机。通过与Android端的App实现数据共享，可以实时查看老人的健康状态;主控大脑分析手环的蓝牙协议进行数据解析，解析后上传到Blynk平台，并且通过心知天气的API接口获取天气数据并解析。

2、移动端。采用SpeedXiao主控芯片控制外围HLK-B20与MPU6050以及OLED显示模块，分时读取各传感器的数据，上传主控，且可以实时在OLED屏幕显示。

JY60六轴传感器，根据重复实验确定的加速度阈值和时间阈值，来检测静止、失重、碰撞三个过程，根据设定的体征阈值，判断是否超过正常范围，从而推测跌倒情况。摔倒后发出警报，在手环界面显示报警并语音呼救。MAX30102采集老人的血氧、体温、心率等信息，通过发包的方式实时发送给主控端。通过蓝牙模块HLK-B40上传主控，并在主控界面上显示警报提示，解析信号上传Blynk平台。

3、硬件选用

主控端，以ESP8266NODMCU为主控，实现联网功能。空气质量传感器提供空气质量信息，DFPLAYERMP3模块实现语音播报功能，HLK-B40提供蓝牙发送与接收，OLED模块提供天气信息的显示功能。

移动端，以SPEEDXIAO为主控，MAX30102提供心率监测，HLK-B40提供蓝牙发送接收，JY60六轴判断运动状态，HLK-V20进行语音控制，OLED屏幕进行下位机数据显示。

（三）系统软件设计

1、总体框架

本系统分为主控端和移动端两部分。主控端分为配网、发送信息、接收信息、天气、环境监测、语音播报、OLED刷新等模块;移动端分为发送信息、接收信息、跌倒检测、生命体征检测、语音识别、OLED刷新等模块。

2、主控端

以Esp8266为主控，采用目前主流的Arduino框架来进行软件开发，采用SmartConfig技术实现一键配网。启动3个定时器，定时器1每隔10s进入一次，用于获取天气信息;定时器2每隔1s进入一次，用于获取空气质量信息和刷新屏幕;定时器3每隔