龍丹，劉欣，賴帝超

（桂林電子科技大學(xué)信息科技學(xué)院，桂林 541004）

0 引言

隨著時(shí)代的發(fā)展，世界人口老齡化越來越嚴(yán)重，老年人人口達(dá)到了一定的規(guī)模和程度。年輕人平日里需要上班工作，無法及時(shí)了解家中老年人的身體狀況，家中老年人一旦出現(xiàn)異常狀況不能及時(shí)通知自己的子女親戚，因此老年人群的健康狀況看護(hù)問題尤為受到社會(huì)關(guān)注，隨著人口老齡化的推進(jìn)，該問題也隨之成為了社會(huì)各界所面臨的一大難題。本文以移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、App終端、云計(jì)算等技術(shù)為支撐，以方便看護(hù)人了解老年人身體狀況為目標(biāo)，提出了一個(gè)以硬件設(shè)備和App終端為基礎(chǔ)的移動(dòng)智能監(jiān)護(hù)App，希望能夠以更低成本、更高效率的方式協(xié)助家屬看護(hù)人對(duì)老年人的身體狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控與交互。

1 需求描述及運(yùn)作流程

老人智能安全管家移動(dòng)端App主要用于接收服務(wù)器發(fā)出的消息并根據(jù)該消息給用戶做出不同的響應(yīng)（App消息推送警告、短信警告、電話語音警告等）。同時(shí)能夠查看服務(wù)器端提供的各種信息，如老人身體狀況數(shù)據(jù)、GPS定位數(shù)據(jù)、視頻監(jiān)控設(shè)備查看等。系統(tǒng)整體運(yùn)作流程如圖1所示。

圖1 整體運(yùn)作流程

2 系統(tǒng)功能劃分

系統(tǒng)功能劃分如下：

（1）服務(wù)器端

①App和服務(wù)器間的通信

設(shè)計(jì)多個(gè)Servlet對(duì)App端提交的JSON數(shù)據(jù)包進(jìn)行解包分析，每個(gè)Servlet分別對(duì)應(yīng)一種不同的處理功能，解包后對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行操作，操作結(jié)束后打包數(shù)據(jù)包回傳至App端。

②服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)間的通信

通過建立一個(gè)集合類將所有對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的操作封裝至一個(gè)類中，在使用時(shí)只需要新建該類的類對(duì)象，而后調(diào)用類的方法即可完成對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的連接、增刪查改等操作。

③用戶數(shù)據(jù)庫(kù)

用戶數(shù)據(jù)庫(kù)下有多個(gè)用戶數(shù)據(jù)表，將用戶常用數(shù)據(jù)與不常用數(shù)據(jù)分割開，提升查詢效率，減小服務(wù)器負(fù)擔(dān)。用戶數(shù)據(jù)庫(kù)下有帳號(hào)表（USER）、用戶資料表（US?ER_INFO）、身體狀況（HEALTH_INFO）、GPS定位經(jīng)緯度信息表（GPS_INFO）。

④消息推送服務(wù)

HEALTH_INFO表數(shù)據(jù)更新的同時(shí)，推送消息至相應(yīng)的賬戶中，從而達(dá)到通知用戶的效果。

App、服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)間的通信流程如圖2所示。

圖2 App、服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)間的通信流程

（2）App端

①賬號(hào)登錄注冊(cè)頁面

用戶登錄或注冊(cè)賬號(hào)（賬號(hào)密碼使用MD5加密，數(shù)據(jù)庫(kù)不保存明文數(shù)據(jù)）

②狀態(tài)查看頁面

硬件端用戶實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)查看（身體狀態(tài)數(shù)據(jù)、GPS定位、視頻設(shè)備查看等）、當(dāng)前狀態(tài)警告等。

③發(fā)現(xiàn)頁面

主要用于產(chǎn)品推廣、介紹等。

④我的頁面

用戶在本頁面可進(jìn)行更改、查看帳號(hào)信息、聯(lián)系客服等功能。

App頁面結(jié)構(gòu)如圖3所示：

圖3 App頁面結(jié)構(gòu)

3 編寫以及運(yùn)行環(huán)境

系統(tǒng)的編寫以及運(yùn)行環(huán)境如下：

（1）服務(wù)端

服務(wù)端運(yùn)行于Windows 10系統(tǒng)，利用Eclipse編寫，使用JSP+Servlet技術(shù)連接MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)。

（2）App端

Android客戶端使用Windows 10平臺(tái)上的An?droid Studio進(jìn)行編寫，基于Android 5.1系統(tǒng)并使用Android系統(tǒng)手機(jī)進(jìn)行實(shí)機(jī)測(cè)試。

4 詳細(xì)設(shè)計(jì)

4.1 服務(wù)端詳細(xì)設(shè)計(jì)

（1）Login Servlet設(shè)計(jì)

Login servlet用于接收App端發(fā)送的登錄數(shù)據(jù)包信息，在接收到App端傳送的數(shù)據(jù)包后，會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行查詢，獲取與當(dāng)前數(shù)據(jù)包中帳號(hào)信息相匹配的字段，獲取字段后對(duì)密碼進(jìn)行判斷，密碼相對(duì)應(yīng)則進(jìn)行帳號(hào)信息的獲取，通過account字段查詢用戶信息表(US?ER_INFO)中相對(duì)應(yīng)的信息，獲取后將數(shù)據(jù)打包為JSON數(shù)據(jù)包，并添加登錄成功驗(yàn)證字段“驗(yàn)證成功”，如果登錄失敗則返回空數(shù)據(jù)包并添加登錄失敗驗(yàn)證字段“驗(yàn)證失敗”。

（2）Register servlet設(shè)計(jì)

Register Servlet用于接收App端發(fā)送的注冊(cè)信息，在接收到App端傳送的數(shù)據(jù)包后，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的帳號(hào)表（USER）進(jìn)行查詢，查詢不出結(jié)果時(shí)將注冊(cè)輸入的信息插入至數(shù)據(jù)庫(kù)的帳號(hào)表（USER）以及帳號(hào)信息表（USER_INFO）中，并返回注冊(cè)成功驗(yàn)證字段“注冊(cè)成功”，反之則返回“注冊(cè)失敗”。

（3）Health Servlet設(shè)計(jì)

Health Servlet用于接收App端發(fā)送的身體狀況查詢，在接收到App端發(fā)送的數(shù)據(jù)包后，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的身體狀況表（HEALTH_INFO）進(jìn)行查詢，并對(duì)查詢地得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行打包處理，然后回傳至App端。

（4）SqlConnection類

SqlConnection類有多個(gè)方法，用于處理數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)，類中的方法分別為：

①connectDatabase()用于連接數(shù)據(jù)庫(kù)；

②loginData()用于處理登錄時(shí)所需要對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行的操作操作結(jié)束后返回JSON數(shù)據(jù)包；

③registerData()用于處理注冊(cè)時(shí)所需要對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行的操作，操作結(jié)束后返回JSON數(shù)據(jù)包；

④healthData()用于處理獲取身體狀況信息時(shí)所需要對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行的操作，操作結(jié)束后返回JSON數(shù)據(jù)包；

（5）checkHealth Servlet設(shè)計(jì)

checkHealth servlet用于接收App端發(fā)送的身體狀況查詢，在接收到App端發(fā)送的數(shù)據(jù)包后，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的身體狀況表（HEALTH_INFO）進(jìn)行查詢，查詢結(jié)束后向App端返回state狀態(tài)數(shù)據(jù)。

4.2 客戶端App詳細(xì)設(shè)計(jì)

（1）登錄模塊

客戶端登錄界面，登錄界面能進(jìn)行注冊(cè)、登錄、修改密碼等操作。

用戶打開登錄界面時(shí)，系統(tǒng)會(huì)檢測(cè)本用于存儲(chǔ)自動(dòng)登錄帳號(hào)信息的緩存文件loginCache，當(dāng)存在該文件時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)送登錄信息至服務(wù)端請(qǐng)求帳號(hào)密驗(yàn)證，驗(yàn)證成功則跳轉(zhuǎn)至主界面，驗(yàn)證失敗則不做任何操作。當(dāng)用戶勾選自動(dòng)登錄時(shí)，點(diǎn)擊登錄并且登錄成功后會(huì)將當(dāng)前帳號(hào)與加密密碼數(shù)據(jù)儲(chǔ)存至本地緩存文件loginCache當(dāng)中。

用戶在登錄時(shí)需要輸入賬號(hào)密碼，然后點(diǎn)擊登錄按鈕。點(diǎn)擊登錄按鈕后，App會(huì)將帳號(hào)和加密密碼信息發(fā)送至服務(wù)端進(jìn)行驗(yàn)證。為保證用戶的密碼安全，App會(huì)先獲取密碼框中的內(nèi)容，在獲取到的內(nèi)容基礎(chǔ)上添加額外字段，隨后將修改后的字段發(fā)送至加密類中進(jìn)行MD5加密，再將加密后的密文打包至數(shù)據(jù)庫(kù)中發(fā)送至服務(wù)端進(jìn)行驗(yàn)證。

（2）注冊(cè)模塊

用戶通過登錄頁面點(diǎn)擊注冊(cè)按鈕進(jìn)入注冊(cè)。用戶在注冊(cè)頁面輸入相關(guān)信息并點(diǎn)擊提交按鈕后，系統(tǒng)會(huì)檢測(cè)是否勾選同意協(xié)議選項(xiàng)，未勾選該選項(xiàng)則無法注冊(cè)并提示用戶。

（3）位置查詢模塊

用戶在主界面進(jìn)入位置查詢頁面時(shí)，App端向服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)包，服務(wù)器接收到數(shù)據(jù)包后，將數(shù)據(jù)包中的帳號(hào)信息在經(jīng)緯度表中進(jìn)行查詢，并將經(jīng)緯度信息打包回傳至App端。用戶在位置查詢頁面停留時(shí)，系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行多次經(jīng)緯度獲取請(qǐng)求，每次查詢到信息后都將重新重繪地圖描點(diǎn)信息。

位置查詢模塊使用高德地圖的2D地圖SDK。高德開放平臺(tái)目前開放了Android地圖SDK以及An?droid地圖SDK專業(yè)版兩套地圖SDK工具。高德地圖Android SDK是一套地圖開發(fā)調(diào)用接口，開發(fā)者可以輕松地在自己的Android應(yīng)用中加入地圖相關(guān)的功能，包括：地圖顯示（含室內(nèi)、室外地圖）、與地圖交互、在地圖上繪制、興趣點(diǎn)搜索、地理編碼、離線地圖等功能。

高德地圖Android SDK專業(yè)版是在Android SDK已有服務(wù)的基礎(chǔ)上，新增支持了自定義地圖在線加載、自定義地圖元素紋理等功能，便于開發(fā)者完成基于自身場(chǎng)景的更深層、更個(gè)性化地圖的開發(fā)需求。V4.0.0開始，除了支持手機(jī)設(shè)備外，還支持Android Wear。

（4）修改帳號(hào)信息模塊

用戶在我的頁面點(diǎn)擊帳號(hào)設(shè)置選項(xiàng)進(jìn)入帳號(hào)信息修改界面。進(jìn)入頁面時(shí)從本地文件中讀取對(duì)應(yīng)的帳號(hào)緩存信息并顯示在界面中，用戶點(diǎn)擊信息列表中對(duì)應(yīng)的項(xiàng)目時(shí)彈出編輯框修改信息。用戶每次修改信息后都會(huì)先將信息存儲(chǔ)在本地文件中，在用戶退出當(dāng)前界面時(shí)觸發(fā)帳號(hào)信息緩存上傳，系統(tǒng)將本地緩存文件中的帳號(hào)信息上傳至服務(wù)器，由服務(wù)器寫入更新用戶的設(shè)置。

（5）聯(lián)系我們模塊

用戶在我的頁面點(diǎn)擊聯(lián)系我們選項(xiàng)進(jìn)入聯(lián)系界面。進(jìn)入該頁面用戶填寫相應(yīng)輸入框的內(nèi)容點(diǎn)擊提交按鈕時(shí)，App端通過系統(tǒng)綁定的郵箱向客服郵箱發(fā)送包含用戶填寫的內(nèi)容為正文郵件?？头赏ㄟ^用戶填寫的郵箱信息進(jìn)行郵件答復(fù)。

（6）狀態(tài)監(jiān)控模塊

用戶在進(jìn)入App的主頁面后，App會(huì)在后臺(tái)創(chuàng)建一個(gè)后臺(tái)服務(wù)，用于向服務(wù)器持續(xù)請(qǐng)求獲取HEALTH_INFO中的身體狀況字段，當(dāng)獲取字段與上一次不相同時(shí)，會(huì)對(duì)主頁面的狀態(tài)顯示進(jìn)行視圖更新，并發(fā)出通知欄消息提示，從而實(shí)現(xiàn)異常警報(bào)機(jī)制。

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的部分截圖如圖4所示。

5 結(jié)語

隨著移動(dòng)智能終端、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、4G等高新技術(shù)的迅猛發(fā)展，使得遠(yuǎn)程看護(hù)老年人變得可行。本文提出了移動(dòng)智能看護(hù)人系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案以及系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案，在服務(wù)器與數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)上，完成了其中的服務(wù)器與App的通信、服務(wù)器與數(shù)據(jù)庫(kù)之間讀寫等功能的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，在基于Android的移動(dòng)智能終端上，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了身體狀況瀏覽、異常狀態(tài)提醒、硬件用戶位置查詢等功能，為智能看護(hù)人系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提供了一種可行的思路和方法。

圖4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的部分截圖