文／吳康彪 上海市安裝工程集團(tuán)有限公司 上海 200080

引言：

隨著中國社會(huì)老齡化程度不斷加快，養(yǎng)老行業(yè)受到越來越多的關(guān)注，中國社科院在《中國養(yǎng)老產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》中預(yù)測2030年養(yǎng)老產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模將達(dá)到13 萬億，這個(gè)數(shù)值與2017年中國房地產(chǎn)行業(yè)銷售規(guī)模相當(dāng)。

隨著社會(huì)的進(jìn)步，傳統(tǒng)養(yǎng)老機(jī)構(gòu)以解決老人生存和護(hù)理為先的模式，已無法滿足人們對生活品質(zhì)的追求。目前，一種兼顧娛樂、照料、護(hù)理一體的全日制養(yǎng)老社區(qū)——CCRC養(yǎng)老社區(qū)，成為了養(yǎng)老產(chǎn)業(yè)的主流[1]。

本文以上海地區(qū)某一CCRC 養(yǎng)老社區(qū)項(xiàng)目為工程背景，基于對養(yǎng)老社區(qū)智能管理的需求，設(shè)計(jì)一套具有主動(dòng)探測、實(shí)時(shí)相應(yīng)、自動(dòng)記錄等功能的智能化照護(hù)系統(tǒng)，利用系統(tǒng)的人員定位、智能報(bào)警和管理功能保障社區(qū)內(nèi)老人的人生安全，具有重要意義。

1、設(shè)計(jì)思路與需求分析

本CCRC 養(yǎng)老社區(qū)工程主要分公寓樓、介護(hù)樓以及具備餐飲、娛樂活動(dòng)室的配套活動(dòng)中心。公寓樓內(nèi)主要居住的是有自理能力，暫時(shí)不需要一對一護(hù)理的老人；介護(hù)樓內(nèi)主要居住的是喪失自理能力，需要重點(diǎn)介護(hù)的老人。

相較于傳統(tǒng)養(yǎng)老機(jī)構(gòu)，CCRC 養(yǎng)老社區(qū)內(nèi)設(shè)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(qū)，室外還設(shè)有大量景色優(yōu)美的園林景觀。這些設(shè)施能為老人提供豐富的休閑娛樂文化體育活動(dòng)，同時(shí)也對管理者帶來了大量的問題：

（1）如何及時(shí)預(yù)防、發(fā)現(xiàn)、處理老人的意外事故；

（2）如何及時(shí)響應(yīng)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(shè)備、管理手段解放人力，降低服務(wù)人員的投入，解決護(hù)理人員短缺問題。

為了解決以上這些問題，本文分析與構(gòu)建了一套具有主動(dòng)探測、實(shí)時(shí)響應(yīng)、自動(dòng)記錄等功能的智能照護(hù)系統(tǒng)。

2、智能照護(hù)系統(tǒng)總體架構(gòu)

智能照護(hù)系統(tǒng)架構(gòu)主要分為三部分：終端硬件層、數(shù)據(jù)傳輸層、應(yīng)用管理層，如圖1所示。

圖1 智能照護(hù)系統(tǒng)架構(gòu)圖

終端硬件設(shè)備包含佩戴在長者身上的求助一卡通、健康運(yùn)動(dòng)手環(huán)等可穿戴設(shè)備和部署在房間內(nèi)的活動(dòng)探測器、睡眠健康墊、體征監(jiān)控設(shè)備等智能家居設(shè)備，這些設(shè)備為系統(tǒng)提供基本的數(shù)據(jù)來源。

數(shù)據(jù)傳輸層主要是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，包括Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、輔助定位設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)關(guān)和交換機(jī)等。這些設(shè)備接收各類終端數(shù)據(jù)后，轉(zhuǎn)發(fā)給物聯(lián)平臺(tái)，為整個(gè)系統(tǒng)搭建一個(gè)高效、穩(wěn)定的通訊網(wǎng)絡(luò)。

應(yīng)用管理層主要設(shè)置在控制室內(nèi)，主要有云服務(wù)平臺(tái)和應(yīng)用軟件部分。云服務(wù)平臺(tái)根據(jù)收集來的終端數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，判斷是否做出報(bào)警或提醒，并將數(shù)據(jù)發(fā)給應(yīng)用軟件，同時(shí)存入數(shù)據(jù)庫備份。應(yīng)用軟件主要分智能管理平臺(tái)、智能照護(hù)助手。智能管理平臺(tái)通過電子地圖實(shí)時(shí)顯示人員分布、狀態(tài)、報(bào)警信息等數(shù)據(jù)，照護(hù)助手能將報(bào)警信息發(fā)送至管理人員微信小程序或手機(jī)APP，以及護(hù)理人員手表上，讓護(hù)理人員能隨時(shí)了解到發(fā)生的緊急情況并及時(shí)處理。

系統(tǒng)對外提供標(biāo)準(zhǔn)SDK 開發(fā)包，供各類綜合管理平臺(tái)或應(yīng)用程序調(diào)用；同時(shí)，系統(tǒng)預(yù)留多種接口，便于后期系統(tǒng)的拓展。

3、人員定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本套智能照護(hù)系統(tǒng)需建立在老人活動(dòng)軌跡上，因而人員定位系統(tǒng)就成了重要的一環(huán)。公寓樓和活動(dòng)中心主要用于具有自理能力的老人居住，系統(tǒng)需掌握老人在樓棟內(nèi)的活動(dòng)軌跡，對于定位精度要求不高。介護(hù)樓內(nèi)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(jié)合項(xiàng)目的情況特點(diǎn)，綜合對比主流的UWB 定位、藍(lán)牙定位、WiFi 定位方式，如表1所示，以及相應(yīng)的成本，最終選擇WiFi 定位+藍(lán)牙信標(biāo)定位相結(jié)合的人員定位系統(tǒng)。

表1 UWB 定位、藍(lán)牙定位、WiFi 定位參數(shù)分析表

本項(xiàng)目公寓樓和配套活動(dòng)中心內(nèi)，可利用原有的WiFi 網(wǎng)絡(luò)，減少設(shè)備投入，用較少的資金達(dá)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(gè)無線AP 都有一個(gè)全球唯一的MAC 地址，通過在后臺(tái)數(shù)據(jù)庫中對每個(gè)無線AP 做標(biāo)記，并繪制完整的數(shù)字地圖[2]。

在介護(hù)樓以及活動(dòng)中心的部分區(qū)域額外加入了藍(lán)牙技術(shù)來增加定位精度，主要在每個(gè)客房、走廊、理療室、洗手間等老人常出入的區(qū)域內(nèi)，設(shè)置了大量的藍(lán)牙信標(biāo)，藍(lán)牙信標(biāo)會(huì)不斷的向周圍廣播信號(hào)和數(shù)據(jù)包，當(dāng)終端設(shè)備進(jìn)入藍(lán)牙信號(hào)覆蓋的范圍，測出其在不同基站下的信號(hào)場強(qiáng)指數(shù)（RSSI）值，然后通過網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸回平臺(tái)，最后由平臺(tái)內(nèi)置的定位算法測算出位置。

4、終端硬件與功能設(shè)計(jì)

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

老人隨身佩戴多功能一卡通，主要功能包括：

（1）一鍵報(bào)警：一卡通上有一個(gè)報(bào)警按鈕，當(dāng)老人遇到身體不適、意外損傷、環(huán)境異常等問題時(shí)，可以通過按下多功能一卡通上的報(bào)警按鈕，進(jìn)行一鍵求助。

（2）實(shí)時(shí)定位：多功能一卡通具有實(shí)時(shí)定位功能，內(nèi)置了WiFi 觸發(fā)模塊以及藍(lán)牙模塊，通過室內(nèi)ap 和藍(lán)牙信標(biāo)，可以自動(dòng)上報(bào)老人的實(shí)時(shí)位置，定位精度高，可以準(zhǔn)確區(qū)分樓層和房間。

（3）一卡通：該設(shè)備本身具備IC 卡功能，可以實(shí)現(xiàn)基本的門禁功能；餐廳就餐，超市購物等的記費(fèi)功能；體檢登記、身份確認(rèn)等功能。

健康手環(huán)，功能上基本涵蓋一卡通的一鍵報(bào)警、實(shí)時(shí)定位、一卡通功能外，還有心率監(jiān)測、血氧飽和度監(jiān)測功能，通過網(wǎng)絡(luò)，定時(shí)向管理平臺(tái)上傳當(dāng)前老人的身體狀況，如有異常可進(jìn)行預(yù)警。

智能房間內(nèi)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(jiān)測設(shè)備、拉繩報(bào)警、地面?zhèn)鞲衅鞯?，對房間內(nèi)的老人進(jìn)行無感知的監(jiān)測，并將數(shù)據(jù)傳送給后臺(tái)，通過一系列的算法運(yùn)算，對老人的狀態(tài)進(jìn)行分辨，發(fā)出預(yù)警，如圖2所示。智能房間功能主要包含：

圖2 智能房間的功能設(shè)計(jì)

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

（2）睡眠監(jiān)測：通過在床榻上設(shè)置床墊監(jiān)測設(shè)備，監(jiān)測老人體動(dòng)、呼吸、心率等數(shù)據(jù)；通過數(shù)據(jù)傳輸層回到后臺(tái)，經(jīng)過后臺(tái)邏輯分析，為管理者提供詳細(xì)的睡眠分析報(bào)告。同時(shí)，該設(shè)備具有離床報(bào)警功能，當(dāng)老人離床或者離床后設(shè)定時(shí)間內(nèi)未返回，能夠及時(shí)觸發(fā)預(yù)警機(jī)制，第一時(shí)間傳遞到護(hù)理人員的手機(jī)上，盡快去現(xiàn)場確認(rèn)情況。

（3）智能門磁：房門設(shè)置門磁報(bào)警裝置，感應(yīng)房門是否非正常時(shí)段開啟、是否忘記關(guān)門等，并與人員定位等數(shù)據(jù)結(jié)合，能夠及時(shí)觸發(fā)報(bào)警。

（4）活動(dòng)感應(yīng)：在房間內(nèi)設(shè)置了紅外探測器，當(dāng)老人進(jìn)入房間后，若長時(shí)間沒有活動(dòng)時(shí)，紅外探測裝置將無法收集到活動(dòng)數(shù)據(jù)，此時(shí)就會(huì)通過網(wǎng)絡(luò)把這一異常情況反饋給護(hù)理人員，讓護(hù)理人員能有所關(guān)注。

（5）摔倒判斷：在衛(wèi)生間、廚房等濕滑區(qū)域，設(shè)置地面?zhèn)鞲衅?，通過傳感器收集重力數(shù)據(jù)，結(jié)合活動(dòng)感應(yīng)數(shù)據(jù)，運(yùn)用邏輯算法，可以判斷長者是否出現(xiàn)摔倒的情況，并第一時(shí)間報(bào)警給護(hù)理人員；

（6）健康監(jiān)測：老人的健康體檢設(shè)備可以自動(dòng)上傳體檢數(shù)據(jù)，而安裝在馬桶里的抽水次數(shù)監(jiān)測設(shè)備可以主動(dòng)了解老人的如廁次數(shù)。

（7）廚房監(jiān)控：安裝在廚房的水電及煙霧煤氣探測器，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測老人房間中的安防異常情況，及時(shí)發(fā)出報(bào)警。

（8）醫(yī)護(hù)對講：在床頭和起居室設(shè)置了醫(yī)護(hù)對講機(jī)，和護(hù)士站管理機(jī)實(shí)現(xiàn)雙向語音通話。當(dāng)護(hù)理人員接受到異常預(yù)警后，護(hù)理人員可先通過醫(yī)護(hù)對講機(jī)與老人進(jìn)行溝通，確認(rèn)具體情況，可以減少人力資源。

5、監(jiān)控報(bào)警流程

當(dāng)老人感到不適后，通過攜帶的一卡通設(shè)備、健康手環(huán)或者房間內(nèi)的拉伸報(bào)警按鈕，進(jìn)行主動(dòng)報(bào)警；通過數(shù)據(jù)傳輸層回到后臺(tái)，后臺(tái)收到報(bào)警，進(jìn)行定位分析；通過管理平臺(tái)將報(bào)警信息傳輸?shù)阶o(hù)理人員的智能照護(hù)助手上，通知最近的護(hù)理人員前往現(xiàn)場協(xié)助處理。

自動(dòng)監(jiān)測報(bào)警，當(dāng)老人超出正?；顒?dòng)的范圍，或長時(shí)間靜止不動(dòng)以及摔倒等情況時(shí)，后臺(tái)會(huì)彈出報(bào)警信息；管理中心的工作人員看到預(yù)警信息后，通過醫(yī)護(hù)對講系統(tǒng)，與老人語音溝通，確認(rèn)情況后采取相應(yīng)措施進(jìn)行介護(hù)介助，合理安排人員調(diào)動(dòng)。（圖3）

圖3 報(bào)警監(jiān)控流程圖

6、照護(hù)計(jì)劃

每位老人入住后會(huì)有一個(gè)基礎(chǔ)檔案存在平臺(tái)數(shù)據(jù)庫中，管理人員會(huì)設(shè)定老人的照護(hù)計(jì)劃，如服藥計(jì)劃、洗護(hù)計(jì)劃、打掃計(jì)劃等。智能照護(hù)系統(tǒng)通過健康監(jiān)測設(shè)備與各類傳感器收集來的身體數(shù)據(jù)，定期形成一份身體狀況報(bào)告交給管理人員，管理人員根據(jù)報(bào)告和醫(yī)生的建議，調(diào)整照護(hù)方案，通過管理應(yīng)用平臺(tái)實(shí)時(shí)更新照護(hù)計(jì)劃，提醒護(hù)理人員及時(shí)完成照護(hù)內(nèi)容。

結(jié)語：

結(jié)合CCRC 養(yǎng)老社區(qū)項(xiàng)目，本文分析配置了人員定位系統(tǒng)，主動(dòng)報(bào)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(yī)護(hù)對講系統(tǒng)，形成了一套完整的智能照護(hù)體系，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)養(yǎng)老項(xiàng)目中的不足和缺陷，能實(shí)現(xiàn)老人在復(fù)雜的養(yǎng)老環(huán)境下，意外事故的早發(fā)現(xiàn)和及時(shí)處理。同時(shí)，還能解決專業(yè)護(hù)工少、人力成本高的窘境，有效的提高機(jī)構(gòu)的管理效率、服務(wù)質(zhì)量，減少意外事故率、降低運(yùn)營，進(jìn)而提升養(yǎng)老機(jī)構(gòu)的形象[3]。

后續(xù)，作者將深入項(xiàng)目施工現(xiàn)場，進(jìn)一步研究新型養(yǎng)老社區(qū)項(xiàng)目的智能照護(hù)系統(tǒng)的實(shí)施。通過研究與總結(jié)相關(guān)的智慧養(yǎng)老技術(shù)，為公司承接養(yǎng)老產(chǎn)業(yè)的業(yè)務(wù)提供技術(shù)支撐，為建造CCRC 養(yǎng)老社區(qū)積累技術(shù)儲(chǔ)備。