1.引言

目前的老年公寓仅仅是解决老人的吃与住的问题，使老年人有安居之所，但对老年人的健康监测、医疗保健、养生、健身等方面的需求还不能有效保障，人到老年，最关注的还是身体和心理健康的问题，因此对于老年人身体健康的监护非常必要，基于目前老年公寓存在的问题，论文提出了一种适合老年公寓老人的无线健康监护系统。

2.总体设计

系统是以单片机为处理核心的，左半部分的体温测量模块、血压测量模块和脉搏测量模块为生理信号的采集部分，采集之后的信号都要经过不同的调理电路，信号处理环节主要包括放大电路、滤波电路和模数转换电路等等；处理之后的信号送入单片机系统就可以对所要监测的参数进行测量值的显示；右半部分是无线传输模块，本系统依据Wifi无线通信模块进行上下位机之间的数据通信，将检测的数值上传至云平台，家人或者医护人员可以登录APP或者Web界面进行查看，随时掌握老年人的健康状况。总体设计框图如图1所示。

  

图1 监护系统总体设计框图

3.健康监测系统硬件设计

3.1 生理信号采集模块设计

3.1.1.体温测量

红外传感器是体温测量模块的关键部件，系统选用数字红外传感器MLX90615，数字传感器内部存在放大和数据处理模块，无需外加电路对信号进行处理，使得电路更加的简单并且大大提高了集成度从而减小了功耗。

3.1.2.血压测量

血压测量选用上臂式测量,系统采用BP01型压力传感器。工作过程为：袖带的气压是由气泵控制的，PWM输出直接控制气泵的充气和放气，袖带内的气压信号分为直流分量和交流分量两部分，通过ADC采样直流分量经过处理就可以得到人体的舒张和收缩压，交流分量也是通过另一路的ADC采样计算分析得出舒张和收缩压的时间值，血压脉冲信号可以触发ADC工作，最后经过计算就可以将舒张和收缩压进行显示。

4.3.2 颗粒物浓度监测月变化。从图7～图12颗粒物浓度月变化图可以看出，细颗粒物浓度(PM2.5)呈现峰谷的变化形式，1和12月为高峰，7和8月为低谷；PM10浓度为双峰双谷的形式，5月为第一个峰值，12月为第二个峰值，2月为第一个低谷，8月～9月为第二次低谷。

公共艺术作为公共空间中的艺术形态，不仅以重要的人文景观，起着协调环境、发挥公共空间亲和力和审美趣味提升的作用，还以一种特殊的形式提醒大众合理处理人与自然的正常而和谐的关系，在人与自然环境之间建立一种平衡。当然，科学发展观指导下的科学和技术，在合理利用、开发和保护自然方面发挥着主导的作用，但是，艺术在修复人与自然的关系、创造人与自然的新关系方面也有着不可忽视的力量。艺术家在开放的、较大空间区域里，通过对空间的重新构架、特殊材质运用、造型与色彩的奇妙组合、AR HR等新媒体的应用，等一系列艺术创作手段，创造出人与自然和谐关系的公共艺术作品，警示自然环境对人类生存与发展的重要性。

3.1.3.脉搏测量

系统选用的是SC0073脉搏传感器，此传感器使用压电复合材料作为换能元件，采集的信号需要经过特殊的匹配到达换能元件再转换成电荷量，最后通过内部自带的放大电路转换成电压信号进行输出。

3.2 无线数据通信模块设计

中国移动公司推出了一款物联网的开放平台—OneNet。OneNet作为物联网开放云平台，智能的硬件开发工具种类丰富，平台服务放心可靠，可以帮助各种终端设备快速接入网络，完成数据传输、数据存储和数据管理等一体化的服务流程。OneNet可以提供三种通信方式：以太网通信、GPRS数据流量通信和Wifi无线通信，本设计采用Wifi无线通信方式，选用ESP8266模块。

用ESP8266的softAP+station共存模式，一方面，ESP8266的softAP接口连接用户的设备或者手机，另一方面，ESP8266的station接口负责通过路由器连接到Internet网络。ESP8266与传感器之间的数据交换或者通信是通过其GPIO引脚实现的，从传感器获得的数据要打包处理，转换成数据帧，发到OneNet云平台。

4.健康监测系统软件设计

4.1 Android手机端监测软件设计

利用可视化的Android应用创建器研发一款能在Android手机中使用的应用程序，图2为Android监护程序软件结构。

推广3 已知椭圆过椭圆外任意一点D作椭圆的两条切线，设切点为P,Q，过点D作直线l与椭圆C交于不同的两点M,N，过点M作与DQ平行的直线与直线PQ,QN交于点A,B，则A为线段BM的中点.

  

图2 Android监护程序软件结构

4.2.2.终端数据上传

  

图3 主界面

4.2 OneNet云平台架构

系统采用ESP8266集成通信模块和OneNet云平台完成系统的检测和数据上传存储工作，这是一个简单的二级简化系统。ESP8266芯片是当前物联网领域应用最为广泛的无线模块之一，可以完成对终端数据的采集和检测。此模块除了作为无线传输的Wifi模块还具有MCU的剩余资源，所以本课题在ESP8266的应用层做了开发，这样既能满足课题需求又能节约开支。

4.2.1. ESP8266通信主程序设计

(4)壳聚糖膜。该类型保鲜膜是甲壳素在浓碱处理之后所形成的产物，我国对于壳聚糖膜的研究力度得到了一定程度的提升，研究结果发现，壳聚糖涂膜制品能够让果蔬的乙烯产量以及呼吸强度得到有效程度的降低，借此来延长果蔬的保质期。比如在甜玉米的保险处理时，通过质量分数为1%的壳聚糖膜结合0℃贮藏能够让甜玉米的保险性能得到最大限度的发挥，借此来为相关商家带来良好的经济效益，并有效避免腐烂等因素造成的经济损失。

OneNet平台进行通信资源设计的模式如下所示：用户—项目—设备—数据流—数据点，按照这样的流程进行管理。同一个项目可以添加多个ESP8266设备，数据存储空间可以认为是数据流来完成的，数据点代表设备进行的一次数据传输。其中设备的数据流可以和应用以及触发器进行关联，并且可以关联多个。通过API-KEY验证的设备才能接入到平台进行工作，OneNet支持多层API-KEY，用户权限管理非常严格。

主界面(图3)显示当前显示的被测对象姓名和编号，体温、脉搏和血压信息，健康程度评价，用药提醒的早、中、晚时间。

由表4可知，2012～2016年间该院患者住院费用总结构变动度为12.36%，年均结构变动度为3.09%。将该时间范围内的住院费用相关数据分为4个区间后进行统计分析可发现，其中2015～2016年的费用结构变动度为9.23%，较其他年份剧烈且明显高于年均结构变动度。

在基于云平台的老年公寓健康监测系统的设计中，终端设备ESP8266与Onenet直接的数据传输需要通过TCP协议建立连接，但数据上传是通过构建的HTTP协议打包上传的，构造的HTTP报文格式稍后给出，按照其格式编辑后就可以在应用层通过JSON格式将数据打包发送，完成一次数据点的传输，最终通过HTTP协议中的POST方法将数据上传至云平台的数据展示区，在平台上可以产生相应的数据点，另外也可以通过图表的方式显示。

最后，根据知识服务的经济后果三分法理论，我们在充分利用知识服务的正经济后果效应的同时，还须关注知识服务的零和经济后果效应和负经济后果效应，因为零和经济后果观认为知识服务经济行为带来的正的经济效益和负的经济效益正好处于正负相抵状态，即意味着做无用功，未收到期望的经济效益，而负经济后果观认为知识服务经济行为仅仅带来负的经济效益，即给利益相关者造成纯粹的经济损失。站在理性经济人角度，我们应趋利避害，充分利用知识服务的正经济后果效应观，尽量避开知识服务的零和经济后果效应观和负经济后果效应观造成的影响。

4.2.3.远程监控界面设计

本系统选取的中国移动出品的OneNet云平台不仅计算功能强大，而且最关键的一点优势在于可以在云端进行软件的监控界面的创建，当终端检测设备与云端建立连接成功之后，根据特定的网络协议就可以将数据上传到云平台，从而产生相应的数据流，数据产生之后就可以在数据展示区进行监控界面的设计了。

远程实时监控界面设计好之后就可以在电脑上通过注册的账号进行登录，实现远程的监控和操作，利用前述安卓手机开发的App程序也可以在手机上登录OneNet的账号，就能实现手机的远程监控和操作，本设计终端用来在老年公寓检测老年人的健康参数，这样得到授权的医护人员和家人就可以通过网页或者APP进行登录随时随地查看老年人的健康情况。

5.系统的测试与实现

5.1 OneNet远程监护系统测试

利用HTTP协议与OneNet进行通信，在OneNet服务器端参照手册设置好应用、设备和数据流，再创建一个应用，利用可视化可拖拽组件界面搭建，包括每个被监测对象的体温、脉搏和血压的实时显示曲线，在以上工作完成之后，先利用TCP调试软件向OneNet服务器发送一段HTTP报文以测验系统正常通讯，在这里进行TCP通讯调试的软件选用Fiddler。

5.2 上传传感器数据与监控总界面

对ESP8266编程采用LUA语言,在OneNet云服务器端设置搭建好之后，程序也编写好了下载到Nodemcu中，在系统运行时，Nodemcu会用GPIO与测量体征参数的传感器进行通讯读取数据，Nodemcu把读取到的体征数据进行相关运算和构造报文后，启动连接OneNet服务器，建立TCP连接通道，再把构造好的HTTP报文发送给OneNet服务器，上传时间间隔为15秒。实际系统测试，OneNet端成功接收到下位机发送来的数据并以曲线显示，如下图4所示。

  

图4 监控总界面

6.结论

参考文献：

⑱俞吾金、陈学明:《国外马克思主义哲学流派新编:西方马克思主义卷》，复旦大学出版社2002年版，第239页。

系统整体框架可行，能够满足控制要求；设备终端主要负责生理数据的采集，采集之后的数据在安卓手机上可以查看测量结果、历史数据，设置用药提醒，同时采用的ESP8266芯片除了可以作为单片机进行控制外，本身自带的无线Wifi模块可以将终端的测试数据实时上传到OneNet云平台，通过平台可以随时监控老人的健康参数，另外OneNet云平台可以与手机APP关联，得到授权的任何人通过手机都可以随时查看监控数据。整个系统将主控芯片和无线模块合二为一，成本和功耗低，实时性好，方便快捷。

[1]王佳.基于MLX90615和STM32的多点红外温度测量系统设计[J].现在电子技术,2013,36(14):146-151.

[2]魏计林,吴海洋.基于MLX90615的红外耳温计设计[J].光机电信息,2011,28(6):35-38.

[3]刘玉.基于MSP430的实时健康监测系统设计[D].山东:曲阜师范大学,2013.

[4]张政波,吴太虎.无创血压测量技术与进展[J].中国医疗器械杂志,2003,27(3):196-199.

[5]高云,周聪聪,田健,等.基于多传感器的无创血压测量系统的研究[J].传感技术学报,2015,28(5):763-767.

2.1.1 色谱条件 Agilent Zorbax Eclipse色谱柱C18（250 mm×4.6 mm，5 μm），流动相为乙腈-4%冰醋酸溶液（45∶55），体积流量1 mL/min，柱温30 ℃，进样量10 μL，检测波长430 nm。在此色谱条件下，对照品和样品中3种姜黄素类成分的分离良好，色谱图见图1。

[6]甄斌,周永进.示波法血压测量的实现与讨论[J].生物医学工程学杂志,1999,16(1):42-45.