一种智慧社区养老服务物联网系统的制作方法

本发明属于智慧社区物联技术领域，尤其涉及一种智慧社区养老服务物联网系统。

背景技术：

根据联合国的规定，一个国家或地区年龄超过六十岁的人口数量超过了总人口的10%或者是年龄超过六十五岁的人口数量超过了7%就相当于步入了老龄社会。我国目前的老年人口数量处于逐年增加的趋势，并且预计到2020年超过六十岁的人口将达到17%，到了2025年这一数据达到19.3%，到本世纪中叶这一数据更将达到25%。在当前形势日益严峻的人口老龄化背景下养老问题日益凸显，成为我国社会发展急需解决的现实问题。

高端养老院、护理院等机构养老的优势在于设施完善、服务规范，但问题在于高端养老机构数量严重不足且收费较高，同时老年人不仅需要物质上的满足，也需要精神上的关怀，而机构养老不利于老年人与亲人、朋友的交流，老年人长期在养老机构中生活内心比较压抑。

社区养老是以老年群体的既有家庭为养老生活场所，政府为主导，社区搭建养老服务平台，以上门服务为主，托老服务为辅，协调社会的现有资源，如社会非营利组织和相关民办企业向社区内老年群体提供养老设施和服务，旨在满足老年人的物质和精神需求，是没有围墙的养老院。老年人在自己熟悉的环境里生活会有归属感。由于社区养老兼有居家养老、机构养老的优点，同时还适应我国城镇化发展趋势，为此社区养老日益成为重要的养老服务方式。

申请号为cn202010902429.5的中国发明专利申请提出一种基于大数据的智慧社区养老健康智能分析管理系统，包括信息录入模块、年龄区间信息分类模块、健康监测终端、健康指标采集模块、健康指标分析模块、gps定位模块、数据库、健康指标共性管理模块、健康系数综合分析模块和总监控平台，该发明通过对社区内的老人信息进行统计分类，并对每个老人分别佩戴健康监测终端检测各健康指标，进而对获取的各老人的不同健康指标进行智能分析报警，实现了对社区老人的智能养老管理，避免了因社区服务人员有限，无法实时对每个老人进行健康监测的问题，同时系统能够及时检测到老人的异常健康指标和遇到的意外情况，大大降低了危险事故的发生，保障了老人的生命健康。

然而，上述现有技术仅仅着重于健康监测方面，而忽略了老年人的心理需求尤其是社交需求。同时，由于信息不对称，社区养老长期存在老年人的一些精神需求难以得到有效满足的现象甚至完全忽略的情况。如何合理的采集老年人的各种状态参数实现大数据共享分析之后，形成为老年人提供社区线上线下互动的、专业化的衣、食、住、行、医疗、社交、购物、保健、康复、托管等方面的数字化服务，并且扩展老年人的社交范围，以最低的成本、最高的效率、最便捷的服务解决社区老年人养老问题，成为亟待解决的技术问题之一。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提出一种智慧社区养老服务物联网系统，包括分布于多个不同位置的第一数量的数据采集单元、对应于第一数量的数据采集单元的第二数量的边缘计算单元。每个所述数据采集单元获取预定范围内的目标人物的状态参数，第三数量的数据采集单元将采集的状态参数发送至第二边缘计算单元；第二边缘计算单元执行数据边缘计算处理，生成数据边缘计算结果；基于所述数据边缘计算结果，第二边缘计算单元发送反馈信号给所述数据采集单元，所述反馈信号使得所述数据采集单元再次探测到所述目标人物进入所述预定范围内时，给所述目标人物发送提示信号。

具体来说，本发明所述的智慧社区养老服务物联网系统分布于所述智慧社区的多个不同位置的第一数量的数据采集单元、对应于所述第一数量的数据采集单元的第二数量的边缘计算单元。

在具体实现上，每个所述数据采集单元用于获取预定范围内的目标人物的状态参数；

第三数量的数据采集单元将采集的状态参数发送至第二边缘计算单元；

所述第二边缘计算单元基于所述状态参数执行数据边缘计算处理，生成数据边缘计算结果；

基于所述数据边缘计算结果，所述第二边缘计算单元发送反馈信号给所述数据采集单元，所述反馈信号使得所述数据采集单元再次探测到所述目标人物进入所述预定范围内时，给所述目标人物发送提示信号；

并且，所述第一数量大于所述第二数量，所述第三数量小于所述第一数量与所述第二数量的比值。

在实施本发明时，通过组合传感器获取所述目标人物的所述状态参数；所述组合传感器包括移动终端、可穿戴设备之一或者其组合。

作为进一步的改进，每个所述数据采集单元包括第一接近传感器；每个所述组合传感器包括第二接近传感器；

当所述第一接近传感器和所述第二接近传感器成功配对时，所述第一接近传感器对应的所述数据采集单元获取所述第二接近传感器对应的所述组合传感器发送的所述目标人物的状态参数。

本发明的技术方案能够利用局部物联通信技术，实现社区养老时间和空间属性分析后提供社交建议。

所述状态参数包括时间属性和空间属性；

所述时间属性表征所述状态参数的产生时间段，所述空间属性表征所述状态参数的产生路径。

作为进一步的改进，所述状态参数还可以包括个人兴趣参数等，从而为后续的提示信号扩展提供更多社交因素，即利用局部物联通信技术，实现社区养老时间和空间属性分析后提供社交建议。

进一步的，在本发明的上述技术方案中，所述第一数量的数据采集单元固定配置于所述智慧社区的多个活动范围或者活动路径附近，而所述第二数量的边缘计算单元的数量和位置可基于所述目标人物的状态参数的产生周期、产生范围、时间属性、空间属性、边缘计算的结果等因素，进行动态调整。

本发明采用边缘计算技术，避免数据与云端交互从而产生延迟通信，并且降低了数据通信成本；基于局部物联网技术进行数据通信，不依赖于网络通信，更好适用于社区区域范围内的养老服务；边缘计算单元的数量和位置可基于实际情况进行调整，充分利用每个边缘计算单元的算力，节约成本。

本发明的进一步优点将结合说明书附图在具体实施例部分进一步详细体现。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一个实施例的一种智慧社区养老服务物联网系统的功能模块之间的数据通信示意图

图2是图1所述智慧社区养老服务物联网系统的空间布局示意图

图3是图1所述智慧社区养老服务物联网系统的动态调整后的空间布局示意图

图4是图1所述系统中获取目标人物的状态参数的连接示意图

图5是图1所述系统产生反馈建议的第一实施例的流程示意图

图6是图1所述系统产生反馈建议的第二实施例的流程示意图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对发明做出进一步的描述。

参照图1，是本发明一个实施例的一种智慧社区养老服务物联网系统的功能模块之间的数据通信示意图。

在图1的实施例中，所述智慧社区养老服务物联网系统涉及的因素包括目标人物、数据采集单元、边缘计算单元；此外，虽然图1未示出，但是所述目标人物可配置组合传感器，所述组合传感器用于获取所述目标人物的至少一种状态参数。

作为示例，所述组合传感器可以是移动终端，例如手机；

作为优选的示例，所述组合传感器可以是可穿戴式设备，例如运动手表、可穿戴服装、可穿戴运动眼镜等。

在图1的实施例中，涉及智慧社区养老服务物联网系统的功能模块之间的数据通信信号包括：

通过目标人物发送至所述数据采集单元的由所述组合传感器监测得到的状态参数；

每个数据采集单元汇总多个不同目标人物发送的多个状态参数；

多个数据采集单元将汇总的多个状态参数发送对应的同一个边缘计算单元；

每个边缘计算单元基于与其对应的多个数据采集单元发送的多个状态参数执行边缘计算处理，生成边缘计算处理结果；

每个边缘计算单元基于所述边缘计算处理结果生成反馈信号发送至与其对应的多个数据采集单元；

所述反馈信号使得所述数据采集单元会生成提示信号，在下次所述数据采集单元与所述目标人物进行数据交互时，将所述提示信号发送至目标人物。

需要注意的是，图1的实施例仅示出了上述实施例中的一组情形，即图1包含三个目标人物，2个数据采集单元以及一个边缘计算单元，该三个目标人物发送数据给所述2个数据采集单元，该2个数据采集单元与该一个边缘计算单元对应，即该一个边缘计算单元只接受该2个数据采集单元发送的数据，该2个数据采集单元在满足预定条件时，可以获取在不同的情形下，获得至少三个目标人物的状态参数。

作为更一般的例子，所述系统可包括分布于所述智慧社区的多个不同位置的m个数据采集单元、对应于所述m个数据采集单元的n个边缘计算单元；

其中，m>n>1。

在此种例子中，每个边缘计算单元至少对应k个数据采集单元，k=m/n，当k不为整数时，可向下取整；作为优选，k>2。

在图1的基础上，参见图2。图2示出了图1所述智慧社区养老服务物联网系统的空间布局示意图。

在图2中，所述目标人物为活动于所述智慧社区的养老人员。

目标人物可沿着所述智慧社区的多个不同路径活动，在所述多个不同路径的预定范围内，分布有多个数据采集单元；

同时，所述目标人物配置可穿戴式设备、运动手表、可穿戴服装、可穿戴运动眼镜等，用于实时获取所述目标人物的多种状态参数，包括生理状态参数、运动状态参数之一或者其组合。

作为示例，所述生理状态参数可包括心率、血压、血氧饱和度等，这些参数可以通过配置生理参数传感器的可穿戴设备获取；

作为示例，所述运动状态参数可包括步行速度、步数、步行轨迹等；

获取所述目标人物的多种状态参数的同时，还可以获取所述状态参数的产生时间、产生地点执行归集后，生成状态参数的空间轨迹和时间趋势。

在图2的实施例中，在所述智慧社区的多个不同目标区域内，还分布有多个边缘计算单元。

尤其需要指出的是，所述边缘计算单元的数量显著小于所述数据采集单元的数量，例如，所述边缘计算单元的数量小于所述数据采集单元的数量的一半以下，即（边缘计算单元的数量/数据采集单元的数量）小于2，优选的，（边缘计算单元的数量/数据采集单元的数量）小于5。

在这里，简单介绍本发明的各个实施例使用到的边缘计算单元或者说边缘计算设备的概念和原理。

边缘计算着重要解决的问题，是传统云计算（或者说是中央计算）模式下存在的高延迟、网络不稳定和低带宽问题。由于资源条件的限制，云计算服务不可避免受到高延迟、和网络不稳定带来的影响，但是通过将部分或者全部处理程序迁移至靠近用户或数据收集点，边缘计算能够大大减少在云中心模式站点下给应用程序所带来的影响，使得数据交互不必完全存在于云端，甚至可以脱离云端。

边缘设备一个比较普遍的特点是用途专业化固定化，功能比较单一，虽然可以扩展功能，但不会像云一样普适各种场景用途。而且边缘场景往往以单机为主，即使小集群强调的也不是混合调度资源池的特性。在受限固定功能和场景下，边缘设备需要各种具体软硬件调优，来最好适配需求，所谓的单节点性能极致优化。比起基于云的应用，边缘计算具有低时延的特点，非常适合需要现场实时解决问题的场景。

本发明的技术问题局限于智慧社区的范围内，所以不必要假设广泛的与云连接的物联网，因此，本发明的所述物联网可以理解为智慧社区范围内的局部物联。但是，为了确保数据处理的及时性和准确性，又创造性的引入了边缘计算处理技术，使得在存在大量目标人物的状态参数传输和处理时，不会产生延迟；同时，局部物联网的数据传输过程中，不必要使用互联网意义上的通信网络，而只需要采用近场接近通信技术即可。

具体的，可参见图4。

每个所述数据采集单元包括第一接近传感器；

每个所述组合传感器包括第二接近传感器；

当所述第一接近传感器和所述第二接近传感器成功配对时，所述第一接近传感器对应的所述数据采集单元获取所述第二接近传感器对应的所述组合传感器发送的所述目标人物的状态参数。

需要注意的是，在本发明的上述实施例中，所述接近传感器可基于本地接近检测技术，例如地磁接近检测、蓝牙接近检测、红外接近检测等各种本地接近技术，这列本地接近检测技术无需网络支持，使得数据传输不依赖于网络，避免了数据传输成本。同时，这也同时考虑到本发明的智慧社区的本地局域场景的具体结合改进，是本发明为解决其技术问题的具体改进手段之一。

作为进一步的说明，所述第二边缘计算单元为所述第二数量的边缘计算单元之一；

第三数量的数据采集单元将采集的状态参数发送至同一个第二边缘计算单元；

并且，不同的边缘计算单元与不同的数据采集单元对应，不同的边缘计算单元获取不同的数据采集单元发送的状态参数。

如前所述，所述边缘计算单元的数量显著小于所述数据采集单元的数量。在图2的布局示意图中，存在三个边缘计算单元和9个数据采集单元。

需要注意的是，所述数据采集单元在所述智慧社区范围内是固定配置的，优选的，所述数据采集单元可沿着所述智慧社区范围的多条不同活动路径或者获取区域分散性布置；

然而，所述边缘计算单元本身可移动配置。

在图2的布局图中，在当前的情况下，左边的边缘计算单元与三个数据采集单元通信；下部的边缘计算单元与2个数据采集单元通信；右上角的边缘计算单元与三个数据采集单元通信（图2还包括左下角的数据采集单元，可与其他未示出的边缘计算单元通信）。

在图2基础上，可参见图3。在系统运行监测过程中，可以根据数据产生通信情况，调整所述边缘计算单元的位置和数量。

例如，在图3中，原本左边的边缘计算单元与三个数据采集单元通信，该左边的边缘计算单元调整位置后位于上中部，可同时与四个数据采集单元通信；

原本右上角的边缘计算单元与三个数据采集单元通信；该右上角的边缘计算单元调整位置后位于右边中部，可同时与三个边缘计算单元通信（包括图2中左下角的数据采集单元，其原本与未示出的边缘计算单元通信）。

由于在本实施例中，边缘计算不必与云端通信，可以在本地自主完成计算，因此，上述配置进一步利用了边缘计算的特点，并且可以充分利用每个边缘计算单元的算力，节约成本。

基于图1-图4的基础，所述第二边缘计算单元基于所述状态参数执行数据边缘计算处理，生成数据边缘计算结果；基于所述数据边缘计算结果，所述第二边缘计算单元发送反馈信号给所述数据采集单元，所述反馈信号使得所述数据采集单元再次探测到所述目标人物进入所述预定范围内时，给所述目标人物发送提示信号。

更具体的，可参见图5-图6的所述实施例描述。

作为基础，所述状态参数包括时间属性和空间属性；所述时间属性表征所述状态参数的产生时间段，所述空间属性表征所述状态参数的产生路径；

所述第二边缘计算单元基于所述状态参数执行数据边缘计算处理，生成数据边缘计算结果，具体包括：

每个边缘计算单元获取与其对应的多个数据采集单元发送的状态参数，并将所述状态参数与所述数据采集单元的编码识别号关联存储；

所述边缘计算单元统计所有状态参数中相同属性的出现次数，并将所述编码识别号按照所述出现次数的大小排序。

在图5中，基于所述数据边缘计算结果，所述第二边缘计算单元发送反馈信号给所述数据采集单元，具体包括：若多个目标人物的状态参数的相同时间属性的出现次数大于第一阈值，则发送所述反馈信号给所述数据采集单元。

在图6中，基于所述数据边缘计算结果，所述第二边缘计算单元发送反馈信号给所述数据采集单元，具体包括：若多个目标人物的状态参数的相同空间属性的出现次数大于第二阈值，则发送所述反馈信号给所述数据采集单元。

作为示例，所述提示信号提示所述目标人物在当前的时间段或者时间段附近进入所述预定范围的养老人员的状态参数；所述反馈信号使得所述数据采集单元再次探测到所述目标人物进入所述预定范围内时，给所述目标人物发送提示信号。

基于本发明的基础，可以进一步扩展所述状态参数的获取范围，例如将所述状态参数的获取范围从生理状态参数、运动状态参数进一步扩展为个人兴趣参数等，从而为后续的提示信号扩展提供更多社交因素，即利用局部物联通信技术，实现社区养老时间和空间属性分析后提供社交建议。

进一步的，还可以采集老年人信息，深度分析老年人需求，选择养老服务提供者上门服务，然后记录服务的全过程，监督服务的质量，汇集服务的反馈意见，形成为老年人提供社区线上线下互动的、专业化的衣、食、住、行、医疗、社交、购物、保健、康复、托管等方面的数字化服务。智慧社区养老服务体系是全方位、全天候、立体式的养老服务体系，使社区内老年人生活处于全程服务状态。

例如，可以提示当前用户，在当前的时间段或者时间段附近进入所述预定范围的其他养老人员的状态参数、个人兴趣参数等，可以使得当前用户示意性的调整自己的活动路径和/或活动时间，以便扩展相同的社交圈，认识更多相同需求的其他养老人员等，对此，本发明对此不作具体展开。

作为一个概括，所述目标人物接收到所述提示信号后，改变所述状态参数的时间属性和/或空间属性。

本发明的技术方案，相对于现有技术，至少具备如下优点：

（1）采用边缘计算技术，避免数据与云端交互从而产生延迟通信，并且降低了数据通信成本；

（2）基于局部物联网技术进行数据通信，不依赖于网络通信，更好适用于社区区域范围内的养老服务；

（3）可将所述状态参数的获取范围从生理状态参数、运动状态参数进一步扩展为个人兴趣参数等，从而为后续的提示信号扩展提供更多社交因素，即利用局部物联通信技术，实现社区养老时间和空间属性分析后提供社交建议；

（4）边缘计算单元的数量和位置可基于实际情况进行调整，充分利用每个边缘计算单元的算力，节约成本。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。