隨著我國醫療體制改革的快速發展和資訊科技的公升級,遠端健康管理逐漸成為醫療衛生服務的發展趨勢。 物聯網(IoT)技術正在推動醫療服務體系發生重大變革,定期到社群醫院就診的傳統醫療保健模式已被遠端醫療服務模式所取代。 遠端健康資訊管理系統的開發符合現代人重視養生的消費觀念,符合我國人口老齡化的社會背景,能夠帶動資訊產業的發展,產生理想的社會效益和經濟效益,研究具有重要意義。
公司設計了基於藍芽物聯網三層架構的遠端健康管理系統,成熟的物聯網應用系統通常分為感知層、網路層和應用層三個層次。
感知層解決了物體狀態識別和資訊採集的問題,由各種感測器和感測器閘道器組成。 成為會員後,使用者可以通過租賃的形式獲得一套小型化、便捷的檢測終端,包括體溫計、血壓計、心電表、血糖儀、血氧儀等感測器模組。 這些裝置收集個人健康指標,並以藍芽通訊的形式將其傳送到智慧型手機上的“個人健康專家”軟體。
資料傳輸問題由網路層解決,網路層建立在個人手機之上。 手機選擇智慧型作業系統,開發“個人健康專家”軟體,接受各感測器模組傳送的健康指標。 同時,手機內建重力感測器,用於計算使用者每天的運動步數,估算其能耗。 並使用3G通訊將個人當天的健康指標打包傳送到公司設定的固定IP位址的特定埠。 即使使用者在出差,網路層也可以在不中斷系統服務的情況下,通過3G漫遊支援資料遠端通訊。
應用層解決智慧型計算問題,應用層建立在公司集團的雲計算中心。 通過固定IP位址接收來自全國各地使用者的每日健康指標,根據使用者的年齡、性別、病史、職業、日常運動等,使用智慧型演算法計算使用者的實時健康狀況。 當確定使用者的健康狀況惡化時,將發出警報。 網路層的個人手機會收到來自雲計算中心的報警資訊,可以引導使用者看病,幫助使用者預約,引導使用者定時鍛鍊。
一般使用者通常並不知道手機提供的健康護理解決方案來自遠端雲計算中心,而是認為手機具有出色的智慧型性,並意識到手機上的健康專家在每乙個細節上都在關心他們的健康狀況。 因此,物聯網技術推動了個人終端的智慧型化,即使個人終端的硬體配置很低,無法承擔複雜的智慧型計算,但在後台雲計算技術的支援下,可以展現出非凡的智慧型。
以安卓手機的開發為例,主介面用於監控個人運動的實時能耗,後台開啟兩個程序,程序1負責接收每個檢測感測器傳送的指標引數,程序2負責連線雲計算中心, 打包上傳個人指標引數供雲計算中心計算,並**雲計算中心分析結論。
2.1. Android開發架構分析
Android 架構分為 4 層,分別是應用層、應用框架層、系統執行時層和 Linux 核心層。
2.1.1 應用層
應用程式是用 J**a 語言編寫的程式,在虛擬機器上執行,是 Android 的最高階別部分。 谷歌在Android系統中預建了**一些核心應用,如電子郵件客戶端、簡訊程式、日曆地圖、瀏覽器、聯絡人管理程式等。
2.1.2. 應用框架層
應用框架是指谷歌發布的用於編寫核心應用的 API 框架,開發者可以使用這些框架來開發自己的應用,而不需要程式開發的難度。 常用元件有 6 個:
1)檢視:可用於構建應用程式序列,包括列表、網格、文字框、按鈕和可嵌入的Web瀏覽器。
2)內容提供者:允許應用訪問其他程式的資料,幫助應用實現資料共享。
3)通知管理器:該應用程式可以在狀態列中顯示自定義工具提示。
4)活動管理器:用於管理應用程式生命週期,並提供常用的導航退避功能。
5)視窗管理器:管理所有應用程式視窗程式。
6)Package Manager:Android系統核心的程式管理。
2.1.3. 系統執行時庫層
系統執行時是指 C C++ 庫和 Android 執行時,An-Droid 系統通過它們支援應用程式使用的各種元件。 有 8 種常見的執行時:
1)C庫:C語言標準庫,系統最低的庫,C庫是通過Linux系統呼叫的。
2)多庫(Media Framework):Android系統多庫,基於PacketVideo OpenCore,庫支援多種常見的音訊、播放和錄製格式,以及MPEG4、AAC、AMR、JPG、PNG等。
3) SGL:2D 圖形引用。
4)SSL:位於TCP IP協議和各種應用層協議之間,支援資料通訊。
5) opengles 1.0:3D效果支援。
6)SQLite:關聯式資料庫。
7) WebKit:Web 瀏覽器引擎。
8)自由型別:點陣圖和向量。
2.1.4 Linux 核心層
Android 的核心系統服務基於 Linux 2安全性、記憶體管理、程序管理、網路協議棧、驅動模型等6個核心都依賴於這個核心,Linux核心也作為軟硬體棧之間的抽象層,在應用開發中需要核心層提供的驅動支援。
1)顯示驅動程式:基於Linux的幀緩衝器驅動程式。
2)鍵盤驅動:作為輸入裝置的鍵盤驅動。
3)快閃記憶體驅動器:基於MTD的快閃記憶體驅動器。
4)攝像頭驅動:常用的基於Linux的V4L2(Video for Linux)驅動。
5)音訊驅動:基於ALSA(Advanced Linux Sound Architecture)的常用高階Linux音響系統驅動。
6)藍芽驅動:基於IEEE80215.標準無線傳輸技術。
7)WIF驅動程式:基於IEEE 80211驅動程式。
8) 電源管理:例如電池電量等。
2.2. Android系統的藍芽開發
藍芽是智慧型手機的標準功能,在這個系統中,移動應用程式通過藍芽與外界的多個感測器建立連線。
2.21 藍芽介面卡的發展
藍芽 API 開發必須呼叫藍芽介面卡類的方法,常用方法有 7 種。
1) getDefaultAdapter 0:獲取本地預設的 Blue-ToothAdapter,如果返回 null,則表示本地不支援藍芽。
2) isdiscovering0:返回裝置是否正在搜尋周圍的藍芽待機。
3) canceldiscovery0:取消搜尋遠端藍芽裝置的過程。
4) startdiscovery0:開始搜尋過程。
5) getscanmode0:獲取本地藍芽裝置位址。
6) getbondeddevices0:獲取配對的裝置。
7) isenabled0:藍芽功能是否開啟。
2.22 啟用藍芽功能
當發現藍芽功能未啟用時,可以啟用以下**:
if(! mbluetoothadapter.isenabled0)
intent enablelntent =
new intent(bluetoothadapter.action_request_enable);startactivityforresult(enableintent,reouest_enable bt);}
2.23 通訊和關機
啟用藍芽功能後,可以應用以下類和方法。
1) BluetoothDevice 類:這是對應的遠端藍芽裝置類。
createrfcommsockettoservicerecord():為裝置建立套接字通訊。
2)BluetoothSocket類,即套接字通訊的操作類Connect0:請求連線藍芽。getInputStream0:用於接收來自遠端裝置的資料流。 getOutputStream0:傳送到遠端裝置的資料流 close0():關閉藍芽連線。
3)InputStream類,即通訊過程中的流操作類read(byte),read(byte)以阻塞方式讀取輸入流,接收來自遠端裝置的資訊。
4)OutputStream類:這是通訊過程中的流操作類。write(byted):將資訊寫入輸出流併發送到遠端裝置。
資料來源:福建電腦。
原標題:基於物聯網的遠端健康管理系統設計.
作者:吳曉燕。