基于物聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)分析研究 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)

基于物聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)摘要：近年來全球經(jīng)濟(jì)持續(xù)不斷地增長(zhǎng)，現(xiàn)代人民生活節(jié)奏逐漸加快，許多健康問題也隨之產(chǎn)生，大部分慢性病和突發(fā)疾病得不到及時(shí)的治療，危害著人們的身體健康。因此，人們對(duì)醫(yī)療保健普適性的需求正急劇提高，合理的利用醫(yī)療衛(wèi)生資源成為現(xiàn)下醫(yī)學(xué)界萬眾矚目的問題。利用目前發(fā)達(dá)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)一個(gè)遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)服務(wù)系統(tǒng)，使病患和一些身體每況愈下的亞健康人群可以及時(shí)的收到系統(tǒng)所傳遞到的警示，并作出反饋，有利于降低疾病所帶來的危害，提升人們的生活品質(zhì)和生命健康。關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)；SOA系統(tǒng)框架DesignandImplementationofRemoteHealthMonitoringSystemBasedonInternetofThingsAbstract:Inrecentyears,theglobaleconomyhascontinuedtogrow,thepaceofmodernpeople'slifehasgraduallyaccelerated,andmanyhealthproblemshavefollowed.Mostchronicdiseasesandsuddenillnessesarenottreatedintime,whichisharmfultopeople'shealth.Therefore,people'sdemandforuniversalhealthcareisrapidlyincreasing,andtherationaluseofmedicalandhealthresourceshasbecomeamatterofgreatconcerninthemedicalcommunity.DesignandimplementaremotehealthmonitoringservicesystemusingthecurrentdevelopedInternetofThingstechnology,sothatpatientsandsomesub-healthypeoplewithdeterioratingphysicalconditioncanreceivetimelywarningsfromthesystemandprovidefeedbacktohelpreducethedisease.Theharmthatcomesistoimprovepeople'squalityoflifeandhealth.Keywords:InternetofThings；Healthmonitoringsystem；SOAsystemframework目錄第1章緒論 31.1課題的研究背景及意義 31.2國內(nèi)外應(yīng)用和研究現(xiàn)狀 31.3本論文章節(jié)安排 3第2章遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的需求分析和總體設(shè)計(jì) 42.1遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)框架概述 42.2遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的需求分析 42.3系統(tǒng)的功能性需求 42.3.1數(shù)據(jù)采集部分 52.3.2中心服務(wù)器部分 52.3.3移動(dòng)客戶端 52.4系統(tǒng)的非功能性需求 52.4.1易用性 52.4.2可拓展性 52.5遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 5第3章遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的中心服務(wù)器設(shè)計(jì) 53.1數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 53.2數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì) 63.3服務(wù)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 63.4服務(wù)器設(shè)計(jì) 6第4章遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)與功能實(shí)現(xiàn) 74.1功能子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 74.1.1咨詢就診導(dǎo)引服務(wù)系統(tǒng) 74.1.2信息匯集分析服務(wù)系統(tǒng) 74.1.3資源搜尋異構(gòu)物聯(lián)系統(tǒng) 84.1.4家庭健康監(jiān)護(hù)終端系統(tǒng) 84.1.5健康監(jiān)護(hù)人體局域網(wǎng)系統(tǒng) 84.1.6健康監(jiān)護(hù)數(shù)據(jù)分析服務(wù)系統(tǒng) 84.2系統(tǒng)互聯(lián)關(guān)鍵技術(shù)解決方案 84.2.1平臺(tái)異構(gòu)互聯(lián)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 94.2.2終端系統(tǒng)互聯(lián)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 94.2.3系統(tǒng)異構(gòu)的互聯(lián)應(yīng)用流程 94.3系統(tǒng)的實(shí)施 104.3.1平臺(tái)系統(tǒng)服務(wù)功能分析 104.3.2終端系統(tǒng)應(yīng)用功能分析 104.3.3系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)功能整合 10第5章課題總結(jié)及展望 115.1課題總結(jié) 115.2展望 11致謝 12參考文獻(xiàn) 12緒論1.1課題的研究背景及意義由于現(xiàn)在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅猛，生活質(zhì)量不斷提高，各行業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)激烈，人們通常會(huì)忽視自己的身體健康導(dǎo)致疾病突發(fā)而得不到及時(shí)的救治。因此，近年來，健康問題被社會(huì)各界廣泛重視，人民的醫(yī)療健康意識(shí)不斷增強(qiáng)。在傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)模式的觀念里，醫(yī)院是治療的中心，而現(xiàn)在新時(shí)代環(huán)境下，醫(yī)學(xué)開始以病人、家庭為中心，更加注重預(yù)防疾病和保衛(wèi)身體健康。世界各國都在不懈努力地研發(fā)一種新的醫(yī)療健康模式，可以給予患者高質(zhì)量，方便可靠且花費(fèi)低廉的遠(yuǎn)程醫(yī)療健康服務(wù)。1.2國內(nèi)外應(yīng)用和研究現(xiàn)狀早在19世界70年代，外國醫(yī)學(xué)界就開始試圖開發(fā)出一種全新的健康服務(wù)系統(tǒng)，提供合理的醫(yī)療資源，高醫(yī)療質(zhì)量服務(wù)，且對(duì)患者方便使用并花銷低廉的健康服務(wù)，有人便提出了基于家庭的健康監(jiān)護(hù)理念，一石激起千層浪，這一理念引發(fā)了業(yè)界的一場(chǎng)醫(yī)療革命。人們通過使用規(guī)范的通訊設(shè)備和接口協(xié)議結(jié)合住宅內(nèi)部的自動(dòng)化傳感設(shè)備，構(gòu)建了基于家庭的健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，使得病患不用再舟車勞頓前往醫(yī)院進(jìn)行治療，讓身患慢性病和突發(fā)疾病的患者可以獲得健康監(jiān)護(hù)保障。隨著科技的不斷發(fā)展和遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)的風(fēng)靡，國內(nèi)外健康監(jiān)護(hù)服務(wù)的概念顯現(xiàn)了新的發(fā)展趨勢(shì)，融入了遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)的新理念。國內(nèi)外對(duì)遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的研究有以下幾個(gè)方面：對(duì)遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)接受程度的調(diào)差：與傳統(tǒng)的以醫(yī)院為中心的健康服務(wù)系統(tǒng)大相徑庭，基于家庭的遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的開發(fā)過程中不斷地結(jié)合了物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)，據(jù)相關(guān)部門研究表明，多數(shù)群體相信可以通過遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)健康漏洞，對(duì)遠(yuǎn)程醫(yī)療健康服務(wù)表示認(rèn)可。對(duì)遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)依賴技術(shù)的研究：目前來看，遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)依賴于現(xiàn)金傳感技術(shù)，物聯(lián)通訊技術(shù)和嵌入式計(jì)算機(jī)技術(shù)，使得系統(tǒng)更加智能并可檢測(cè)出身體突發(fā)和緩慢的改變，并及時(shí)反饋預(yù)防，而長(zhǎng)期目標(biāo)是遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)所有功能在家庭內(nèi)全面集成，比如：構(gòu)造以社區(qū)為核心的遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)。對(duì)遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的價(jià)值分析：基于家庭的遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)是一個(gè)繁雜的分布式應(yīng)用系統(tǒng)，要求醫(yī)院，社會(huì)政府，系統(tǒng)組裝工廠和病患在各方面的大量投資，其價(jià)值在于根治持續(xù)增大的醫(yī)療費(fèi)用問題和為廣大群眾，無論種族，地域的人群提供得到平等的醫(yī)療健康資源。從國內(nèi)外研究現(xiàn)狀來看，遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)已成為醫(yī)學(xué)界樹林中的一棵參天大樹，行業(yè)開始進(jìn)入市場(chǎng)需求增長(zhǎng)階段。但是系統(tǒng)的技術(shù)支持仍有許多漏洞需要修復(fù)，比如網(wǎng)絡(luò)通信，物聯(lián)傳感，挖掘數(shù)據(jù)等。1.3本論文章節(jié)安排本文共分為五個(gè)章節(jié)緒論：介紹了論文的研究背景。針對(duì)遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的市場(chǎng)需要突顯研究的可行性，從國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及成果方面分析論述，說明了遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)研究意義。遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的需求分析和總體設(shè)計(jì)：在遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)市場(chǎng)需求分析后，開發(fā)基于物聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)技術(shù)設(shè)計(jì)，包含：健康監(jiān)護(hù)終端應(yīng)用人體局域網(wǎng)物聯(lián)系統(tǒng)和健康監(jiān)護(hù)服務(wù)廣域物聯(lián)系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)、健康監(jiān)護(hù)服務(wù)物聯(lián)系統(tǒng)集成方案，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的SOA整體框架設(shè)計(jì)。遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的中心服務(wù)器設(shè)計(jì)：對(duì)系統(tǒng)所用的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行了精心設(shè)計(jì)。需要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)將全被引導(dǎo)存放在數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)了不同的方式來進(jìn)行數(shù)據(jù)的區(qū)分和儲(chǔ)存。遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)與功能實(shí)現(xiàn)：分析并介紹了遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)挖掘和系統(tǒng)SOA集成方案。課題總結(jié)及展望：本論文設(shè)計(jì)的總結(jié)論述，并對(duì)遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)未來發(fā)展方向提供了企望和意見。遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的需求分析和總體設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)的研究有以下四個(gè)過程：需求分析、程序設(shè)計(jì)、程序?qū)崿F(xiàn)和程序測(cè)試。研發(fā)者在設(shè)計(jì)前均會(huì)對(duì)開發(fā)需要進(jìn)行總統(tǒng)的規(guī)劃，進(jìn)而研發(fā)具有相應(yīng)功能的系統(tǒng)軟件，只有足夠了解開發(fā)需要才能精確的設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)，進(jìn)而有規(guī)律高效的研發(fā)。2.1遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)框架概述隨著科技飛速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷成熟，智能醫(yī)療以其廣闊的發(fā)展?jié)摿M(jìn)入公眾的視野中。智能醫(yī)療雖然先進(jìn)，但其并不是徹底擯棄傳統(tǒng)的醫(yī)療模式，恰恰相反，智能醫(yī)療只是在目前已有的醫(yī)療設(shè)施中添加互聯(lián)網(wǎng)共聯(lián)的功能，達(dá)成在線醫(yī)療，遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)等實(shí)用功能。智能醫(yī)療是以網(wǎng)頁或APP作為頂層，網(wǎng)絡(luò)通信作為中間數(shù)據(jù)儲(chǔ)存?zhèn)鬏攲?，硬件做底層支持的系統(tǒng)構(gòu)架。遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)就是通過硬件設(shè)施上的傳感器實(shí)時(shí)收集人體的各項(xiàng)生命體征，利用物聯(lián)網(wǎng)形成通信，使用智能終端隨時(shí)隨地的進(jìn)行人體健康監(jiān)護(hù)。2.2遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的需求分析由于時(shí)代的飛速發(fā)展，許多人為了完成工作不得不始終處于一個(gè)緊繃的狀態(tài)，大城市里的人們一天幾乎都是在忙碌中度過的。對(duì)于在外漂泊打工的人們來說，他們的主要目的是賺取更多的錢，讓自己和家人的生活品質(zhì)得到顯著提高，所以他們?cè)诠ぷ鲿r(shí)經(jīng)常十分拼命，與此同時(shí)其家中老小通常也得不到無微不至的關(guān)心和監(jiān)護(hù)，這樣導(dǎo)致了許多人的健康問題受到嚴(yán)重威脅。遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)就此應(yīng)運(yùn)而生，其受益面廣大，讓老人、孩子、強(qiáng)度工作者和慢性病患者受益匪淺。監(jiān)護(hù)系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)收集用戶的各項(xiàng)信息，同時(shí)給出反饋，達(dá)成使用戶及時(shí)得到醫(yī)療健康資源的救治。設(shè)計(jì)還額外提供了用戶的歷史數(shù)據(jù)匯總，可以方便地查看用戶的健康狀況。2.3系統(tǒng)的功能性需求每個(gè)系統(tǒng)的基本出發(fā)點(diǎn)都是要求可以完成最基本的功能，在進(jìn)行對(duì)系統(tǒng)的需求精細(xì)分析之后，本文提出了系統(tǒng)的功能性需求，并區(qū)分為以下三個(gè)方面：數(shù)據(jù)采集部分、中心服務(wù)器部分和移動(dòng)客戶端部分。2.3.1數(shù)據(jù)采集部分?jǐn)?shù)據(jù)采集功能主要由監(jiān)護(hù)設(shè)備完成，利用XML技術(shù)完成遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)信息的數(shù)據(jù)采集、分析對(duì)比和診療建議，幫助醫(yī)療人員在全面的服務(wù)界面下，收集遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)服務(wù)所需要的信息。系統(tǒng)使用XML形勢(shì)儲(chǔ)存進(jìn)Exsit原生SML數(shù)據(jù)庫，醫(yī)療人員能方便快捷的使用W3CXML查詢規(guī)范。系統(tǒng)可以在廣域網(wǎng)情景下完成數(shù)據(jù)采集和分析，滿足了遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)的需求。2.3.2中心服務(wù)器部分系統(tǒng)里被稱為核心的主要組成部分就是中心服務(wù)器。其作用是收集監(jiān)護(hù)設(shè)施采接到的各項(xiàng)生命體征數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)用規(guī)范方法進(jìn)行分析，然后轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)格式儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)庫中。為了精確處理問題和儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，必須采用合理的框架模式。2.3.3移動(dòng)客戶端移動(dòng)客戶端，顧名思義，即用戶所使用的可移動(dòng)遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)設(shè)備。移動(dòng)客戶端直接連接了用戶，實(shí)時(shí)追蹤用戶的健康安全狀況。移動(dòng)客戶端中裝有體域網(wǎng)（BAN），又依賴于用戶人體的各種傳感器構(gòu)筑的網(wǎng)絡(luò)，在遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)中，BAN可以便捷及時(shí)的采集健康監(jiān)護(hù)信息，及時(shí)發(fā)現(xiàn)用戶的健康問題，達(dá)到及時(shí)治療救助的目的。2.4系統(tǒng)的非功能性需求遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)不僅需要滿足功能性需要，同時(shí)也應(yīng)滿足非功能性需要。2.4.1易用性通俗易懂，即指系統(tǒng)使用的難易程度。雖然現(xiàn)在社會(huì)發(fā)展迅猛，但仍有許多老年人尚未觸及新興科技產(chǎn)品，所以遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的使用難度不應(yīng)高屋建瓴，宜采用操作簡(jiǎn)單，方便上手的模式。2.4.2可拓展性目前物聯(lián)網(wǎng)正光速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)的融合密不可分，隨著經(jīng)濟(jì)和科技的持續(xù)發(fā)展，系統(tǒng)的可拓展性顯得至關(guān)重要。想要緊跟時(shí)代的步伐，就必須加強(qiáng)系統(tǒng)的可拓展性。所以在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，需考慮到可拓展性，使其在之后的升級(jí)過程中穩(wěn)定可靠。2.5遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)模型包括M2M。其包含了所有在機(jī)器、系統(tǒng)和人之間構(gòu)建通信連接的技術(shù)和處理方案。遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)就是M2M基于醫(yī)學(xué)行業(yè)的極具特色的解決方案，不僅繼承著健康生活家居的思路，融合了現(xiàn)下醫(yī)院醫(yī)學(xué)診療技術(shù)，通過它在病患處獲取重要的健康數(shù)據(jù)，并及時(shí)反饋給遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)平臺(tái)，完成系統(tǒng)對(duì)用戶健康的監(jiān)護(hù)、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集和反饋和遠(yuǎn)程診療等需要。用戶可以時(shí)時(shí)刻刻利用醫(yī)療資源完成對(duì)自身健康安全的監(jiān)護(hù)。遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的中心服務(wù)器設(shè)計(jì)3.1數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由于遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的廣域網(wǎng)節(jié)點(diǎn)使用研發(fā)和數(shù)據(jù)尚未統(tǒng)一規(guī)范，所以其信息服務(wù)一體，數(shù)據(jù)庫構(gòu)架差異巨大。為使各個(gè)廣域網(wǎng)節(jié)點(diǎn)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸?shù)轿锫?lián)系統(tǒng)中心平臺(tái)，建立了數(shù)據(jù)采集層，其可以通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)遠(yuǎn)程節(jié)店業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫的改變，采用已定的規(guī)劃和方案提出對(duì)應(yīng)的有關(guān)信息，發(fā)送至本地連接的消息中間件中，由消息中間件自動(dòng)進(jìn)行路由傳輸。3.2數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫就是將一直儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)中、可以分享、組織劃分的數(shù)據(jù)集合起來。數(shù)據(jù)庫中大致類似的數(shù)據(jù)會(huì)依據(jù)一樣的方法儲(chǔ)存在一起，所以其容錯(cuò)率高，而且可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分享，而數(shù)據(jù)與應(yīng)用程序之間彼此獨(dú)立。使用裝配在物聯(lián)系統(tǒng)中心的數(shù)據(jù)庫適配器和消息中間件，完成將遠(yuǎn)程各個(gè)廣域網(wǎng)節(jié)點(diǎn)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)提出到遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)中心平臺(tái)，并依據(jù)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)將數(shù)據(jù)進(jìn)行集成后，啟動(dòng)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存。具體設(shè)計(jì)如下：（1）登記在冊(cè)的用戶身份和健康檔案數(shù)據(jù)；（2）既定范圍內(nèi)用戶家庭情況的健康數(shù)據(jù)和分析；（3）遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)反饋的的歷史和最新數(shù)據(jù)；（4）遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)給出的醫(yī)衛(wèi)數(shù)據(jù)分析；（5）另外的公共衛(wèi)生信息系統(tǒng)給出的的醫(yī)衛(wèi)資源統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)；（6）遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的全部詳盡數(shù)據(jù)和匯總數(shù)據(jù)。3.3服務(wù)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基于物聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的病患通過UMS系統(tǒng)登錄，大大地提升了系統(tǒng)的工作效應(yīng)，并且可以在UMS服務(wù)器中實(shí)現(xiàn)各種功能，例如能把病患信息儲(chǔ)存到平臺(tái)數(shù)據(jù)庫。應(yīng)用能夠劃分為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、業(yè)務(wù)流程和數(shù)據(jù)顯示。在完成數(shù)據(jù)收集、處理、傳導(dǎo)以及服務(wù)和應(yīng)用的過程后裝成功能單元，進(jìn)而給出相應(yīng)的業(yè)務(wù)流程編輯?；谖锫?lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)的SOA系統(tǒng)支持層是一個(gè)操作運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)平臺(tái)。如下圖：圖1.廣域物聯(lián)SOA系統(tǒng)模型3.4服務(wù)器設(shè)計(jì)服務(wù)器在系統(tǒng)的中間層擔(dān)任著不能或缺的作用，它一邊連接著硬件設(shè)施，一邊和軟件客戶端完成通訊。在服務(wù)器頁面完成管理員的作用，再經(jīng)過網(wǎng)頁把數(shù)據(jù)分析傳輸給病患。網(wǎng)頁端只允許管理員登錄。管理員可以找到所有已添加的設(shè)施信息。遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)與功能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)由中心、終端、BAN傳感器三部分連接構(gòu)成，系統(tǒng)的組成十分繁冗。在設(shè)計(jì)過程中，加入了基于物聯(lián)網(wǎng)層次式體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理念?；诖死砟睿驹O(shè)計(jì)將遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)分成以下四個(gè)部分：通用核心層、基本應(yīng)用層、業(yè)務(wù)管理層和擴(kuò)展應(yīng)用層，如圖所示。圖2.層次式物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)（1）通用核心層可以完成系統(tǒng)對(duì)遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)的具體操控，通用核心層是一個(gè)基層，后面其它三層的運(yùn)作都是在此基層上漸漸加入一些功能實(shí)現(xiàn)的。（2）基本應(yīng)用層的最主要功能是遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)收集，它是遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的信息管控中心，和通用核心層合作一起實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)的基本運(yùn)作。（3）對(duì)基本應(yīng)用層進(jìn)行更深的擴(kuò)展后得到業(yè)務(wù)管理層，其主要功能是完成遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)管理。（4）擴(kuò)展應(yīng)用層的主要功能是對(duì)健康檢測(cè)和醫(yī)衛(wèi)診療提供數(shù)據(jù)資源和信息供給，對(duì)被監(jiān)測(cè)病患健康情況隨時(shí)隨地的追蹤檢查。4.1功能子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)選用了被世界廣泛認(rèn)可方便使用的信息集成體系架構(gòu)SOA系統(tǒng)。在分析所有服務(wù)子系統(tǒng)功能目標(biāo)之后，啟動(dòng)服務(wù)建模，完成已定服務(wù)的規(guī)范設(shè)計(jì)。其中業(yè)務(wù)管理層功能子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)至關(guān)重要，在設(shè)計(jì)時(shí)，本文應(yīng)用M2M物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，降低了系統(tǒng)構(gòu)建維護(hù)投入，提高了系統(tǒng)的各項(xiàng)性能。4.1.1咨詢就診導(dǎo)引服務(wù)系統(tǒng)咨詢就診導(dǎo)引系統(tǒng)的主要功能是以UMS形式供給醫(yī)療健康信息咨詢、預(yù)約掛號(hào)、就診導(dǎo)引服務(wù)。系統(tǒng)允許進(jìn)行用戶管理和登錄:使用SSO技術(shù)達(dá)成對(duì)單一用戶的認(rèn)證。系統(tǒng)設(shè)計(jì)了先進(jìn)的醫(yī)療服務(wù)模式,比如預(yù)約掛號(hào)、就診導(dǎo)引等全方位的系列功能服務(wù)。病患使用UMS登錄系統(tǒng),選用最適宜的醫(yī)療衛(wèi)生門診服務(wù)流程。系統(tǒng)可以大大降低用戶就診過程中的時(shí)間浪費(fèi)，讓用戶就診治療的流程更加快捷便利。醫(yī)療健康信息咨詢、預(yù)約掛號(hào)、就診導(dǎo)引服務(wù)系統(tǒng)符合HL7國際標(biāo)準(zhǔn),基于跨平臺(tái)的UMS技術(shù)設(shè)計(jì)和開發(fā),便于系統(tǒng)運(yùn)行于復(fù)雜的醫(yī)療保健機(jī)構(gòu)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境。采用UMS框架組裝整個(gè)系統(tǒng)。組件和應(yīng)用框架技術(shù)規(guī)范系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和開發(fā)方法。結(jié)合智能終端方式實(shí)現(xiàn)客戶端功能，滿足多元化的遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)服務(wù)。4.1.2信息匯集分析服務(wù)系統(tǒng)信息匯集分析服務(wù)系統(tǒng)的主要功能是對(duì)用戶進(jìn)行遠(yuǎn)程會(huì)診:應(yīng)用XML技術(shù)完成遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)信息的集成儲(chǔ)存和診療分析，幫助醫(yī)護(hù)人員在智能化的服務(wù)界面下，得到遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)服務(wù)中用戶所需的治療數(shù)據(jù)。系統(tǒng)采用多層體系架構(gòu),應(yīng)用XML格式儲(chǔ)存在Exsit原生XML數(shù)據(jù)庫,讓醫(yī)療使用者能夠快速查詢規(guī)范，并對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行全方位的搜查。系統(tǒng)可以在廣域網(wǎng)環(huán)境下完成數(shù)據(jù)集合和診療分析，滿足了遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)服務(wù)的需求。4.1.3資源搜尋異構(gòu)物聯(lián)系統(tǒng)資源搜尋異構(gòu)物聯(lián)系統(tǒng)的主要功能是將信息進(jìn)行聚合。以異構(gòu)數(shù)據(jù)庫物聯(lián)交換技術(shù)將用戶健康監(jiān)護(hù)、醫(yī)療衛(wèi)生資源搜尋、信息交換處理集成于一體，把數(shù)據(jù)匯總到一起以供分析，進(jìn)而反饋給醫(yī)護(hù)人員，亦或遵循醫(yī)囑導(dǎo)入系統(tǒng)。醫(yī)護(hù)人員和用戶可以在參考病患完整精確的病史后進(jìn)行針對(duì)問題的治療。系統(tǒng)采用面向?qū)ο蟮闹虚g件技術(shù)和XML語言,以消息傳遞方式完成不同模塊之間的互連,減少了異構(gòu)數(shù)據(jù)庫物聯(lián)交換接口的繁冗度。物聯(lián)系統(tǒng)中心服務(wù)器作為遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)服務(wù)系統(tǒng)中心節(jié)點(diǎn)，與多個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)互連，可以極大程度的降低多個(gè)系統(tǒng)互連的接口數(shù)量，減少醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)信息系統(tǒng)互連成本。4.1.4家庭健康監(jiān)護(hù)終端系統(tǒng)家庭健康監(jiān)護(hù)終端系統(tǒng)的主要功能是實(shí)現(xiàn)信息的交互轉(zhuǎn)發(fā)?？捎舍t(yī)療工作者為病患制定適應(yīng)的家庭健康監(jiān)測(cè)和終端監(jiān)測(cè)方案。在家庭健康監(jiān)護(hù)局城網(wǎng)中，終端是一個(gè)實(shí)現(xiàn)匯合體城網(wǎng)BAN傳感器數(shù)據(jù)并和遠(yuǎn)程醫(yī)護(hù)人員達(dá)成即時(shí)信息交流的平臺(tái)。終端還承擔(dān)著十分重要的工作，那就是使病患達(dá)成基于健康監(jiān)護(hù)信息的自主診斷業(yè)務(wù)。家庭健康監(jiān)護(hù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)發(fā)送、信息交互應(yīng)用終端系統(tǒng)使用先進(jìn)的嵌入式技術(shù)，結(jié)合了SOA和AOP技術(shù),應(yīng)用了智能化界面，設(shè)計(jì)過程中使用嵌入式內(nèi)核控制操作系統(tǒng)，其不但需要能夠?qū)AN傳感器進(jìn)行即時(shí)操控，并且也要完成繁雜的家庭健康監(jiān)護(hù)局域網(wǎng)要求，完成對(duì)健康監(jiān)護(hù)信息的快速可靠的反饋。4.1.5健康監(jiān)護(hù)人體局域網(wǎng)系統(tǒng)體域網(wǎng)(BAN)是安裝在病人身上的一種網(wǎng)絡(luò)，它由一系列微型化、可以隨時(shí)通訊的傳感器和一個(gè)BAN協(xié)調(diào)器構(gòu)成。這種傳感器不僅可以安裝在身上，也能夠植入體內(nèi)。BAN體域網(wǎng)是一個(gè)能夠長(zhǎng)久監(jiān)測(cè)病患健康信息的新興技術(shù)方式，BAN體域網(wǎng)技術(shù)當(dāng)下還處于新興發(fā)展時(shí)期，在許多功能和服務(wù)應(yīng)用方面尚存在許多問題。4.1.6健康監(jiān)護(hù)數(shù)據(jù)分析服務(wù)系統(tǒng)健康監(jiān)護(hù)數(shù)據(jù)分析服務(wù)系統(tǒng)的主要功能是對(duì)用戶的健康狀態(tài)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)服務(wù)需要醫(yī)療衛(wèi)生人員給出科學(xué)的治療方案。因此我們需要構(gòu)建并完善遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)醫(yī)衛(wèi)信息整合與服務(wù)分析系統(tǒng),對(duì)出現(xiàn)了一些病例癥狀但無法確診為何種疾病的患者，還有亞健康人群進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)。系統(tǒng)使用SOA進(jìn)行設(shè)計(jì)，按照業(yè)務(wù)功能斷定信息來源,構(gòu)建全面的數(shù)據(jù)搜尋和信息分析模型,然后漸漸規(guī)范對(duì)應(yīng)互聯(lián)應(yīng)用系統(tǒng)采用的信息平臺(tái)，進(jìn)而給出全方位的數(shù)據(jù)交換平臺(tái)(DEP)。4.2系統(tǒng)互聯(lián)關(guān)鍵技術(shù)解決方案遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)與子系統(tǒng)之間在體系結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)平臺(tái)和數(shù)據(jù)庫平臺(tái)等方面都有很大的差異。為了保證各功能系統(tǒng)之間可以安全準(zhǔn)確的進(jìn)行信息分享、數(shù)據(jù)交互，提高遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行效率已經(jīng)事不宜遲。所以我們需要解決以下一些問題：物聯(lián)網(wǎng)模式下跨安全域的數(shù)據(jù)交互問題。要供給一致的身份認(rèn)證、授權(quán)管理等安全支持系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)異構(gòu)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交互的漏洞。要提供一個(gè)采用公共標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)收集模塊。物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的信息形式轉(zhuǎn)換的弊端。需求一個(gè)能適應(yīng)不同信息情景并且完成數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和類型相互轉(zhuǎn)化的公共業(yè)務(wù)模塊。4.2.1平臺(tái)異構(gòu)互聯(lián)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將多個(gè)異構(gòu)數(shù)據(jù)庫集成在一起就構(gòu)成了遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)平臺(tái)的核心數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。各個(gè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)之間能夠數(shù)據(jù)相互分享，但同時(shí)留有自己的應(yīng)用性能，遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)異構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的異構(gòu)性特別表現(xiàn)在：基本操縱系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和DBMS自身的異構(gòu)。遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的異構(gòu)互聯(lián)數(shù)據(jù)庫能夠?qū)崿F(xiàn)所有不同子系統(tǒng)的部分DBMS的一致管理，完成每個(gè)數(shù)據(jù)庫間的信息數(shù)據(jù)資源分享。在邏輯上可以把它們當(dāng)做同一邏輯庫進(jìn)行運(yùn)行，然后，使用對(duì)異構(gòu)型數(shù)據(jù)庫DBMS的互聯(lián)可以達(dá)到異構(gòu)型數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)分享。4.2.2終端系統(tǒng)互聯(lián)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)局域網(wǎng)是一個(gè)分布式開放型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，由單個(gè)終端服務(wù)器和許多個(gè)BAN功能服務(wù)器組成，信息交互中的所有應(yīng)用使用無線網(wǎng)絡(luò)當(dāng)做接口，在終端使用與BAN服務(wù)的赫爾數(shù)據(jù)交換完成信息交互，然后通過XML彌補(bǔ)異構(gòu)數(shù)據(jù)源之間數(shù)據(jù)交互的漏洞，通過UMS技術(shù)將異構(gòu)系統(tǒng)間的通訊轉(zhuǎn)換為平臺(tái)間的通訊，建成了一個(gè)合理的分布式家庭健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)。遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)在信息交互程序中全面對(duì)BAN體系開放，信息交互的所有傳感器根本服從于BAN系統(tǒng)和其連接的終端信息交互平臺(tái)定義的信息交互規(guī)則，與信息來源、系統(tǒng)情景和邏輯構(gòu)成無關(guān)，為將來遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)局域網(wǎng)體系的進(jìn)一步發(fā)展給了一個(gè)良好的背景。4.2.3系統(tǒng)異構(gòu)的互聯(lián)應(yīng)用流程為了實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)互聯(lián)的應(yīng)用流程可以準(zhǔn)確進(jìn)行，首當(dāng)其沖的是要找尋遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)中至關(guān)重要的信息對(duì)象。然后將整理出的信息數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，使信息交互變得簡(jiǎn)單，進(jìn)而形成遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的醫(yī)療健康數(shù)據(jù)庫。再根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的醫(yī)療健康數(shù)據(jù)體系，建成遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)一致的數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)子系統(tǒng)之間、服務(wù)域間的信息分享交互和加工功能。物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)互聯(lián)數(shù)據(jù)庫服務(wù)應(yīng)用流程選擇SOA模型，結(jié)合UMS技術(shù)解決異構(gòu)系統(tǒng)互聯(lián)的問題。系統(tǒng)包含兩種應(yīng)用流程：第一種是信息交互，通過UMS的方式進(jìn)行信息傳遞；第二種是業(yè)務(wù)流程交互，通過Portal展示讓人工服務(wù)參與進(jìn)流程的交互。遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)中心構(gòu)成詳盡的信息發(fā)布服務(wù)資源配分體系，全方面的找尋用戶適用的健康監(jiān)護(hù)資源服務(wù)，使用SOA訪尋中心數(shù)據(jù)庫，添加到服務(wù)端，適用UMS描述，醫(yī)療資源供給者收到信息并供給被需求的資源服務(wù)。物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)互聯(lián)數(shù)據(jù)庫服務(wù)應(yīng)用流程圖如下：圖3：物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)互聯(lián)數(shù)據(jù)庫服務(wù)應(yīng)用流程圖4.3系統(tǒng)的實(shí)施遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)使用基于物聯(lián)網(wǎng)的信息服務(wù)平臺(tái)的設(shè)計(jì)，適用面向家庭健康監(jiān)護(hù)終端的UMS服務(wù)系統(tǒng)，在SOA框架系統(tǒng)下，實(shí)現(xiàn)B/S和C/S結(jié)合的全方面全模塊架構(gòu)開發(fā)。后臺(tái)信息搜尋使用基于ODBC的SOA模型。模型主要應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)完成面向系統(tǒng)和服務(wù)的集成，滿足嚴(yán)格的網(wǎng)絡(luò)安全要求從而對(duì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)提供支持。4.3.1平臺(tái)系統(tǒng)服務(wù)功能分析基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)平臺(tái)系統(tǒng)是公共的、含有多種功能的通用醫(yī)療保健信息服務(wù)平臺(tái)，應(yīng)適應(yīng)系統(tǒng)目標(biāo)用戶的需求，具體功能要求如下：遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)用戶管理登錄驗(yàn)證遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)終端——家庭局域網(wǎng)管理聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療保健機(jī)構(gòu)——數(shù)據(jù)庫互聯(lián)管理健康監(jiān)護(hù)信息UMS服務(wù)遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)數(shù)據(jù)采集——BAN管理遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)服務(wù)管理——標(biāo)準(zhǔn)管理醫(yī)療保健信息數(shù)據(jù)分析——信息搜尋遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)診治救護(hù)——遠(yuǎn)程會(huì)診用戶健康電子檔案——醫(yī)療信息管理在線醫(yī)療保健服務(wù)引導(dǎo)——線下配套4.3.2終端系統(tǒng)應(yīng)用功能分析遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)終端系統(tǒng)使用無線射頻技術(shù)與體域網(wǎng)關(guān)聯(lián)，構(gòu)建健康監(jiān)護(hù)局域網(wǎng)，將BAN傳感器收集的用戶身體和生理數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)分析、通過數(shù)據(jù)交互然后傳輸?shù)竭h(yuǎn)程監(jiān)護(hù)中心進(jìn)行分析并反饋診療建議。家庭健康監(jiān)護(hù)終端系統(tǒng)提供的功能，可用于發(fā)現(xiàn)監(jiān)測(cè)用戶的亞健康狀態(tài)，避免慢性疾病的急性病并發(fā)癥和代謝疾病，預(yù)防老年性疾病和流行病，根據(jù)家庭健康監(jiān)護(hù)檢測(cè)和評(píng)估的醫(yī)學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)終端系統(tǒng)整合BAN。4.3.3系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)功能整合面向家庭的遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)從物聯(lián)網(wǎng)功能的角度來分析：面向家庭的遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)基于SOA體系，而SOA以及支持SOA的架構(gòu)具有松散耦合的特點(diǎn)。系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)功能整合的整體理念，是把系統(tǒng)架構(gòu)劃分成應(yīng)用接入層、專業(yè)服務(wù)提供層、基礎(chǔ)服務(wù)提供層、資源層和基礎(chǔ)設(shè)施層，基于SOA的系統(tǒng)通過UMS實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一用戶接入。基于SOA的系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)功能整合參考架構(gòu)如下圖所示：圖4：基于SOA的系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)功能整合參考架構(gòu)系統(tǒng)經(jīng)過物聯(lián)網(wǎng)功能整合，構(gòu)建了一個(gè)全面的共享服務(wù)平臺(tái)，使體系內(nèi)的所有設(shè)施之間互相聯(lián)通，在此核心根本上進(jìn)行革新并完善的面向家庭的遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)具有標(biāo)準(zhǔn)開放、靈活穩(wěn)定、可靠實(shí)用的特點(diǎn)。課題總結(jié)及展望5.1課題總結(jié)由于亞健康人群的增長(zhǎng)和人口老年化、人們身患慢性病的進(jìn)程加快,醫(yī)療保健行業(yè)十分需要造價(jià)低廉、安全有效的遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)服務(wù)系統(tǒng)，可以解決醫(yī)療衛(wèi)生資源匱乏和醫(yī)療服務(wù)需求日益增長(zhǎng)所引發(fā)的矛盾。本設(shè)計(jì)闡述了物聯(lián)