一种基于大数据的敬老院移动监护系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种基于大数据的敬老院移动监护系统，属于互联网技术领域。一种基于大数据的敬老院移动监护系统，本监护系统包括云服务器、智能手环、汇聚网关、WIFI模块、ZigBee协调器和通信模块，云服务器采用REST架构、MQTT协议的代理服务器、构建MYSQL+mongodb+InfluxDB的数据库系统，云服务器在串口数据和通信模块之间建立数据链路；智能手环内置Arduino主控模块、传感器模块、ZigBee模块和电源电路。本实用新型专利技术具有应用场景丰富、通用性好等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于大数据的敬老院移动监护系统
本技术属于互联网
，涉及一种基于大数据的敬老院移动监护系统。
技术介绍
近年来，智能穿戴掀起了物联网智能设备的浪潮，尤为突出的就是智能手环、智能手表。虽然说满足于一定功能的智能手环在社会中已经普遍适用，但大多数设备都只是处在单一的层面上满足于个体的需求，并没有融入物联网“万物相连”的思想，没有充分挖掘所采集数据的价值，不能更好的适应集中式管理的场所。随着时间的推移,中国人口老龄化的问题日益凸显,老人们的健康状况也成为了当今社会的一个关注点。生活中也经常存在着老人不知道自己身体状况，而不能得到及时的预防和治疗的问题。生活在敬老院中的老人，通常也没有对自己的身体状况有一个理性的认识，再加上行动不便，往往在出现了问题时，无法及时的求助于管理人员。再者，养老院的管理员人数是有限的，不能够时刻关注到每一位老人的状况，传统轮询式的管理方式耗费人力不说，效率极低而且不能更好的服务每一位老人。所以我们思考，在养老院这样的一个时刻要注意老人健康的集中式管理场景中，使用手环对人体健康状态数据进行采集并且传输到网关，网关将各个手环采集的数据整理后发送到云端服务器进行处理与存储。管理员可以通过浏览器登录到相关页面，查看老人每时每刻的身体健康状态数据，便于及时对有突发情况的老人提供帮助。该方案相比于传统查询式管理明显更加快捷高效，因此这样一个监护系统有着广阔的应用前景。目前，市场上的健康手环、智能手环等，它们的区别主要是采集人体状态数据的精度和种类不同。其中采集人体状态数据种类多的，偏向于人体健康状态数据的手环主要使用了光学心率传感器，温度传感器，血氧饱和度SPO2传感器，生物电阻抗传感器等。偏向于人体运动状态数据采集的手环主要使用了加速度传感器，气压传感器，皮电反应传感器，电容传感器，霍尔传感器，全球定位系统(GPS)等。不同厂家生产的智能手环，采集数据的准确性，传输数据的稳定性、通信效率和安全性各有特色。大部分厂家生产的智能手环工作方式大体相似，基本上都是通过传感器采集数据，然后储存在手环里面，当与手环匹配的手机APP发起蓝牙连接时，手环再将数据发送到手机，手机APP再加以分析处理，然后以报表形式展现给用户。现在的智能手环方案无论是在数据采集、通信还是设计反面都十分成熟了，但是存在很大的局限性。主要存在的问题有两点：1、目前的智能手环采集的数据仅在佩戴者自己手中，由于大多数用户并不是专家，并不能在采集到的数据中找到更深层次的价值，总而言之手环数据并没有得到最大限度的价值挖掘。2、目前绝大多数的智能手环生产商都没有设计出一款针对于特殊场景需求的智能手环。例如在需要集中式管理的场所，可以利用手环采集数据后，上传到云端，经过大数据分析处理，可以实现大范围的数据比较，得出更加合理，更加完美的管理方案。
技术实现思路
本技术的目的是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种基于大数据的敬老院移动监护系统，本技术所要解决的技术问题是如何对利用大数据对待监护人进行有效看护。本技术的目的可通过下列技术方案来实现：一种基于大数据的敬老院移动监护系统，其特征在于，本监护系统包括云服务器、智能手环、汇聚网关、WIFI模块、ZigBee协调器和通信模块，所述云服务器采用REST架构、MQTT协议的代理服务器、构建MYSQL+mongodb+InfluxDB的数据库系统，所述云服务器在串口数据和通信模块之间建立数据链路；所述智能手环内置Arduino主控模块、传感器模块、ZigBee模块和电源电路。在上述的一种基于大数据的敬老院移动监护系统中，所述汇聚网关采用上传下行数据链路，即TCP/IP数据流，并支持与智能手环的数据流的相互通信。在上述的一种基于大数据的敬老院移动监护系统中，所述Arduino主控模块以ATMEGA328P-PU单片机为核心，以Arduino为平台。在上述的一种基于大数据的敬老院移动监护系统中，所述通信模块包括ESP8266以太网通信和汇聚网关与智能手环之间的ZigBee通信。在上述的一种基于大数据的敬老院移动监护系统中，本系统还包括STM32主控程序和WiFi联网程序。本方案适用于医院、养老院、监狱等需要集中式管理的场所，既能减轻管理员查询式管理的压力，又能是管理员快速高效的了解各被管理人员的实时数据信息。应用该系统，只需要将被管理者的信息进行注册，与手环ID绑定即可。与现有技术相比，本技术具有以下优点：1、佩戴者可以轻松得到自身的身体状态数据报表，甚至可以得到系统通过大数据分析给出生活方面的建议。2、管理者能够通过对手环采集数据的分析与云端大数据做横向比较，可以得出更加合理，更加完美的管理方案。3、本方案的管理方式打破了传统查询式管理的局限性，让社区管理更加智能化，便捷化，高效化。4、汇聚网关支持网页配置汇聚网关联网。5、汇聚网关支持MQTT物联网协议，消息的订阅发布快速高效。6、汇聚网关支持手环设备的动态管理。7、汇聚网关采用32位ARM处理器+RTOS，具有更强大的实时处理能力。8、智能手环采用Arduino编程，具有丰富的功能扩展。9、硬件低功耗设计，无需散热装置，看门狗设计，稳定性高10、硬件电源具有良好的过流过压、防反接保护功能。11、云端服务器支持采集数据的图表化分析、兼容各种各种指令。12、丰富的应用场景，可以满足医院、敬老院、监狱等多种需要集中式管理场合的需求。附图说明图1是本系统的应用流程图。图2是本系统的构架图。图3是本系统的通信原理图。图4是本系统中汇聚网关的PCB图。图5是本系统中智能手环的PCB图。图6是本系统中以太网通信的电路图。图7是图6的PCB图。图8是本系统中ZigBee模块的电路图。图9是本系统中电源电路图。具体实施方式以下是本技术的具体实施例并结合附图，对本技术的技术方案作进一步的描述，但本技术并不限于这些实施例。如图1所示，本方案适用于医院、养老院、监狱等需要集中式管理的场所，既能减轻管理员查询式管理的压力，又能是管理员快速高效的了解各被管理人员的实时数据信息。应用该系统，只需要将被管理者的信息进行注册，与手环ID绑定即可。使用起来十分简单方便。方案中：在云端部署一台公有的服务器，采用REST架构、MQTT协议的代理服务器、构建MYSQL+mongodb+InfluxDB的数据库系统(主要实现信息的关联、日志管理、可视化数据管理等)；并实现用户、智能手环的注册和绑定功能、汇聚网关及智能手环的增删改查的操作功能，结构示意图如图2所示。其次，基于嵌入式架构的汇聚网关，采用MQTT协议，在串口数据和以太网IP数据之间建立数据链路；通过对以太网控制芯片的控制读写来实现对IP数据包的接收与发送；判别串行数据流的格式，完成对串口设备的选择以及对串行数据流格式的指定；控制串口数据流与IP数据包之间的速率控制，对数据进行缓冲处理；对UART和以太网控制芯片的寄存器进行读写操作，并存储转发器件状态；完成16位总线数据的串并行转换；完成总线地址锁存功能；完成对各个串口以及各个存储器件的片选功能；完成对各个串口的中断口的状态判别等功能。第三，终端手环主要由Arduino主控模块、传感器模块和ZigBee模块三部分组成，主控芯片为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于大数据的敬老院移动监护系统，其特征在于，本监护系统包括云服务器、智能手环、汇聚网关、WIFI模块、ZigBee协调器和通信模块，所述云服务器采用REST架构、MQTT协议的代理服务器、构建MYSQL+mongodb+InfluxDB的数据库系统，所述云服务器在串口数据和通信模块之间建立数据链路；所述智能手环内置Arduino主控模块、传感器模块、ZigBee模块和电源电路。

【技术特征摘要】
1.一种基于大数据的敬老院移动监护系统，其特征在于，本监护系统包括云服务器、智能手环、汇聚网关、WIFI模块、ZigBee协调器和通信模块，所述云服务器采用REST架构、MQTT协议的代理服务器、构建MYSQL+mongodb+InfluxDB的数据库系统，所述云服务器在串口数据和通信模块之间建立数据链路；所述智能手环内置Arduino主控模块、传感器模块、ZigBee模块和电源电路。2.根据权利要求1所述一种基于大数据的敬老院移动...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟良骥，杨磊，胡信，程钊，蔡超丽，
申请(专利权)人：湖北科技学院，
类型：新型
国别省市：湖北,42