本研究為《基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的社區家庭老人實(shí)時(shí)智能健康監護系統的研究及實(shí)現》(《The Internet of things technology community home for the elderly health intelligent monitoring system based on real-time》簡(jiǎn)稱(chēng)IOT-HMS)項目中應用層軟件設計部分。

　　1.1 研究目標

　�、賹�(shí)時(shí)檢測被監護人的血壓、脈象、溫度、心跳等各項健康指標。

　�、诶�用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)使用SIM900A模塊的GPRS功能，將被監護人各項健康指標信息通過(guò)打包的方式通過(guò)移動(dòng)數據交換中心發(fā)送給PC機。

　�、跴C機中設立數據庫包含被監護人的姓名、性別、照片、家庭地址、應急電話(huà)、以往病史以及被監護人健康指標參數等字段，當被監護人健康指標出現問(wèn)題時(shí)，PC機通過(guò)短信模塊向監護人手機發(fā)送預警短信，實(shí)現遠程監護

　　功能。

　�、茉O備上自帶語(yǔ)音模塊，當被監護人出現嚴重健康狀況時(shí)，啟動(dòng)語(yǔ)音模塊提醒鄰近人進(jìn)行救助。

　　1.2 研究?jì)热?本系統主要由三部分組成：感知層、傳輸層以及應用層。

　�、俑兄獙影�含被監護人健康指標檢測模塊以及CPU控制模塊。檢測模塊包括血壓、脈象、溫度、心跳等健康參數檢測設備，負責對被監護人進(jìn)行健康信息采集，向上傳輸至控制模塊;控制模塊是整個(gè)裝置的核心，由CPU負責對傳輸進(jìn)來(lái)的各種信息進(jìn)行智能分析并做出綜合處理。

　�、趥鬏攲影�含GPRS服務(wù)器數據傳送模塊和預警短信模塊。GPRS服務(wù)器數據傳送模塊將被監護人的健康參數通過(guò)打包的方式通過(guò)移動(dòng)數據交換中心發(fā)送給PC機;PC機將信息與數據庫中的信息進(jìn)行比對，及時(shí)向監護人發(fā)送預警短信。

　�、蹜�用層主要指PC機上的數據庫的建設。數據庫包含被監護人的姓名、性別、照片、家庭地址、應急電話(huà)、以往病史以及被監護人健康指標參數等字段，通過(guò)信息比對查詢(xún)，及時(shí)通過(guò)傳輸層發(fā)送預警信息。

　　2 軟件系統設計

　　軟件系統貫穿整個(gè)研究設計過(guò)程：從感知層需要運行在STC12C5A60S2平臺中的C程序，到運行在傳輸層和應用層的windows軟件程序。

　　2.1 軟件架構設計理念 軟件系統設計采用模塊化，各個(gè)軟件單獨設計，再集成。從而利于軟件功能的實(shí)現。

　　2.2 軟件設計 當采集數據通過(guò)GSM/GPRS系統傳輸到服務(wù)器中開(kāi)始使用服務(wù)器軟件對數據進(jìn)行處理。整體軟件架構思路如圖1。

　　2.3 軟件處理流程 軟件的數據流處理流程如圖2。

　　2.4 文件處理流程 文件的處理流程如圖3。

　　2.5 軟件單元模塊

　　2.5.1 數據采集單元 通過(guò)運行于STC12C5A60S2單片機平臺中的C程序，實(shí)現被采集人的體溫等等健康指標的采集，采集數據實(shí)時(shí)通過(guò)GSM/GPRS模塊(SIM900B模塊)將數據送往服務(wù)器端。

　　被采集人的個(gè)人識別信息通過(guò)軟件直接寫(xiě)入單片機運行程序中。 　　服務(wù)器端的IP地址通過(guò)使用花生殼動(dòng)態(tài)域名進(jìn)行解析，從而保證采集器可以實(shí)時(shí)通過(guò)TCP/UDP方式連接到服務(wù)器端。從而實(shí)現采集數據實(shí)時(shí)傳輸到服務(wù)器中。

　　2.5.2 數據接收單元 數據接收單元運行于服務(wù)器端。將以TCP/DUP方式收到的數據以文本文件的方式存儲于服務(wù)器中，便于入庫及掃描單元使用。數據接收單元實(shí)時(shí)運行。實(shí)時(shí)監控TCP/UDP端口的數據變化。

　　2.5.3 線(xiàn)程服務(wù) 線(xiàn)程服務(wù)單元為系統線(xiàn)程管理服務(wù)，通過(guò)該單元可以控制系統CPU的使用，控制文件掃描和處理的線(xiàn)程數量等。該單元保證了既充分利用系統資源的同時(shí)也避免了處理瓶頸的出現。

　　線(xiàn)程服務(wù)單元通過(guò)配置文件以供系統組件使用，通過(guò)配置文件，可以修改線(xiàn)程池的大小，線(xiàn)程優(yōu)先級，線(xiàn)程的等待隊列大小等等。

　　線(xiàn)程池的大小決定了處理程序的并發(fā)度，線(xiàn)程優(yōu)先級決定了處理程序獲得CPU執行的機會(huì )多少，線(xiàn)程的等待隊列可以限制排隊長(cháng)度，當排隊數量超過(guò)指定限制時(shí)，向線(xiàn)程服務(wù)單元提交處理任務(wù)將會(huì )被阻塞，直到有線(xiàn)程處理完成且排隊數量減少為止。

　　2.5.4 日志服務(wù) 為系統提供日志服務(wù)，以便開(kāi)發(fā)和維護使用�？梢酝ㄟ^(guò)該單元控制日志的輸出信息。

　　2.5.5 定時(shí)調度服務(wù) 該單元為服務(wù)組件，提供定時(shí)調度服務(wù)，其他單元可以利用該單元進(jìn)行定時(shí)任務(wù)的注冊和解除。通常情況下文件的掃描、文件入庫等等任務(wù)都是由相關(guān)組件進(jìn)行注冊，由定時(shí)調度單元進(jìn)行適時(shí)調度的。

　　定時(shí)調度主要是針對需要按時(shí)鐘來(lái)觸發(fā)的任務(wù)，比如說(shuō)文件掃描任務(wù)、文件入庫任務(wù)、文件清除任務(wù)等等。

　　2.5.6 配置管理服務(wù) 為系統各個(gè)單元組件提供配置信息。專(zhuān)門(mén)設置配置管理單元，可以更方便的進(jìn)行系統配置管理。將所有配置文件集中到該單元目錄下，以提供集中的配置管理。當然或許可以通過(guò)數據庫或者其他方式進(jìn)行配置信息的管理。

　　2.5.7 文件掃描服務(wù) 當數據接收單元接收到數據并生成文本文件存于數據接收目錄中時(shí)，本組件可以方便的進(jìn)行文件掃描控制，并可以按各種條件過(guò)濾文件：比如按修改時(shí)間戳過(guò)濾，按文件擴展名過(guò)濾。同時(shí)該單元會(huì )記錄已經(jīng)處理過(guò)的文件，以保證不會(huì )被重復處理。該單元同時(shí)提供多種文件源掃描，比如FTP、本地文件等。

　　2.5.8 標準監護數據計算服務(wù) 以IOT-HMS所輸出的數據為標準數據，在此單元中實(shí)現計算和輸出，輸出數據存入數據庫中。該單元同時(shí)控制數據的輸出格式，包括定時(shí)、定性數據輸出。該模塊具備可編輯性，能夠定制特定的數據輸出格式。

　　2.5.9 文件入庫單元 本單元對應文件處理流程中將掃描單元標記的文本文件打開(kāi)，讀取，處理后將數據直接送入SQL SERVER2008數據庫中。

　　數據的入庫將采用即時(shí)的入庫方式，從而保障數據查詢(xún)的及時(shí)性。當然入庫等過(guò)程需要周期，延遲當控制在2分鐘以?xún)�。所以入庫的數據將使�?00行或者10行等不同的數量同時(shí)入庫的方式。

　　2.5.10 文件清除單元 根據掃描單元的標記和入庫單元的入庫標記，將已經(jīng)入庫的文件清除，從而還系統簡(jiǎn)潔明快。

　　2.5.11 SQL SERVER數據庫檢查單元 數據庫檢查單元負責檢查當前數據庫表結構是否適應于IOT-HMS的輸出，如果不適用，則會(huì )生成修改數據庫表結構的腳本或者建表腳本。這樣的檢查可以簡(jiǎn)化數據庫結構升級，并減少因增減數據字段導致的系統不兼容。

　　該模塊的產(chǎn)生是應對系統數據庫運行是否穩定。以及預防認為的在系統數據庫中增加非法表格和字段，造成系統空間浪費和數據錯誤的發(fā)生。一旦檢查發(fā)現錯誤，會(huì )進(jìn)行及時(shí)修復，保障系統的干凈、高效。

　　2.5.12 自定義監護數據管理單元 可以自定義IOT-HMS系統的監控指標。按照用戶(hù)需求進(jìn)行定義。

　　3 總結

　　軟件系統設計采用模塊化、插件化、標準化的各個(gè)子系統設計。所有子系統按照平臺需求采用不同的軟件平臺開(kāi)發(fā)。

　　參考文獻：

　　[1]毛明毅，蔣元恒，陳志成.智能家居遠程Web管理控制平臺的設計與實(shí)現[J].微電子學(xué)與計算機，2013，30(5).

　　[2]陳心浩，馬恒，陳軍波.基于A(yíng)ndroid移動(dòng)式心電監護系統的設計[J].中南民族大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2014(01).

　　[3]王惠中，許正海，李春霞.面向智能家庭的遠程健康監護系統發(fā)展[J].電氣自動(dòng)化，2008(06).

　　[4]代永陸，唐曉英，劉偉峰.基于嵌入式系統的便攜式多參數健康監護儀設計[J].電子技術(shù)應用，2006(09).

　　[5]劉建峰.基于Windows CE6.0的嵌入式心電監護系統研究[D].山東大學(xué)，2012.

　　[6]陳宇.健康物聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)監護終端的研制[D].華南理工大學(xué)，2013.

　　[7]焦龍.基于物聯(lián)網(wǎng)的母嬰監護系統的設計與實(shí)現[D].黑龍江大學(xué)，2012.

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