基于大數(shù)據(jù)的信息管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

張?jiān)谱簦w昕玥，高雪彤，汪夢(mèng)成，羅子宸，王 歡

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基于大數(shù)據(jù)的信息管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

張?jiān)谱簦w昕玥，高雪彤，汪夢(mèng)成，羅子宸，王 歡

（石家莊鐵道大學(xué) 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，河北 石家莊 050043）

大數(shù)據(jù)時(shí)代，高效的信息管理有著迫切的現(xiàn)實(shí)需求。本文立足于人們關(guān)心的個(gè)人健康信息，采用微信小程序和Bmob后端云，從個(gè)人、家庭和地區(qū)三個(gè)維度進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和分析，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種信息管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)可提供健康預(yù)測(cè)與指導(dǎo)，便于用戶(hù)進(jìn)行精準(zhǔn)的健康管理。

大數(shù)據(jù)；微信小程序；Bmob后端云；健康信息管理

0 引言

隨著科技的發(fā)展和生活水平的提高，健康越來(lái)越受到人們的重視，高質(zhì)量的健康管理服務(wù)有著迫切的現(xiàn)實(shí)需求[1-3]。健康管理系統(tǒng)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)將個(gè)人與醫(yī)療建立聯(lián)系，可提供個(gè)性化康管理服務(wù)，從而降低患病風(fēng)險(xiǎn)、實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)治療[4]。健康管理主要涉及健康人群、亞健康人群、疾病人群，現(xiàn)有的健康管理系統(tǒng)缺乏針對(duì)亞健康人群、疾病人群的管理功能，無(wú)法提供個(gè)性化、多樣化的服務(wù)[5]。要實(shí)現(xiàn)健康管理的智能化，離不開(kāi)分析和預(yù)測(cè)，大數(shù)據(jù)為此提供了基礎(chǔ)和便利，將人的健康數(shù)據(jù)化，建立起數(shù)據(jù)庫(kù)，可以進(jìn)行多種分析預(yù)測(cè)，提供健康指導(dǎo)。健康大數(shù)據(jù)不僅能反映個(gè)人的健康狀況，還可以鎖定家庭成員，管理整個(gè)家庭的健康狀況[6-8]。

基于以上分析，本文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種基于大數(shù)據(jù)的健康管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)從個(gè)人、家庭和地區(qū)三個(gè)維度進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，通過(guò)系統(tǒng)傳入云端進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析和預(yù)測(cè)，給出健康預(yù)測(cè)和指導(dǎo)，從而方便用戶(hù)進(jìn)行精準(zhǔn)的健康管理。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

大數(shù)據(jù)的價(jià)值不僅體現(xiàn)在大規(guī)模的數(shù)據(jù)量，更重要的是數(shù)據(jù)分析。當(dāng)多方需要相同的信息時(shí)，通過(guò)大數(shù)據(jù)的共享，能夠減少重復(fù)獲取和分析數(shù)據(jù)的次數(shù)，從而減少人力物力等成本；在對(duì)不同的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析時(shí)，將其劃分細(xì)化則能夠更加精準(zhǔn)地得出數(shù)據(jù)結(jié)論，從而滿(mǎn)足不同的需求；當(dāng)數(shù)據(jù)來(lái)源相近時(shí)，通過(guò)數(shù)據(jù)分析會(huì)得到對(duì)比的結(jié)論，從而看出細(xì)微中的差別[3]。

1.1 設(shè)計(jì)構(gòu)想

人的健康狀況是時(shí)時(shí)刻刻都在變化的，受到家族史、生活環(huán)境、作息習(xí)慣、運(yùn)動(dòng)情況等各種因素的影響。因此，一個(gè)人的身體狀況可以看作是一個(gè)時(shí)刻更新的數(shù)據(jù)庫(kù)，健康管理服務(wù)的過(guò)程，可以看作是對(duì)個(gè)體、家庭和地區(qū)的健康數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、分析、加工和利用的過(guò)程。通過(guò)健康管理，達(dá)到使用戶(hù)學(xué)會(huì)健康生活的方式、改變不良生活習(xí)慣、提高生活質(zhì)量、降低慢性病患病風(fēng)險(xiǎn)等目的。

當(dāng)下的各個(gè)單位和醫(yī)療組織并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)信息的公開(kāi)共享，所以并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)分析的價(jià)值。基于大數(shù)據(jù)的健康管理系統(tǒng)，是有效開(kāi)展個(gè)人健康管理、家庭成員實(shí)時(shí)關(guān)注和地區(qū)成員狀況分析的途徑。通過(guò)與政府、學(xué)校、醫(yī)療機(jī)構(gòu)等多方合作，將數(shù)據(jù)整合共享，從而能分析較為完整的數(shù)據(jù)，得到更合理客觀的結(jié)果。

1.2 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

基于大數(shù)據(jù)的健康管理系統(tǒng)應(yīng)該主要以用戶(hù)為主，同時(shí)有醫(yī)療人員進(jìn)行在線解答疑問(wèn)、給出指導(dǎo)等。所以該平臺(tái)分為兩個(gè)角色登錄：醫(yī)護(hù)人員端和普通用戶(hù)端。

（1）醫(yī)護(hù)人員端

作為醫(yī)護(hù)人員登錄，醫(yī)護(hù)人員并非只有醫(yī)生、護(hù)士，還包括健康管理師、營(yíng)養(yǎng)師等，但需要實(shí)名認(rèn)證和出示相關(guān)的職業(yè)執(zhí)照。醫(yī)護(hù)人員在線下對(duì)用戶(hù)進(jìn)行診療或指導(dǎo)之后，可以通過(guò)本系統(tǒng)對(duì)用戶(hù)進(jìn)行后續(xù)的指導(dǎo)。醫(yī)護(hù)人員和用戶(hù)的選擇是雙向的，在經(jīng)過(guò)雙方達(dá)成保密協(xié)議之后，醫(yī)護(hù)人員也可以查看用戶(hù)的其他健康指數(shù)等，以便于對(duì)用戶(hù)全方面的指導(dǎo)。在此過(guò)程中，用戶(hù)需與醫(yī)護(hù)人員時(shí)常保持聯(lián)系，及時(shí)了自身健康狀況的變化，定期進(jìn)行評(píng)估預(yù)測(cè)，得到醫(yī)護(hù)人員的科學(xué)指導(dǎo)，醫(yī)護(hù)人員即向用戶(hù)提供最新的健康維護(hù)方案。

（2）普通用戶(hù)端

作為普通用戶(hù)登錄，普通用戶(hù)在初次登錄時(shí)會(huì)先進(jìn)行健康自測(cè)和自主選擇的健康提醒等個(gè)性化定制。針對(duì)用戶(hù)的健康自測(cè)，系統(tǒng)會(huì)給出健康報(bào)告。用戶(hù)可通過(guò)健康報(bào)告中的信息對(duì)自己的運(yùn)動(dòng)飲食等進(jìn)行合理規(guī)劃，若是有需要用藥的用戶(hù)，也可設(shè)置相應(yīng)的吃藥提醒功能和劑量提醒功能。

用戶(hù)可以綁定家庭成員，查看其他家人的健康狀況，平時(shí)的家庭體檢數(shù)據(jù)可以通過(guò)終端與本系統(tǒng)的對(duì)接上傳到系統(tǒng)中，以日記的形式記錄，方便用戶(hù)查看身體健康指標(biāo)的變化。

首頁(yè)有視頻、文章等可供用戶(hù)學(xué)習(xí)與交流。用戶(hù)可通過(guò)定位自己的位置，可查看所在地區(qū)的相關(guān)醫(yī)療、環(huán)境和天氣等情況。

據(jù)此，所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)與功能如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

1.3 關(guān)鍵功能分析

為了最大限度的提供高質(zhì)量的健康管理服務(wù)，在系統(tǒng)功能上進(jìn)行了精心設(shè)計(jì)。以下將從數(shù)據(jù)管理功能、個(gè)性化定制功能、遠(yuǎn)程醫(yī)療功能、用戶(hù)知識(shí)學(xué)習(xí)功能、家庭化管理功能和地區(qū)分析功能六個(gè)方面分別進(jìn)行說(shuō)明。

（1）數(shù)據(jù)管理功能

用戶(hù)登錄時(shí)可以自行輸入相關(guān)的健康數(shù)據(jù)，如年齡、性別、身高、體重等，根據(jù)用戶(hù)輸入的健康數(shù)據(jù)給出較為客觀的健康報(bào)告，包括BMI指數(shù)、體脂率、估算每天的攝入量等，同時(shí)給出運(yùn)動(dòng)、飲食建議，幫助用戶(hù)根據(jù)自身的情況來(lái)調(diào)整生活方式[12]。

各種健康終端設(shè)備可以幫助收集用戶(hù)的生命體征信息，比如：心電數(shù)據(jù)、血氧濃度、呼吸、血壓、體溫、脈搏、運(yùn)動(dòng)量。[5]用戶(hù)自行記錄例如患者糖尿病的血糖等相關(guān)的指標(biāo)、營(yíng)養(yǎng)攝入量、運(yùn)動(dòng)量、用藥量[6]，以幫助用戶(hù)管理自己的身體狀況，督促用戶(hù)積極參與對(duì)自己的健康管理[6]。

（2）個(gè)性化定制功能

初次使用本系統(tǒng)時(shí)，用戶(hù)可自行設(shè)定是否開(kāi)啟三餐提醒、喝水提醒、健身提醒、體檢提醒等功能，從而使系統(tǒng)的管理和提醒融入用戶(hù)日常的細(xì)節(jié)。在日常管理中，也融入了“番茄管理法”，用戶(hù)可以專(zhuān)注地做某一件事，例如運(yùn)動(dòng)或者午休等，本系統(tǒng)采用一定方式使用戶(hù)不受其他消息因素的打擾，高效率地完成一次管理，以提高專(zhuān)注力和生活質(zhì)量。

系統(tǒng)擁有一套完整的自測(cè)體系，針對(duì)人體的不同系統(tǒng)等有針對(duì)地進(jìn)行提問(wèn)，通過(guò)用戶(hù)所選擇的答案，給出相應(yīng)的提示和預(yù)測(cè)，給予用戶(hù)就診指導(dǎo)，從而能夠幫助用戶(hù)合理地就醫(yī)。

（3）遠(yuǎn)程醫(yī)療功能

當(dāng)用戶(hù)去醫(yī)院就診之后，若近期無(wú)再次去醫(yī)院的必要，可以通過(guò)本系統(tǒng)與醫(yī)生進(jìn)行同步跟蹤的后續(xù)療程，反饋?zhàn)约旱纳眢w狀況以及下一步的就醫(yī)情況。用戶(hù)可以根據(jù)醫(yī)生的診療效果以及服務(wù)態(tài)度對(duì)其打分和評(píng)價(jià)。用戶(hù)數(shù)據(jù)同步醫(yī)生端，用戶(hù)信息數(shù)據(jù)平臺(tái)、醫(yī)生端同步化，使用戶(hù)不管是在平臺(tái)上還是在醫(yī)院就診時(shí)都能共享數(shù)據(jù)。

（4）用戶(hù)知識(shí)學(xué)習(xí)功能

系統(tǒng)提供用戶(hù)分享經(jīng)驗(yàn)和感情、提出問(wèn)題、回答問(wèn)題、尋找情感支撐等功能。用戶(hù)可在此系統(tǒng)查看與自己有類(lèi)似癥狀的用戶(hù)的提問(wèn)和醫(yī)師的解答，在此過(guò)程中系統(tǒng)會(huì)保護(hù)用戶(hù)的個(gè)人隱私。

系統(tǒng)首頁(yè)挑選展示精美文章、可靠的研究報(bào)告、有趣且蘊(yùn)含深意的動(dòng)畫(huà)視頻等。用戶(hù)可以將自己認(rèn)為有用的健康知識(shí)收藏，或者與其他用戶(hù)分享。

（5）家庭化管理功能

綁定家庭成員新模式，當(dāng)家庭內(nèi)用戶(hù)數(shù)量增多時(shí)，用戶(hù)可以綁定家庭成員的賬號(hào)，以此來(lái)相互了解彼此的身體狀況，特別是對(duì)家里的老年人的綁定，能夠?qū)崟r(shí)地查看其患病狀況。

數(shù)字化人生，用戶(hù)可以為自己的孩子建立一生的數(shù)據(jù)，自孩子出生之日起，記錄下包括孩子的疫苗接種情況，身體基本狀況等；數(shù)據(jù)全部整合到教育、醫(yī)療、社區(qū)等機(jī)構(gòu)與單位。

家庭醫(yī)師，每個(gè)家庭可以綁定一位醫(yī)護(hù)人員，醫(yī)護(hù)人員可以針對(duì)家庭的整體情況進(jìn)行咨詢(xún)和指導(dǎo)。

（6）地區(qū)分析功能

結(jié)合網(wǎng)絡(luò)海量信息和用戶(hù)所提供的個(gè)人信息，以及用戶(hù)經(jīng)常性的搜索關(guān)鍵詞等，利用云計(jì)算技術(shù)分析家庭和地區(qū)的整體情況。當(dāng)用戶(hù)數(shù)量增多時(shí)，通過(guò)GPS定位一個(gè)地區(qū)的用戶(hù)，可以分析一個(gè)地區(qū)的用戶(hù)身體體質(zhì)和狀況，若有共性問(wèn)題可給出提醒和預(yù)防措施[9-11]。

2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

微信小程序是近來(lái)興起的一種新型應(yīng)用，僅需在微信中搜索綁定即可使用的應(yīng)用。小程序的開(kāi)發(fā)框架提供了視圖層描述語(yǔ)言 WXML 和 WXSS，以及基于JavaScript的邏輯層框架，能夠?qū)崿F(xiàn)微信號(hào)驗(yàn)證登錄、消息實(shí)時(shí)推送、線下掃碼、關(guān)聯(lián)公眾號(hào)等七項(xiàng)功能[7]。本文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)采用微信小程序開(kāi)發(fā)，連接Bmob后端云對(duì)其數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)了個(gè)人基礎(chǔ)的實(shí)名制綁定微信號(hào)、個(gè)人健康報(bào)告、健康自測(cè)、綁定家庭成員、瀏覽主頁(yè)文章、記錄個(gè)人飲食運(yùn)動(dòng)日記、番茄法管理時(shí)間等功能。

2.1 Bmob數(shù)據(jù)庫(kù)表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

Bmob云平臺(tái)提供用戶(hù)搭建安全的數(shù)據(jù)庫(kù)管理后臺(tái)，方便開(kāi)發(fā)者在終端存儲(chǔ)和管理各類(lèi)信息。在此平臺(tái)上可以創(chuàng)建多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，只需配置小程序密鑰和獲取應(yīng)用密鑰，下載和安裝BmobSDK，并且在程序中調(diào)用接口即可使用[4]。本系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)庫(kù)主要針對(duì)用戶(hù)登錄和綁定微信、個(gè)人健康報(bào)告、飲食記錄、運(yùn)動(dòng)記錄建立了相應(yīng)的表。

2.2 首頁(yè)模塊實(shí)現(xiàn)

首頁(yè)實(shí)現(xiàn)效果如圖2所示。在此模塊，用戶(hù)可以查看相關(guān)的飲食、運(yùn)動(dòng)的文章，研究報(bào)告，視頻等，可對(duì)關(guān)注的內(nèi)容進(jìn)行收藏以便后續(xù)再次查看。

圖2 首頁(yè)實(shí)現(xiàn)效果

2.3 日記模塊實(shí)現(xiàn)

在此模塊，用戶(hù)可以選擇記錄自己的飲食運(yùn)動(dòng)情況。當(dāng)選擇飲食情況時(shí)，可通過(guò)搜索找到自己所食用的物品，選擇食用量、食用時(shí)間等；當(dāng)選擇運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)搜索找到自己進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)，選擇運(yùn)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)短，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)計(jì)算卡路里并加入到用戶(hù)的日記中。用戶(hù)也可通過(guò)日歷查看以往的每日記錄。

2.4 番茄管理模塊實(shí)現(xiàn)

在此模塊，用戶(hù)可以預(yù)先設(shè)置時(shí)間，預(yù)定自己的工作、休息或運(yùn)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)短，當(dāng)開(kāi)始倒計(jì)時(shí)后，便是專(zhuān)心致志進(jìn)行某一項(xiàng)的完整時(shí)間，在此時(shí)間內(nèi)不被其他事情所打擾。例如，選擇休息30分鐘，則會(huì)在30分鐘后提醒用戶(hù)。番茄管理實(shí)現(xiàn)效果如圖3所示。

圖3 番茄管理實(shí)現(xiàn)效果

2.5 個(gè)人健康報(bào)告模塊實(shí)現(xiàn)

在此模塊，用戶(hù)通過(guò)完善自己的個(gè)人資料，結(jié)合用戶(hù)的身高、體重和年齡，由系統(tǒng)分析可以查看自己的BMI指數(shù)、體脂率、預(yù)算熱量合理值，從而能夠科學(xué)地指導(dǎo)用戶(hù)進(jìn)行飲食和運(yùn)動(dòng)。當(dāng)用戶(hù)的身高體重發(fā)生變化時(shí)，可重新測(cè)評(píng)，以便更好地改善個(gè)人身體狀況。實(shí)現(xiàn)效果如圖4所示。

圖4 個(gè)人健康報(bào)告實(shí)現(xiàn)效果

2.6 健康自測(cè)模塊實(shí)現(xiàn)

在此模塊，用戶(hù)可以自行選擇檢測(cè)自身的人體系統(tǒng)，例如運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)等，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)給出有關(guān)身體某一系統(tǒng)易出現(xiàn)的問(wèn)題，用戶(hù)進(jìn)行選擇自己的癥狀，并提交測(cè)評(píng)。系統(tǒng)會(huì)根據(jù)用戶(hù)的選項(xiàng)，給出指導(dǎo)建議。實(shí)現(xiàn)效果如圖5所示。

圖5 健康自測(cè)實(shí)現(xiàn)效果

2.7 綁定家庭成員模塊

在此模塊，用戶(hù)輸入家庭成員的手機(jī)號(hào)，進(jìn)行短信驗(yàn)證，從而成功綁定家庭成員。實(shí)現(xiàn)效果如圖6所示。

圖6 綁定家庭成員實(shí)現(xiàn)效果

3 結(jié)論

本文基于大數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種健康管理系統(tǒng)，從個(gè)人、家庭和地區(qū)三個(gè)維度進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和分析，可提供健康預(yù)測(cè)與指導(dǎo)，便于用戶(hù)進(jìn)行精準(zhǔn)的健康管理。該系統(tǒng)的成功推廣與應(yīng)用，可降有效降低醫(yī)療成本、提供健康質(zhì)量。

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Design and Implementation of Information Management System Based on Big Data

ZHANG Yun-zuo, ZHAO Xin-yue, GAO Xue-tong, WANG Meng-cheng, LUO Zi-chen, WANG Huan

(School of Information science and Technology, Shijiazhuang Tiedao University, Shijiazhuang Hebei 050043)

With the arrival of big data, effective information management is in an urgent need. This paper designs and implements an information management system based on the personal concerning health information, using applet of WeChat and Bmob, and the data is collected and analyzed from three aspects of individual, family, and region. The system can provide health prediction and guidance, helping users with accurate health management.

Big data; Applet of WeChat; Bmob; Health information management

TP31

A

10.3969/j.issn.1003-6970.2018.09.014

國(guó)家自然科學(xué)基金(61702347)；河北省自然科學(xué)基金(F2017210161)；河北省教育廳科研基金(QN2017132)

張?jiān)谱?1984-)，男，博士，主要研究方向?yàn)閳D像、視頻處理，大數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用；趙昕玥(1997-)，女，本科生，計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)；高雪彤(1997-)，女，本科生，軟件工程專(zhuān)業(yè)；汪夢(mèng)成(1995-)，男，本科生，數(shù)字媒體技術(shù)專(zhuān)業(yè)；羅子宸(1997-)，女，本科生，數(shù)字媒體專(zhuān)業(yè)；王歡(1984-)，女，博士，主要研究方向大數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用。

本文著錄格式：張?jiān)谱簦w昕玥，高雪彤，等. 基于大數(shù)據(jù)的信息管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 軟件，2018，39（9）：64-68