老人遠程智能看護系統的設計與實現

龍丹，劉欣，賴帝超

（桂林電子科技大學信息科技學院，桂林 541004）

0 引言

隨著時代的發展，世界人口老齡化越來越嚴重，老年人人口達到了一定的規模和程度。年輕人平日里需要上班工作，無法及時了解家中老年人的身體狀況，家中老年人一旦出現異常狀況不能及時通知自己的子女親戚，因此老年人群的健康狀況看護問題尤為受到社會關注，隨著人口老齡化的推進，該問題也隨之成為了社會各界所面臨的一大難題。本文以移動互聯網、App終端、云計算等技術為支撐，以方便看護人了解老年人身體狀況為目標，提出了一個以硬件設備和App終端為基礎的移動智能監護App，希望能夠以更低成本、更高效率的方式協助家屬看護人對老年人的身體狀況進行實時監控與交互。

1 需求描述及運作流程

老人智能安全管家移動端App主要用于接收服務器發出的消息并根據該消息給用戶做出不同的響應（App消息推送警告、短信警告、電話語音警告等）。同時能夠查看服務器端提供的各種信息，如老人身體狀況數據、GPS定位數據、視頻監控設備查看等。系統整體運作流程如圖1所示。

圖1 整體運作流程

2 系統功能劃分

系統功能劃分如下：

（1）服務器端

①App和服務器間的通信

設計多個Servlet對App端提交的JSON數據包進行解包分析，每個Servlet分別對應一種不同的處理功能，解包后對數據庫進行操作，操作結束后打包數據包回傳至App端。

②服務器和數據庫間的通信

通過建立一個集合類將所有對數據庫的操作封裝至一個類中，在使用時只需要新建該類的類對象，而后調用類的方法即可完成對數據庫的連接、增刪查改等操作。

③用戶數據庫

用戶數據庫下有多個用戶數據表，將用戶常用數據與不常用數據分割開，提升查詢效率，減小服務器負擔。用戶數據庫下有帳號表（USER）、用戶資料表（US?ER_INFO）、身體狀況（HEALTH_INFO）、GPS定位經緯度信息表（GPS_INFO）。

④消息推送服務

HEALTH_INFO表數據更新的同時，推送消息至相應的賬戶中，從而達到通知用戶的效果。

App、服務器和數據庫間的通信流程如圖2所示。

圖2 App、服務器和數據庫間的通信流程

（2）App端

①賬號登錄注冊頁面

用戶登錄或注冊賬號（賬號密碼使用MD5加密，數據庫不保存明文數據）

②狀態查看頁面

硬件端用戶實時狀態數據查看（身體狀態數據、GPS定位、視頻設備查看等）、當前狀態警告等。

③發現頁面

主要用于產品推廣、介紹等。

④我的頁面

用戶在本頁面可進行更改、查看帳號信息、聯系客服等功能。

App頁面結構如圖3所示：

圖3 App頁面結構

3 編寫以及運行環境

系統的編寫以及運行環境如下：

（1）服務端

服務端運行于Windows 10系統，利用Eclipse編寫，使用JSP+Servlet技術連接MySQL數據庫。

（2）App端

Android客戶端使用Windows 10平臺上的An?droid Studio進行編寫，基于Android 5.1系統并使用Android系統手機進行實機測試。

4 詳細設計

4.1 服務端詳細設計

（1）Login Servlet設計

Login servlet用于接收App端發送的登錄數據包信息，在接收到App端傳送的數據包后，會對數據庫進行查詢，獲取與當前數據包中帳號信息相匹配的字段，獲取字段后對密碼進行判斷，密碼相對應則進行帳號信息的獲取，通過account字段查詢用戶信息表(US?ER_INFO)中相對應的信息，獲取后將數據打包為JSON數據包，并添加登錄成功驗證字段“驗證成功”，如果登錄失敗則返回空數據包并添加登錄失敗驗證字段“驗證失敗”。

（2）Register servlet設計

Register Servlet用于接收App端發送的注冊信息，在接收到App端傳送的數據包后，對數據庫中的帳號表（USER）進行查詢，查詢不出結果時將注冊輸入的信息插入至數據庫的帳號表（USER）以及帳號信息表（USER_INFO）中，并返回注冊成功驗證字段“注冊成功”，反之則返回“注冊失敗”。

（3）Health Servlet設計

Health Servlet用于接收App端發送的身體狀況查詢，在接收到App端發送的數據包后，對數據庫中的身體狀況表（HEALTH_INFO）進行查詢，并對查詢地得到的數據進行打包處理，然后回傳至App端。

（4）SqlConnection類

SqlConnection類有多個方法，用于處理數據庫的數據，類中的方法分別為：

①connectDatabase()用于連接數據庫；

②loginData()用于處理登錄時所需要對數據庫進行的操作操作結束后返回JSON數據包；

③registerData()用于處理注冊時所需要對數據庫進行的操作，操作結束后返回JSON數據包；

④healthData()用于處理獲取身體狀況信息時所需要對數據庫進行的操作，操作結束后返回JSON數據包；

（5）checkHealth Servlet設計

checkHealth servlet用于接收App端發送的身體狀況查詢，在接收到App端發送的數據包后，對數據庫中的身體狀況表（HEALTH_INFO）進行查詢，查詢結束后向App端返回state狀態數據。

4.2 客戶端App詳細設計

（1）登錄模塊

客戶端登錄界面，登錄界面能進行注冊、登錄、修改密碼等操作。

用戶打開登錄界面時，系統會檢測本用于存儲自動登錄帳號信息的緩存文件loginCache，當存在該文件時，系統自動發送登錄信息至服務端請求帳號密驗證，驗證成功則跳轉至主界面，驗證失敗則不做任何操作。當用戶勾選自動登錄時，點擊登錄并且登錄成功后會將當前帳號與加密密碼數據儲存至本地緩存文件loginCache當中。

用戶在登錄時需要輸入賬號密碼，然后點擊登錄按鈕。點擊登錄按鈕后，App會將帳號和加密密碼信息發送至服務端進行驗證。為保證用戶的密碼安全，App會先獲取密碼框中的內容，在獲取到的內容基礎上添加額外字段，隨后將修改后的字段發送至加密類中進行MD5加密，再將加密后的密文打包至數據庫中發送至服務端進行驗證。

（2）注冊模塊

用戶通過登錄頁面點擊注冊按鈕進入注冊。用戶在注冊頁面輸入相關信息并點擊提交按鈕后，系統會檢測是否勾選同意協議選項，未勾選該選項則無法注冊并提示用戶。

（3）位置查詢模塊

用戶在主界面進入位置查詢頁面時，App端向服務器發送數據包，服務器接收到數據包后，將數據包中的帳號信息在經緯度表中進行查詢，并將經緯度信息打包回傳至App端。用戶在位置查詢頁面停留時，系統會進行多次經緯度獲取請求，每次查詢到信息后都將重新重繪地圖描點信息。

位置查詢模塊使用高德地圖的2D地圖SDK。高德開放平臺目前開放了Android地圖SDK以及An?droid地圖SDK專業版兩套地圖SDK工具。高德地圖Android SDK是一套地圖開發調用接口，開發者可以輕松地在自己的Android應用中加入地圖相關的功能，包括：地圖顯示（含室內、室外地圖）、與地圖交互、在地圖上繪制、興趣點搜索、地理編碼、離線地圖等功能。

高德地圖Android SDK專業版是在Android SDK已有服務的基礎上，新增支持了自定義地圖在線加載、自定義地圖元素紋理等功能，便于開發者完成基于自身場景的更深層、更個性化地圖的開發需求。V4.0.0開始，除了支持手機設備外，還支持Android Wear。

（4）修改帳號信息模塊

用戶在我的頁面點擊帳號設置選項進入帳號信息修改界面。進入頁面時從本地文件中讀取對應的帳號緩存信息并顯示在界面中，用戶點擊信息列表中對應的項目時彈出編輯框修改信息。用戶每次修改信息后都會先將信息存儲在本地文件中，在用戶退出當前界面時觸發帳號信息緩存上傳，系統將本地緩存文件中的帳號信息上傳至服務器，由服務器寫入更新用戶的設置。

（5）聯系我們模塊

用戶在我的頁面點擊聯系我們選項進入聯系界面。進入該頁面用戶填寫相應輸入框的內容點擊提交按鈕時，App端通過系統綁定的郵箱向客服郵箱發送包含用戶填寫的內容為正文郵件。客服可通過用戶填寫的郵箱信息進行郵件答復。

（6）狀態監控模塊

用戶在進入App的主頁面后，App會在后臺創建一個后臺服務，用于向服務器持續請求獲取HEALTH_INFO中的身體狀況字段，當獲取字段與上一次不相同時，會對主頁面的狀態顯示進行視圖更新，并發出通知欄消息提示，從而實現異常警報機制。

系統實現的部分截圖如圖4所示。

5 結語

隨著移動智能終端、大數據、云計算、4G等高新技術的迅猛發展，使得遠程看護老年人變得可行。本文提出了移動智能看護人系統的設計方案以及系統的實現方案，在服務器與數據庫平臺上，完成了其中的服務器與App的通信、服務器與數據庫之間讀寫等功能的設計與實現，在基于Android的移動智能終端上，設計實現了身體狀況瀏覽、異常狀態提醒、硬件用戶位置查詢等功能，為智能看護人系統的實現提供了一種可行的思路和方法。

圖4 系統實現的部分截圖