中國是世界上老年人數量最多的國家，隨著經濟的快速發展和醫療條件的不斷改善，近些年我國人口的老齡化與高齡化趨勢還將不斷加快。杜鵬等在中國人口老齡化百年發展趨勢中預測，到2053年，我國高齡人口數量將超過1億，占全國人口基數的23%，社會將進入深度的老齡化階段[1]。
無線傳感器網絡在智能家居中的應用比較普及[2]，主要包括智能安防、智能照明、智能供暖、智能醫療、智能娛樂等服務。近些年，智能家居已經被引入作為一個解決獨立老人生活問題的方案。在眾多的研究當中，大部分針對的是如何利用物聯網技術使家居醫療變得便捷簡單[3?4]，而忽視了建設家居醫療系統的挑戰以及實現家居醫療后給老人生活帶來的影響。本文試將智能家居與老人生活相結合，首先介紹了智能家居在老人醫療中的應用，并提出了智能家居系統（Smart Home System， SHS）建設中面臨的三大挑戰——技術水平、實用性以及倫理道德，并結合三大難題，討論了智能家居對老年人生活的影響。
1 智能家居在老人醫療中的應用
智能家居在老人醫療方面包括智能家居醫療（Smart Medical Home，SMH）和遠程醫療（Telemedicine）兩大類。家居醫療主要有可穿戴傳感器和基礎設施傳輸系統，遠程醫療主要包括遠程診斷、遠程監護和遠程手術。
1.1 家居醫療
可穿戴傳感器可以嵌入到服裝、眼鏡、鞋子和手表，或者直接定位身體[5]。可植入的無線可辨識設備可以用于保存健康記錄，有助于在緊急情況下挽救老年人的生命，尤其適用于有糖尿病、癌癥、冠心病、中風、慢性阻塞性肺疾病的老年人。對于有智力障礙的老年人，可以讓其佩戴RFID手環，并配合門禁系統來記錄老人的行蹤。另外，家人可以讓RFID手環和遠程醫療服務系統、3G無線通信技術與生理信號結合使用，使老年人在任何地點、任何時間都能夠和醫院取得有效的溝通，大大提高緊急醫療服務的效率，節省等待時間，爭取黃金救援時間。
基礎設施傳輸系統是利用現有的家庭基礎設施及其電氣系統來協調和監測老人的一些活動。如對于跌倒的檢測，美國佛羅里達州立大學研制的iFall利用內置在手機里的三維加速器，通過基于閾值的跌倒檢測算法來判斷老年人是否跌倒。它是計算三個維度的加速度合成，如圖1中曲線所示[6]，在發生跌倒的瞬間，由于失重原因是合加速度小于G；而在倒地的瞬間，對地產生了很大的沖擊，使得合加速度突破閾值上限。通過在預設一個時間區間內利用閾值上限和閾值下限可以很好的檢測到老年人跌倒這一過程。
1.2 遠程醫療服務
在智能家居醫療服務的系統中，遠程醫療提供了一種全新的醫療模式，它將計算機技術、多媒體技術、互聯網技術相結合，提高診斷與醫療水平，滿足廣大老年人的健康和醫療需求。廣義的遠程醫療主要是以檢查診斷為目的的遠程醫療診斷系統、以咨詢會診為目的的遠程醫療系統、以教學培訓為目的的遠程醫療教育系統，以及用于家庭病床的遠程病床監護系統[7]，如圖2所示。一種基于ARM 的智能家居遠程監控系統解決了傳統智能家居系統不足之處，具有很好的實用價值[8]。
對于很多身處偏遠地方（農村、山區）的老人，醫療條件相當落后，遠程醫療為這個難題提供了一個解決辦法，老人只需在家中配備一臺應用了家居物聯網技術的心電測試儀，無論是在白天或深夜，只要把儀器放在胸口或手掌上，十幾秒內就能采集心電圖，圖像信息將通過無線網絡傳送到醫療中心，幾分鐘內醫療中心將反饋診斷意見。
2 智能家居的面臨的挑戰
本文結合智能家居在老年人醫療中面臨的三大問題——技術水平、實際應用、倫理道德進行分析。
2.1 技術水平考慮
從技術的角度來看，目前家居物聯網在醫療對象方面僅限于單一的老人。智能家居系統進入現實世界的住宅還有很大的難度，特別是臨床醫療。RFID技術可以成為解決此難題的關鍵技術之一，但它要求人們攜帶一個RFID標簽。日本AGH（Aware Group Home）組織開發的一個基于多人的RFID傳感系統，可以單獨地檢測每個人的地點和活動情況。他們在老年人的拖鞋里嵌入RFID標簽，通過鋪設在客廳和走廊上的天線感知到不同人的位置信息，該系統還能夠為每個老年人生成一個活動日志并告知老年人一些正常的活動[9]。即使RFID或類似的技術支持個人識別和個人定位功能，但是當前智能家居系統的識別算法都是基于單個老年人的情況下設計的，在多老年人或群居性老年人的情況下，不能簡單地把情況概括為多個老年人活動的交錯。
另一個技術挑戰是，家居物聯網在老人醫療方面的應用主要是監控老年人在家里的日常生活或檢測老年人的生理指標變化。當前的家居物聯網設計，忽視了傳感器感知時間的滯后、傳感器感知錯誤等情況，也沒有給出老年人跌倒、失蹤、突發疾病等一系列緊急情況的后續解決方案。
還有很多其他的技術問題，比如如何快速處理海量的感知數據，實時數據分析；如何保證傳感器長期的可靠性；智能家居系統管理的健壯性以及維護問題等[10]。在這些技術問題沒有得到解決之前，智能家居系統將很難在老人醫療方面取得很大的進展。
2.2 實際應用考慮
目前，大多數智能家居系統的設計僅停留在理論研究上，沒有考慮到實際應用中的因素，更沒有給出實際應用的解決方案，使智能家居系統的實用性不強。
TigerPlace團隊設計的方案在一定程度上可以體現智能家居系統的可行性和實用性，老年人的家庭成員和衛生保健提供者可以涉及在智能家居系統的各個階段，包括設計、實現和測試階段。他們成立的觀察小組可以解決老年人的許多實際問題，他們設計的家居系統充分考慮到老年人的易操作性，能適應老年人不斷變化的需求，記錄老年人的信息生活方式、心理的影響因素[11]。觀察小組通過檢測發現問題并及時改正，以達到家居系統全面性。如他們可以觀察傳感器安裝在廚房是否會干擾老年人的日常活動或造成視覺障礙，根據必要性，對家居系統進行完善。
2.3 倫理道德考慮
物聯網技術能成功地融入到老年人的日常生活中，在很大程度上取決于用戶的認可以及它對日常生活的影響。在老人的RFID的識別系統中，標簽可能被預先嵌入到物品（如床具）中，在掃描、定位時會不可避免的涉及到老人的隱私，所以在智能家居系統中，隱私是老年人最擔憂的問題。
TigerPlace團隊在采訪關于老年人接受被監控情況時發現，老年人原則上不喜歡有攝像頭全程監控，但如果在對自己生活影響比較小，他們愿意接受自己被監控。對視頻數據的訪問權也是一個難以解決的問題，大多數老年人都愿意把收集的數據分享給專家和他們的親人。然而，他們卻擔心別人可能誤解他們在監控中的某些行為，這些解釋不清的行為會令他們感到不安。此外還可以研發具有選擇性的智能傳感器，只感知所需要的數據而隱藏不必要的數據，比如，有必要時可以隱藏某些視頻信息和不雅動作的運動電流。
3 結 論
物聯網作為信息技術革命的主要推動力，其產業發展和在智能家居方面的應用均面臨著歷史性的機遇。要不斷突破RFID關鍵技術、傳感器關鍵技術、云計算技術；構建具有魯棒性強，可用性好，可靠性高的物聯網基礎設施；解決好智能家居醫療服務中的隱私問題；才能更快更好的促進智能家居的發展。
同時，基于家居物聯網技術的智能家居系統對于完善老年人醫療服務功能、增強我國醫療衛生領域的科技水平、彌補家庭醫療資源不足、平衡醫療區域差異等具有非常重要的作用。
無線傳感器網絡在智能家居中的應用比較普及[2]，主要包括智能安防、智能照明、智能供暖、智能醫療、智能娛樂等服務。近些年，智能家居已經被引入作為一個解決獨立老人生活問題的方案。在眾多的研究當中，大部分針對的是如何利用物聯網技術使家居醫療變得便捷簡單[3?4]，而忽視了建設家居醫療系統的挑戰以及實現家居醫療后給老人生活帶來的影響。本文試將智能家居與老人生活相結合，首先介紹了智能家居在老人醫療中的應用，并提出了智能家居系統（Smart Home System， SHS）建設中面臨的三大挑戰——技術水平、實用性以及倫理道德，并結合三大難題，討論了智能家居對老年人生活的影響。
1 智能家居在老人醫療中的應用
智能家居在老人醫療方面包括智能家居醫療（Smart Medical Home，SMH）和遠程醫療（Telemedicine）兩大類。家居醫療主要有可穿戴傳感器和基礎設施傳輸系統，遠程醫療主要包括遠程診斷、遠程監護和遠程手術。
1.1 家居醫療
可穿戴傳感器可以嵌入到服裝、眼鏡、鞋子和手表，或者直接定位身體[5]。可植入的無線可辨識設備可以用于保存健康記錄，有助于在緊急情況下挽救老年人的生命，尤其適用于有糖尿病、癌癥、冠心病、中風、慢性阻塞性肺疾病的老年人。對于有智力障礙的老年人，可以讓其佩戴RFID手環，并配合門禁系統來記錄老人的行蹤。另外，家人可以讓RFID手環和遠程醫療服務系統、3G無線通信技術與生理信號結合使用，使老年人在任何地點、任何時間都能夠和醫院取得有效的溝通，大大提高緊急醫療服務的效率，節省等待時間，爭取黃金救援時間。
基礎設施傳輸系統是利用現有的家庭基礎設施及其電氣系統來協調和監測老人的一些活動。如對于跌倒的檢測，美國佛羅里達州立大學研制的iFall利用內置在手機里的三維加速器，通過基于閾值的跌倒檢測算法來判斷老年人是否跌倒。它是計算三個維度的加速度合成，如圖1中曲線所示[6]，在發生跌倒的瞬間，由于失重原因是合加速度小于G；而在倒地的瞬間，對地產生了很大的沖擊，使得合加速度突破閾值上限。通過在預設一個時間區間內利用閾值上限和閾值下限可以很好的檢測到老年人跌倒這一過程。
1.2 遠程醫療服務
在智能家居醫療服務的系統中，遠程醫療提供了一種全新的醫療模式，它將計算機技術、多媒體技術、互聯網技術相結合，提高診斷與醫療水平，滿足廣大老年人的健康和醫療需求。廣義的遠程醫療主要是以檢查診斷為目的的遠程醫療診斷系統、以咨詢會診為目的的遠程醫療系統、以教學培訓為目的的遠程醫療教育系統，以及用于家庭病床的遠程病床監護系統[7]，如圖2所示。一種基于ARM 的智能家居遠程監控系統解決了傳統智能家居系統不足之處，具有很好的實用價值[8]。
對于很多身處偏遠地方（農村、山區）的老人，醫療條件相當落后，遠程醫療為這個難題提供了一個解決辦法，老人只需在家中配備一臺應用了家居物聯網技術的心電測試儀，無論是在白天或深夜，只要把儀器放在胸口或手掌上，十幾秒內就能采集心電圖，圖像信息將通過無線網絡傳送到醫療中心，幾分鐘內醫療中心將反饋診斷意見。
2 智能家居的面臨的挑戰
本文結合智能家居在老年人醫療中面臨的三大問題——技術水平、實際應用、倫理道德進行分析。
2.1 技術水平考慮
從技術的角度來看，目前家居物聯網在醫療對象方面僅限于單一的老人。智能家居系統進入現實世界的住宅還有很大的難度，特別是臨床醫療。RFID技術可以成為解決此難題的關鍵技術之一，但它要求人們攜帶一個RFID標簽。日本AGH（Aware Group Home）組織開發的一個基于多人的RFID傳感系統，可以單獨地檢測每個人的地點和活動情況。他們在老年人的拖鞋里嵌入RFID標簽，通過鋪設在客廳和走廊上的天線感知到不同人的位置信息，該系統還能夠為每個老年人生成一個活動日志并告知老年人一些正常的活動[9]。即使RFID或類似的技術支持個人識別和個人定位功能，但是當前智能家居系統的識別算法都是基于單個老年人的情況下設計的，在多老年人或群居性老年人的情況下，不能簡單地把情況概括為多個老年人活動的交錯。
另一個技術挑戰是，家居物聯網在老人醫療方面的應用主要是監控老年人在家里的日常生活或檢測老年人的生理指標變化。當前的家居物聯網設計，忽視了傳感器感知時間的滯后、傳感器感知錯誤等情況，也沒有給出老年人跌倒、失蹤、突發疾病等一系列緊急情況的后續解決方案。
還有很多其他的技術問題，比如如何快速處理海量的感知數據，實時數據分析；如何保證傳感器長期的可靠性；智能家居系統管理的健壯性以及維護問題等[10]。在這些技術問題沒有得到解決之前，智能家居系統將很難在老人醫療方面取得很大的進展。
2.2 實際應用考慮
目前，大多數智能家居系統的設計僅停留在理論研究上，沒有考慮到實際應用中的因素，更沒有給出實際應用的解決方案，使智能家居系統的實用性不強。
TigerPlace團隊設計的方案在一定程度上可以體現智能家居系統的可行性和實用性，老年人的家庭成員和衛生保健提供者可以涉及在智能家居系統的各個階段，包括設計、實現和測試階段。他們成立的觀察小組可以解決老年人的許多實際問題，他們設計的家居系統充分考慮到老年人的易操作性，能適應老年人不斷變化的需求，記錄老年人的信息生活方式、心理的影響因素[11]。觀察小組通過檢測發現問題并及時改正，以達到家居系統全面性。如他們可以觀察傳感器安裝在廚房是否會干擾老年人的日常活動或造成視覺障礙，根據必要性，對家居系統進行完善。
2.3 倫理道德考慮
物聯網技術能成功地融入到老年人的日常生活中，在很大程度上取決于用戶的認可以及它對日常生活的影響。在老人的RFID的識別系統中，標簽可能被預先嵌入到物品（如床具）中，在掃描、定位時會不可避免的涉及到老人的隱私，所以在智能家居系統中，隱私是老年人最擔憂的問題。
TigerPlace團隊在采訪關于老年人接受被監控情況時發現，老年人原則上不喜歡有攝像頭全程監控，但如果在對自己生活影響比較小，他們愿意接受自己被監控。對視頻數據的訪問權也是一個難以解決的問題，大多數老年人都愿意把收集的數據分享給專家和他們的親人。然而，他們卻擔心別人可能誤解他們在監控中的某些行為，這些解釋不清的行為會令他們感到不安。此外還可以研發具有選擇性的智能傳感器，只感知所需要的數據而隱藏不必要的數據，比如，有必要時可以隱藏某些視頻信息和不雅動作的運動電流。
3 結 論
物聯網作為信息技術革命的主要推動力，其產業發展和在智能家居方面的應用均面臨著歷史性的機遇。要不斷突破RFID關鍵技術、傳感器關鍵技術、云計算技術；構建具有魯棒性強，可用性好，可靠性高的物聯網基礎設施；解決好智能家居醫療服務中的隱私問題；才能更快更好的促進智能家居的發展。
同時，基于家居物聯網技術的智能家居系統對于完善老年人醫療服務功能、增強我國醫療衛生領域的科技水平、彌補家庭醫療資源不足、平衡醫療區域差異等具有非常重要的作用。
