基于JetsonTK1平台的家庭智能健康看护系统研究与实现

雷亚辉　周琳

摘要：文中主要介绍家庭健康智能看护系统的发展，详细阐述了家庭智能看护领域的背景意义、研究目的、采用的主要技术及其特点，并且对基于Jetson TK1平台的家庭智能健康看护系统的原理和实现进行了详细解析。目的在于贯彻并实施预防为主防治结合的健康思想。

关键词：家庭健康智能看护；数据采集传输；数据可视化；Jetson TK1

中图分类号：TP391.41 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2018）01-0088-01

1 引言

据前瞻产业研究院《2016-2021年中国医疗服务行业市场前瞻与投资规划分析报告》显示，随着国民经济的不断发展，我国用于医疗服务的卫生总费用快速增长；可以看出近年来，随着人均收入和人们健康意识的提高，人们更加重视疾病的预防，使得我国医疗机构诊疗人数持续增长，进而使得医疗行业的刚性需求不断增长。但在目前，仍有许多人死于身体健康疾病，因此，预防以及发现身体问题是必要的；所以设计一个看护平台，只需要看护系统就可以方便在家就可根据采集的信息进行判断人体的身体状况了，就可以随时预防和改善自己身体状况；现如今也有许多家庭看护应用，但都还不完善，未来在这领域的产品与系统肯定会日趋丰富，提供有效的低成本家庭健康看护系统，实现对家庭成员的健康实时监护，不仅能够预防疾病，而且可以极大降低家庭医疗费用支出，具有非常重要的意义。

Jetson TK1是NVIDIA嵌入式Linux开发平台，是针对嵌入式系统应用释放GPU的潜能。它以革命性的 NVIDIA TegraK1 SoC为基础构建，并且使用相同的NVIDIA KeplerTM计算核心，该核心专为全世界的超级计算机而设计。这提供了一款全功能NVIDIA CUDA平台，用于快速开发和部署面向计算机视觉、机器人技术、医疗和更多领域的计算密集型系统。本文提出一种基于Jetson TK1平台的家庭智能健康看护系统，从家庭健康数据的监护出发，搭建低功耗高性能家庭私有服务器，整合血压、血糖、睡眠质量和心率等数据，对这些数据进行可视化建模，并开发移动端APP对数据进行展示，能让用户更直观更方便的了解自身的健康状况。

2 基于Jetson TK1平台的家庭智能健康看护系统

该系统主要模块包括基于用户的身份验证、健康数据的采集与存储、服务器的搭建、数据的分析处理和移动端的开发。系统整体流程如图1所示：

2.1 基于人脸识别的用户身份自动匹配

该模块主要实现基于人脸识别技术的用户身份自动匹配，使后续采集的健康数据能与家庭成员一一对应。通过把摄像头采集的视频数据传输至服务器，经过人脸识别技术处理，与家庭用户进行实时匹配。人脸识别：是基于人的脸部特征，对输入的人脸图像或者视频流，首先判断其是否存在人脸 ， 如果存在人脸，则进一步的给出每个脸的位置、大小和各个主要面部器官的位置信息。并依据这些信息，进一步提取每个人脸中所蕴涵的身份特征，并将其与已知的人脸进行对比，从而识别每个人脸的身份。

2.2 不同用户的健康数据采集、传输和存储

该模块包括血压、血糖、血氧、体重、脂肪和睡眠等健康数据的采集。使用医疗智能穿戴搜集并将数据传输和存储到服务器，跟踪并管理这些健康数据。

2.3 基于Jetson TK1的低功耗高性能私有服务器搭建

考虑到保护家庭成员的隐私问题，搭建了以家庭为单位的私有服务器。但是私有服务器是长期不断电使用，还有针对第1个模块利用人脸识别技术实现用户的自动匹配，必须要考虑到服务器的低功耗和高性能问题。往往性能的提高不可避免的使得功耗的提高。而NVIDIA开发的Jetson TK1嵌入式开发套件很好的解决私有服务器在功耗和性能上的问题。

2.4 健康数据分析

该模块包括了构建全面直观的健康数据的可视化模型和构建可靠的健康状况预警系统两个小模块。使用医疗智能穿戴搜集、跟踪并管理血压、血糖含量、体重、脂肪含量、睡眠质量、体温和心率等数据，进而对数据进行系统的分析、管理和潜在价值的挖掘，经过一系列的处理，能够将结果及时地反馈给用户，使用户能及时了解自身的健康状态。

2.5 移动端开发与数据推送

为了方便用户的使用和健康状况管理，系统基于安卓和iOS均开发了移动客户端，系统采集的原始健康数据和分析处理后的统计结果在移动端上的展示。

3 结语

本文首先从健康问题出发，阐述了家庭健康智能看护系统设计及实现的重要性和必要性，针对现有家庭健康监护的不足，结合智能硬件、数据挖掘算法及Android/IOS技术，开发一套基于Jetson TK1平台的家庭智能健康看护系统，从家庭健康数据的监护出发，搭建低功耗高性能家庭私有服务器，整合血压、血糖、睡眠质量和心率等数据，对这些数据进行可视化建模，并开发移动端APP对数据进行展示，能让用户更直观更方便的了解自身的健康状况。为其在就医时，能够帮助医生对被监护者的睡眠质量给出有效的评价提供支撑。

参考文献

[1]Bruce Eckel.Java編程思想（第4版）[M].北京：机械工业出版社，2007.

[2]李宁.Android应用开发实战[M]：机械工业出版社，2013.

[3]王江伟.Apache服务器配置与使用工作笔记[M]：电子工业出版社，2012.