隨著我國經濟水平的提高,人們的生活質量有了很大的提高,居住條件也得到很大改善。人們對住宅的關注已經不再局限于居室面積、周邊環境、地理位置、交通等方面。隨著網絡經濟時代的到來, “智能化”已經成為新世紀全新生活方式的根本保證。人們把更多的興趣和注意力放在與外界溝通、信息服務、安全防范、物業管理等方面,這就要求傳統的住宅小區采用先進的科技手段延伸服務功能。 在社會信息化飛速發展的今天“智能化”正是在這種理念下不斷發展進步。
20 世紀 90 年代初期,美國、歐洲和東南亞等經濟比較發達的國家先后提出了“ 智能住宅”(Smart Home) 的概念,其基本思想就是將家庭中各種與信息相關的通訊設備,家用電器和家庭保安裝置通過家庭總線系統 HBS( HomeBus System) 連接到一個家庭智能化系統上, 以進行集中的或異地的監視、控制和家庭事務性管理,并保持這些家庭設施與住宅環境的和諧與協調。在我國,智能化起步較晚,我國的智能住宅始于 20 世紀 90 年代,是在小康水平的居住區基礎上形成的。90 年代末,我國的國民經濟處于持續、健康、 穩健的發展階段,正是由于技術與市場雙方面的進步與發展才使得我國的智能化小區成為必然的趨勢。
當今,結合網絡技術的應用,智能化已經發展非常成熟,且滲透在各個領域:醫療、交通、教育、環境等方面。研究其背后發展的邏輯,不難看出,智能化的發展均是服務于建筑健康的,與我們身心健康有著密切的關聯。據統計,一線城市由于生活的快節奏導致70%的人口處在亞健康的狀態下,一線城市的消費者有意愿為自己居室空間的健康預防、預警進行買單。隨著物聯網、大數據、云計算的快速發展成熟,智能設備在居室健康及健康預警領域的應用迅速展開。智能健康家居、智能健康社區、智能健康城市,這三部分形成了完整的健康集群,下面逐一介紹三個層級中的智能設備對健康的影響。
一、智能健康家居
什么是智能健康家居?簡單來說,就是利用物聯網、計算機技術將室內中的各子系統(照明、空調、冷熱水、安防等)集成在一起,通過手機或pad控制各用電設備,從而給用戶營造生理與心理健康的室內居住空間。智能健康家居主要包含:電動窗簾、智能鬧鐘、智能魔鏡、智能體重秤、智能冰箱、智能水槽、智能家居安防等。其中,影響生理健康的智能設施有:智能鬧鐘、智能魔鏡、智能冰箱、智能水槽,影響心理健康的智能設施是智能家居安防。我們以居住者的一天的生活規律進行模擬:
清晨,我們在睡夢中自然醒來。電動窗簾會根據室內光線照度自動打開,而智能鬧鐘則會通過對睡眠質量監測、評分,得出睡眠日志,判斷睡眠是否需要改善,并跟蹤了解最適合的睡眠模式、環境等。
在衛生間,魔鏡會給我們推送最新的新聞資訊、交通情況、天氣信息等。體重秤上的指標感應數據會將體重分析顯示在魔鏡上。通過對健康數據的分析,合理制定今日的食譜,并把食譜數據傳送到智能冰箱上。
智能冰箱收到食譜數據后,自動檢測冰箱內缺少的食物種類并提醒業主進行購買。智能冰箱也可讓用戶隨時隨地了解冰箱里食物的數量、保鮮保質信息,提醒用戶定時補充食品。研究表明,經常食用新鮮的水果和蔬菜是健康飲食的基礎,可以降低癌癥、糖尿病和肥胖癥發生的風險。美國人飲食指南建議每人每天至少攝入4分水果和蔬菜。據統計,全球每年約270萬人因水果、蔬菜攝入不足導致死亡。
由于現代農業技術在植物種植中會使用大量農藥,導致水果、蔬菜等成品中會有大量農藥殘留成分。智能水槽可以通過超聲波技術有效去除果蔬上的殘留農藥,保障家人的健康。
智能健康家居對心理健康的影響體現在安防報警功能,通過家中的智能家居安防,用戶的心理健康指數會有很大提高。智能家居系統能夠讓用戶利用智能手機隨時隨地查看家中的實時畫面,監視家中的一舉一動;入侵探測器能夠對非法入侵進行探測并進行及進報警,當傳感器被觸發時,報警主機也會發出報警鳴笛提醒發生異常現象,而該報警信號也會通過家庭終端或樓宇管理系統發送至物業部門;家庭安防報警系統可以在當用戶離開家后自行啟動,處于“備戰”狀態,當觸發報警后,會通過終端控制系統顯示報警類型,例如門窗報警、煤氣報警、煙霧報警等。
二、智能健康社區
智能健康社區,是利用物聯網、云計算、移動互聯網等新技術的集成應用,為社區居民提供一個健康的的生活環境,從而形成基于信息化、智能化社會管理與服務的一種新的管理形態的健康社區。智能健康社區是智能健康家居的上一層級,旨在環保、人性化、個性化的基礎上,考慮人們生理與心理的健康因素,來創造一個有利于居住,舒適健康的生活環境,同時又帶給人們心理上滿足、寧靜、愉悅的人文關懷,讓人們的生理層面和心理層面都感到自然和諧的適宜居住的生態環境。主要包含:智能社區照明、智能社區醫療、智能社區安防等。其中,影響生理健康的智能設施有:智能社區照明、智能社區醫療,影響心理健康的智能設施是智能社區安防。
智能社區照明:人們夜晚活動的現象較為普遍,但園林的夜景照明對人們健康的影響不容忽視。光照太強不利于我們的正常休憩,光照太弱則不利于我們夜間行走。在保證效果、滿足功能性、美觀性的同時,應將照明的光線控制在被照區域內,且滿足夜晚行走的舒適照度值,限制燈具產生的干擾光。智能照明就是根據色溫和照度的自然同步變化,從設計理念更加注重視覺感知亮度,從而讓人們在視覺上更加舒適。
智能社區醫療:在社區層面我們設置社區醫療小站,對社區內的老年人及兒童定期的進行體檢,并把體檢數據儲存在云端。社區內的業主也可以通過訪問社區健康云端把自己的佩戴的便攜式健康設備的數據實時傳送到云端。社區醫務人員可實時查看業主的健康數據,當業主的健康數據出現異常時,醫務人員可及時的給業主發出健康預警信息并提示業主進行健康檢查。若業主需要社區醫療站可直接替業主進行醫院的預約掛號。預約成功后提醒業主及時就診。而對于社區內老年人群體進行重點監控,可以為帕金森老年人和兒童配置健康手環。設置在一定的范圍內活動當超出活動范圍后,可及時發出報警。而當便攜式健康設備監測到老人的心率異常時可自動撥打急救電話。而社區醫護人員可查閱后臺數據庫中老人近期身體健康信息, 進行數據分析,并同步把老人的身體信息上傳至相應醫療機構。從而使醫務人員隨時掌握病人的病案信息和最新診療報告,快速制定診療方案,實現醫務人員、患者、照料人員之間的互動。
智能社區安防:通過在園區內設置“第一道防線”可以有效防止非小區人員隨意進出小區,為小區營造良好的環境,使用戶的心理健康指數大大提高。主要包含:電子圍欄、視頻監控、電子巡更、門禁等。
三、智能健康城市
智能健康城市是依托對城市居民的健康管理,城市級的健康管理是在社區級健康管理的基礎上,形成城市健康管理檔案。當前,我國職工醫保、城鄉居民醫保和新農合參保人數已超過13億,在這張全世界上****的基本醫療保障網 內,如何對居民的健康情況進行精細化的管理是一個巨大的挑戰。運用信息化、物聯網技術,居可獲得優質的健康服務、連續的健康信息和全程健康管理。智能健康城市主要包含:智能環境監測、智能水質監測、智能城市交通、智能城市教育、智能城市醫療。
智能環境監測:我們擬定一個物聯網下環境污染智能監測系統,該系統通過傳感器硬件平臺準確收集多樣性污染源信息, 減少出現誤差的概率, 以及利用系統模塊化設計思想完成系統軟件的設計, 實現對環境污染的實時化、智能化監測。該系統的監測準確性要高于傳統環境污染監測系統,具有良好的實時性和應用性,滿足人們的實際要求。環境污染源數據具有多樣性, 造成傳感器類型也是多種多樣, 因此系統一個****特征是能對環境污染的多個指標進行監測。例如, 空氣污染數據、水污染數據、PM2.5數據等。這也就要求數據中心層的服務器需要有相應的數據分析、處理能力, 以減少環境數據的多態性和異構性。用戶利用環境監測應用軟件實現人機交互,還可以設置好環境指標, 當監測到的環境指標超值時, 軟件會向用戶發送警報, 告知用戶監測指標不合格, 然后給出相應的防治建議。通過對環境中的一項指標(污染源中顆粒物)平臺仿真模擬,把該系統放置在某監測點進行監測。實現了對環境污染的實時, 自動監測,在環境預警、監管、污染溯源等方面提供了保障。當前我國城市空氣質量堪憂,通過對大氣污染的智能監測,將空氣中可吸入顆粒物的含量、有害物質的含量,實時傳輸將監測器上的數據傳送到氣象中心,再通過電視新聞中心等媒介傳遞給市民,給市民實時動態的健康提醒。
智能水質監測:近年來由于經濟的快速發展,城鎮化進程的加快,企業廢水和城鎮污水大都未經處理隨意排放,導致排污河道兩岸大面積污染,而后又通過地表水下滲而嚴重污染地下水體。而智能水質監測系統應用于水資源循環利用的各個環節,實現對飲用水及生產、生活污水水質的實時連續監測。該系統在及時掌握水源地水質狀況、預警重大或突發性水質污染事故、保障飲水安全、控制污水達標排放等方面發揮了重要作用。通過智能傳感器對地下水的水位、水溫、水質、水量參數進行監測及數據采集,利用嵌入式單片機完成對數據進行處理,不斷收集現場設備的運行參數、狀態、故障及實時監測的信息,由數據模塊實現數據的無線傳輸,構成一個用于地下水動態監測的智能傳感器網絡。利用智能水質監測系統,通過對水源地及飲用水的水溫、溶解氧、PH、鹽度等參數的實時監測,可以將采集的數據上傳主機,實現多系統聯動,快速應對突發性水污染事件,及時發布健康信息給市民。
智能城市交通:智能交通系統是基于物聯網架構,融合了感應線圈、微波、視頻、地磁等各種固定交通信息采集方法,結合公交車、出租車等服務車輛的日常運營情況,采用車載定位裝置和浮動車檢測技術的無線通信技術,實現車流路段,交通流量,出行時間,平均速度等交通信息元素進行實時全面訪問。智能城市交通是集通過實時獲取路網交通信息,利用無線傳輸,數據融合,數學建模,人工智能等技術,結合公安系統實現交通擁堵預警,公交優先,公交車輛和專用車輛最優路徑規劃,動態控制和應急交通管制功能。用戶通過手機APP上顯示的交通擁堵路段,可以選擇自行車作為交通工具。騎車不僅能夠鍛煉身體、促進體內血壓血液的循環,還能夠低碳環保,實現綠色出行。有了“交通大數據”,交管部門就能夠協同計算區域所有車道的流量數據,形成該區域各個路口的信號燈配時方案,算出該讓誰先走,實現整個區域的交通流量****化,降低區域內車輛、行人在路口的等待時間,有效提升區域內的通行效率。此外,該系統能夠自動檢測行人闖紅燈違法行為,并通過LED屏現場顯示和語音自動提示功能進行現場警告;同時,對涉嫌行人闖紅燈違法行為進行記錄,公安交警部門事后查證后進行處理,從而減少事故發生。
智能城市教育:在今年教育部發布的《教育信息化2.0行動計劃》中,“智能時代的教育從教育理念、教育方式、教育內容、教育目的等方面要有更大幅度的改革和轉變。”智能教育的特征主要包括連通、感知、交互、適配、記錄和整合等特征。通過網絡(寬帶網絡、無線網絡)和移動設備,營造一種無縫連通的學習空間“云平臺“,基于各類基礎信息,為學習者提供精準的、個性化的學習資源和服務,學習者可以通過網絡線上學習。
智能城市醫療:近些年,醫療信息化呈現出新的發展趨勢,信息全方位、多層次覆蓋了整個醫療體系,跨區域的遠程診斷和治療,改善整個醫療業務的運作方式。物聯網技術應用在遠程醫療中,通過異地傳輸語音、圖像等數據,繼而實現“面對面”診療。利用傳感技術,將一枚大至手機或小到指甲片大小的傳感器貼在患者身上,傳感器的一個終端嵌入和裝備到醫療檢測設備中,醫生通過自己的手機或電腦連接到另一終端后,可隨時隨地實現對病人的檢查、診斷和治療。醫護人員還可以實現心電監護、心肺功能及呼吸監測,實時獲得病人的生理特征。該系統包括智能社區醫療和公共醫療兩部分。智能社區醫療將社區醫療信息收集、處理、傳輸至城市中的醫療科研機構、衛生監管部門后,可以獲取城市層級的治療。智能城市醫療主要服務包括遠程探視、遠程會診、自動報警、臨床決策、智能處方,從而為患者提供全系統治療服務。
智能城市安防:如今,智能安防已經不再像是過去那樣只是城市的一個點綴,而是成為了真正的核心,AI+安防系統取代了傳統的安防措施。智能安防也從過去簡單的安全防護系統向城市綜合化管理體系轉變,涵蓋了眾多領域,比如:智能化監控、智能社區、智能建筑、機動車輛監控、以及城市管理系統、交通管理系統、應急指揮系統等等。這些安防設施有效地預防、制止違法犯罪行為和重大治安事件,維護著城市的治安穩定。