بکار بردن اینترنت اشیا در خانه های هوشمند برای مراقبت های بهداشتی
شابک پرینت: 9781479988686 وبسایت مرجع 23 رفرنس دارد
14,500 تومانشناسه فایل: 7023
چکیده
مقاله در مورد استفاده از اینترنت اشیا (IoT) برای مراقبت های بهداشتی شخصی در خانه های هوشمند ارائه شده است. یک ساختار و معماری IoT در این مقاله ارائه می شود که امکان چنین خدمات بهداشت شخصی را امکان پذیر می سازد. نظارت مستمر بر پارامترهای فیزیکی و پردازش داده های پزشکی پایه های یک ساختار سلامت شخصی هوشمندتر و به هم پیوسته را تشکیل می‌دهد. ویژگی های اصلی ساختار IoT با استفاده از سرویس های وب مبتنی بر انتقال وضعیت بازنمودی (RWS) به مشتریان ارائه می شود. مسائل اصلی مورد بحث در مقاله عبارتند از (i) ارائه رویکردی یکپارچه برای کشف، مدیریت و تعامل با دستگاه های فیزیکی (ii) استفاده از چارچوب اندازه‌گیری ماشین به ماشین (M3) برای تولید مفهوم سطح بالا از سنسورهای پوشیدنی (iii) ترکیب داده‌های انتقالی بین سنسورها با استفاده از M3 و (iv) کنترل دستگاه های اتوماسیون خانگی بر اساس اطلاعات سنسور سلامت. پیاده سازی نمونه اولیه و ارزیابی عملکرد اجزای معماری مورد بحث و بررسی قرار گرفته است.
مقدمه مقاله
تخمین زده شده است که جمعیت جهان تا سال 2050 به اندازه 2.3 میلیارد نفر افزایش خواهد یافت. برای آماده شدن بیشتر برای چنین واقعه ای، صنعت سلامت شخصی در حال حاضر در حال تجربه تغییراتی است. صنعت مرتبط با سلامت شخصی در حال تغییر از وضعیت واکنشگر به یک وضعیت کنشگر بر حسب تشخیص زود هنگام شرایط، مدیریت سلامت و جلوگیری و سلامت طولانی مدت است. برای تبدیل کردن این دیدگاه به واقعیت، کنترل شرایط سلامت شخصی و مدیریت سلامت افراد باید در اولویت قرار گیرند. هدف تامین خدمات سلامت بهتر و بهبود کیفیت زندگی شهروندان به طور اتوماتیک ما را به سمت تکنولوژی اینترنت اشیا (IoT) رهنمون می شود. این تکنولوژی نقش کلیدی در بررسی، توسعه و تداوم خدمات و راه حل‌های سلامت شخصی هوشمندانه تر و متصل تر نقش اساسی بازی می کند[11]. این خدمات می توانند منجر به کنترل مداوم شرایط فیزیکی و پردازش اتوماتیک آنها شوند. این کنترل ها منجر به تولید وقایع بررسی شده‌ای می شوند که منجر به کشف شرایطی مانند فشارخون بالا، استرس و غیره می شوند[12]. پیش بینی ماشین‌های ذخیره مناسب برای ذخیره وقایع، نهایتا منجر به تشکیل رکوردهای سلامت الکترونیکی می‌شود(EHR)[1]. این کار بعلاوه پزشکان و بهدارها را قادر می سازد تا تشخیص بهتری از بیماری داده تشخیص زودهنگام شرایط فیزیکی را در زمان نزدیک تر مقدور می سازند. در نتیجه یک دنیای جدید ساخته می شود که در آن IoT با هوش محیطی به منظور ارائه خدمات سلامت شخصی برای افراد ناتوان و پیر در خانه های هوشمند ترکیب شده است. این نوع زندگی را زندگی کمک گرفته شده توسط محیط (AAL) می‌نامند. اما دستگاه های M2M که در خانه های هوشمند یا انستیتوهای پزشکی بکار گرفته می شوند غیر همگن و چند وجهی هستند و طوری طراحی شده اند که قیمت کمی داشته و منابع محدودی را لازم داشته باشند. بنابراین این دستگاه ها نمی توانند مستقیما پردازش داده های پیچیده را انجام دهند، منابع ضروری را کشف کنند، داده ها را در حافظه ذخیره کنند، به طور اتوماتیک خودشان را مدیریت کنند یا مکانیسم های امنیتی پیشرفته ای را بکار گیرند. این وضعیت چندین چالش را برای بکاربردن IoT در سلامت شخصی خلق می کند و این هدف این مقاله بررسی همین چالش ها است.
این مقاله یک ساختار و معماری IoT را تشکیل می دهد که خدمات سلامت شخصی هوشمندتر و متصل به هم را برای افراد داخل خانه‌های هوشمند به ارمغان می‌آورد. کنترل مداوم پارامترهای فیزیکی با استفاده از حسگر پوشیدنی بسیار ضروری است. این حسگرها متناظر با دامنه سلامت الکترونیکی هستند. ما حسگرهایی را نیز در نظر می گیریم که در دامنه خانه های هوشمند به منظور به دست آوردن درک عمیق تری از محیط شخص بکار می روند. این کار باعث می شود که به ساختار کنترلی اجازه داده شود تا داده های اندازه گیری حسگرها از دامنه های مختلف را ترکیب کند. این ساختارها می‌توانند برای ارائه راه‌حل‌هایی مانند تنظیم اتوماتیک دمای اتاق برای یک شخص که سرماخوردگی دارد استفاده شوند که این تصمیم بر اساس دمای بدن که توسط حسگر پوشیدنی اندازه گرفته شده است گرفته می شود. تکنولوژی های دستوری برای ترکیب داده های حسگرهای مختلف از دامنه های مختلف و تولید هوش قابل اعمال استفاده می شوند. این کار با استفاده از ساختار اندازه گیری ماشین به ماشین(M3) انجام می شود[21]. مسائل مهم در این مقاله عبارتند از (i) تامین یک روش واحد برای کشف، مدیریت و تعامل با دستگاه های ناهمگن جاسازی شده در دامنه های سلامت الکترونیکی و خانه هوشمند، (ii)، استفاده از ساختار M3 برای تولید مفهوم سطح بالا از داده حسگر، (iii) ترکیب داده حسگر از دامنه های مختلف برای تولید راه حل های سلامت نوین، (iv) کنترل دستگاه های اتوماتیک خانگی بر مبنای سلامت شخصی، (v) تعامل با دستگاه های M2M بدون توجه به تکنولوژی های ارتباطی.
بقیه مقاله به این شرح است. کارهای مرتبط در بخش II تحلیل شده اند. بخش III یک ساختار عملکردی برای ارائه راه حل های سلامت شخصی ارائه می دهد. بخش IV بر بکارگیری ساختار نمونه و ارزیابی عملکرد تاکید دارد. بخش V جریان های عملیاتی را برای چند مورد استفاده ارائه داده و نهایتا مقاله در بخش IV نتیجه گیری می شود.
ABSTRACT Applying Internet of Things for personalized healthcare in smart homes
The paper advocates for applying Internet of Things (IoT) for personalized healthcare in smart homes. An IoT architecture is presented which enables such healthcare services. Continuous monitoring of physical parameters and processing of the medical data form the basis of smarter, connected and personalized healthcare. The core functionalities of the IoT architecture are exposed using RESTful web services to the consumers. The main contributions of the paper are: (i) providing a unified approach for discovery, management and interaction with physical devices, (ii) utilizing Machine-to-Machine Measurement (M3) framework to generate high level abstraction from wearable sensors, (iii) combining cross-domain sensor data using M3 and (iv) controlling home automation devices based on health sensor information. Prototype implementations and performance evaluations of the architecture components are discussed.
Introduction
It is estimated that the world population is set to grow by an estimate of 2.3 Billion by 20501. Providing healthcare to them will become far more challenging. To better prepare for that, the current healthcare industry is under transformation. The industry is shifting from reactive approach towards health conditions to a more proactive approach in terms of early detection of conditions, prevention and long term health and wellness management. To realize the vision, health condition monitoring and management of individual wellbeing must be given the priority. To goals of providing better healthcare services and improve the quality of life of citizens automatically lead us to consider the Internet of Things (IoT) technologies. They will play a key role in envisioning, developing and maintaining smarter, connected and personalized healthcare services and solutions [11]. These services can enable continuous monitoring of physical conditions and their automated processing. This results in generation of processed events which could reveal conditions like high blood pressure, stress [12] etc. Devising appropriate storage mechanisms to store the processed events eventually leads to the formation of electronic health records (EHR) [1].
This further enables doctors and healthcare providers in better evaluating and facilitating early detection the physical conditions. As a result, a new era is being formed where IoT is combined with ambient intelligence to provide personalize healthcare services to the elderly and disabled persons in smart homes. This is known as Ambient Assisted Living (AAL). But the M2M devices deployed in smart homes or medical institutions are heterogeneous, multimodal, designed to be low cost and have limited resources. Hence these devices can not directly support complex data processing, discovery of necessary resources, keep a history of data, manage themselves autonomously or advanced security mechanisms. These create several challenges for applying IoT in personalized healthcare and the objective of the paper is to address them.
This paper provides an IoT architecture that enables smarter, connected and personalized healthcare and wellness services to the persons in smart homes. Continuous monitoring of physical parameters through wearable sensors is highly necessary. These sensors correspond to the eHealth domain.
We also consider the sensors deployed in smart home domain in order gain deeper understanding of the person’s environment. This in turn allows the architecture in combining sensor measurements from different domains. This could be utilized to provide solutions like automatically adjusting the room temperature of a person having fever which is deduced from (wearable) body temperature sensor. Semantic web technologies have been used to combine sensor data from different domains and generate actionable intelligence. This is accomplished using Machine-to-Machine Measurement (M3) framework [21]. The contributions of the paper are – (i) providing a unified approach for discovering, managing and interacting with heterogeneous devices deployed in smart home and eHealth domains, (ii) Utilizing M3 framework to generate high level abstraction from sensor data, (iii) combining sensor data from different domains to create novel healthcare solutions, (iv) controlling home automation devices based on the person’s health, (v) interaction with M2M devices regardless of communication technologies.
The rest of the paper is organized as follows. The related works are analyzed in Section II. Section III presents a functional architecture to provide the personalized healthcare solutions. Section IV focuses on prototype implementation of the architecture and performance evaluation. Section V presents operational flows for a few use cases and finally the paper concludes in Section IV.
- مقاله درمورد بکار بردن اینترنت اشیا در خانه های هوشمند برای مراقبت های بهداشتی
- استفاده از اینترنت چیزهای شخصی بهداشت و درمان در خانه های هوشمند
- پروژه دانشجویی بکار بردن اینترنت اشیا در خانه های هوشمند برای مراقبت های بهداشتی
- استفاده از اینترنت اشیا برای بهداشت شخصی در خانه های هوشمند
- پایان نامه در مورد بکار بردن اینترنت اشیا در خانه های هوشمند برای مراقبت های بهداشتی
- تحقیق درباره بکار بردن اینترنت اشیا در خانه های هوشمند برای مراقبت های بهداشتی
- مقاله دانشجویی بکار بردن اینترنت اشیا در خانه های هوشمند برای مراقبت های بهداشتی
- بکار بردن اینترنت اشیا در خانه های هوشمند برای مراقبت های بهداشتی در قالب پايان‌نامه
- پروپوزال در مورد بکار بردن اینترنت اشیا در خانه های هوشمند برای مراقبت های بهداشتی
- گزارش سمینار در مورد بکار بردن اینترنت اشیا در خانه های هوشمند برای مراقبت های بهداشتی
- گزارش کارورزی درباره بکار بردن اینترنت اشیا در خانه های هوشمند برای مراقبت های بهداشتی