张瀚文 刘润湘 金哲祺 张楚楚 黄琬童 严棋耀 徐庆钟 邹永久
摘 要：随着我国经济的迅速发展，人口老龄化也随之出现。问题的解决势必需要政策的扶持以及科技的帮助。基于此，为帮助身体不便的老人更好的生活，意图通过单片机的信号处理及其它元器件对信号的接受及反馈，将一键呼救、床体恒温、排泄等功能集合到一张护理床中，从而在一定程度上满足老人的生活需求，为助老爱老做出一份贡献。
关键词：智能护理床 三位一体控制 床体恒温 助老科技
中图分类号：TH77 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2021）01（a）-0043-04
Abstract：
With the rapid development of China"s economy， the aging of population also appears. The solution of the problem will need the support of policy and the help of science and technology. Based on this， to help the body inconvenience of old people live better， our intention through the signal processing of single chip microcomputer and other components of the signal to accept and feedback， will be a key for help， the bed body temperature， discharge functions such as collection to a smart care bed， which meet the demand of the old man"s life， to some extent for helping and loving the aged to make a contribution to the support.
Key Words：
Intelligent nursing bed; Trinity control; Constant temperature of bed; Technology for the aged
“空巢老人在家中悄然离世”、“老人半夜起床摔伤无人援助”等社会现象层出不穷，养老问题日益凸显。随着未来人口老龄化加重，面临巨大的老年人服务市场，与人一天相伴1/3时光的床格外瞩目。
纵观世界老年人产品市场我们可以发现国外老人床市场比我国市场成熟许多。美国在新兴养老科技领域的核心专利占比为36.39%，英国4.41%为第二，日本以4.03%位居第三，但世界上拥有老人最多的中国在老年人服务领域却与这些国家相距甚远。
为此，欲打造出一款“新型床”，旨在既能满足行动不便的老人的大部分生活需求，又能随时监测老人的健康状态。
1 理论基础
人口统计数据显示[1]，我国从1999年进入人口老龄化社会到2017年的18年间，老年人口净增1.1亿。预计到2050年前后，我国老年人口数将达到峰值4.87亿，占总人口的34.9%。
一个国家或地区65岁以上老年人口占人口总数的7%，即意味着这个国家或地区的人口处于老龄化社会。这意味着我们在2002年开始就已经逐步迈入这一阶段;中国老年人口的消费潜力将从目前的4万亿元左右增加到106万亿元左右，占GDP的比例将从8%增加到33%。由此可知，老年消费者的购买力也在不断增加，市场前景巨大：“银发经济”已经到来。
2 预实现功能
智能护理床的设计是为了方便老年人的生活，故产品被期待完成下述功能：
（1）一键呼救：在老人有危险时可以自动通知医院及家人，以得到及时的救助。
（2）床体恒温功能：床体保持相对稳定的温度，以免气温的变化让老人感到不适。
（3）排泄功能：在老人有需要时，辅助老人完成排便过程并予以妥善处理。
（4）App+智能语音控制+床边按钮控制：床体可以由App、语音及床侧的按钮控制。
3 产品结构
床体（见图1、图2、图3）的床上部分由四块床板构成，中间两块床板可向两侧拉动，露出下方的排泄系统。在排泄过后，排泄系统下方的可控冲水龙头和烘干机能够完成清洁功能;上半部分的床板可折叠，在其他部分的帮助下使老人安全地完成起身动作;床头配备有一键呼救按钮和语音控制模块，方便老人在有需要时的使用;床侧附有健康检测器可以实时监测老人的健康情况;床体配备的静音水泵、恒温阀，通过在水箱内注入温度恒定的清水，达到床体恒温功能。
4 产品原理
4.1 一键呼救功能原理
一键呼救功能的主体为可视呼叫装置（见图4），每个装置都有自己独特的编号。在每安装一张床时，将可视呼叫装置通过网络与云服务器连接，同时将个人信息进行绑定，可视呼叫装置和服务器通过无线传输的方式连接急救中心。当用户进行求救时，信号会同时发送到服务器和急救中心。
可视呼叫装置内设置有一键呼叫模块，所述一键呼叫模块连接所述摄像头，按下设置好的一键呼叫按钮即可进行拨号，接通的同时开启视频功能;同时，绑定相應编号的APP会通知手机持有者，让亲属得知使用者的情况。
装置设有无线通信（Wife）模块，APP通过此模块与装置实现绑定。一般情况下，用户的位置信息初始安装时，就存储在服务器中。可视呼叫装置连接设有GPS模块。当急救中心同时接到可视呼叫装置和服务器传输过来的位置信息时，以可视呼叫装置传输来的位置信息为准。
4.2 床体恒温功能原理
如图5所示，打开开关后，静音泵将安装在其中热水装置中的水缓缓压入水道，流经恒温阀时，需要水的温度达到预设的对人体睡眠最适宜的温度，恒温阀才开始放水。热水在水箱中需要经过我们所设置的双S型水道，它能充分利用水的热能，將之传递至床体。然后水流再经过水道流回热水装置。床体上的温度传感器会时刻将床体与水箱中水的温度信号传递给单片机，单片机再控制水循环系统持续工作。
4.3 排泄功能原理
图图6所示，触动开关后，单片机控制液压器将经过特殊设计的拼装水箱和特制可抽离床板往床外拉动，水箱在固定可传送滑轮（开启状态）上滑出床体一部分，被水箱下固定铁板挡住的废物进口洞打开，老人解决完后，手动按动开关，打开水箱下的一个出水口，3s左右时间后关闭，流出的水将废物冲进废物袋。同时自动冲洗装置启动，水箱中的水被小型泵压出水箱，流经喷头电阻开关时被加热成温水，然后冲洗老人的屁股，冲水停止后，吹风烘干机启动，吹出温度适宜的风将水烘干。最后，单片机控制特制床板和特制水箱恢复原位，滑轮抱死。冲水包扎废物。
4.4 “App+智能语音+床边按钮”三者控制功能的加入
如图7所示，App操控功能有其便利性，但由于有些老年人视力不佳，使用app控制床体功能未必方便，因此同时设计床侧按钮;此外加入语音控制系统主要是为了方便身体不适、子女不在身边的老人操纵床体。
5 项目前景
“人工智能”概念是在2016年真正普及的，各式各样的人工智能概念产品、应用层出不穷，尤其是智能家居市场，智能床、智能家电在中国迅速打开了市场，并保持着超高的增长率，整个智能家居产业前景广阔。智能床主要起源于欧美地区，作为参照，中国智能床行业发展可期。
现今智能床主打两个人群市场，一是白领市场、二是失眠人群市场，而老年市场的空缺，无人填补。在我国，智能床生产企业大多规模不大，科技技术有待提升，老年智能床市场是一块很大而未被分配的蛋糕。从产品本身及市场需求两方面来看，老年智能床市场潜力巨大，社会影响力较大、目前业内竞争较小，专家相信，随着对于老年智能床越来越多的研发和投入，在不久的将来，老年智能床将逐步成为“大众产品”。
6 结语
护理床的设计不是一种无目的的行为。时代在发展，人们看待事物的角度也在发生着变化。在日趋智能化的当下，仅仅设计一款养老床位是远远不够的。还需要考虑受众心理，尤其是要着重思索方便大众的设计。这样，以此为核心开发出的功能才能符合现代社会的可持续发展要求，才能将护理床与顾客需求结合起来，做出一款紧跟时代科技，紧随大众意愿的智能护理床，让子女多一份放心，让家里多一份温馨，让我们的初衷得以实现-“关爱老人，子女无忧”。
参考文献
[1] 中华人民共和国国家统计局[Z].2020-8-4.
[2] 戴金祥，林涛，史新宝，等.基于移动端控制的多功能护理床系统设计[J].医疗卫生装备，2019， 40（7）：15-18，38.
[3] 朱爱洁.多功能智能护理床研制[D].合肥：合肥工业大学，2018.
[4] 韩振秋.老龄化问题应对研究[D].北京：中共中央党校，2018.
[5] 黄欣.基于专利情报分析的国内外老年智能康复辅助器械行业发展预测研究[D].兰州：兰州大学，2019.
[6] 时瑞华.医院信息服务系统中雾计算的设计与应用[J].微型电脑应用，2019，35（12）：141-144.
[7] 李云.线性驱动产品在医护行业的市场分析[J].科技与创新，2016（18）：54-55.
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