基于区块链养老关键技术研究

柳亚输LIU Ya-shu

（泰州职业技术学院机电学院，泰州 225300）

0 引言

随着第七次人口普查的结束，最新的普查数据显示截至2020年我国的60岁以上人口比重为18.7%，远高于第六次人口普查的13.26%，65岁以上人口比重也由第六次人口普查的8.87%上升到13.5%[1]。随着我国老龄化程度的快速加深，养老问题成为一个不容忽视的问题。随着我国人口老龄化的快速发展，独守“空巢”的老人日益增多，他们的身体健康问题令人堪忧，能在远程及时了解他们的健康状况，发现问题及时就医成为家人的迫切愿望[2]。

社会老年化带来的社会问题日益显著，随着物联网技术、大数据技术的进步，如何利用高科技的发展，合理地整合、利用现有资源，并保证每个老年人有一个健康、舒适的晚年生活，已成为我们目前所急需解决的一个问题。2017年2月，工业和信息化部、民政部、国家卫生计生委印发《智慧健康养老产业发展行动计划（2017-2020年）》，计划在5年内建设500个智慧健康养老示范社区[3]。

以此为契机解决这样一个问题，一方面要研究开发更加先进、便捷的医疗设备；另一方面要针对老年人的特点，提高老年人的自我健康意识，利用区块链技术打造高效的智慧社区，实现对老人健康状况的智能检测、丰富其精神生活，提高服务的质量。随着区块链、大数据、物联网等技术的发展和应用，利用这些数字技术，帮助高龄老人、失能老人、半失能老人和空巢独居老人，进行智慧养老成为解决这一问题的一个有效的途径。

1 系统结构及功能

本文以社区养老和居家老年人为研究对象，构建基于区块链技术，集线下游戏模式、手机移动端、远程监控于一体的“智养云”智慧养老系统（图1）。对老年人而言，通过参与游戏，不但丰富了自己的精神和文化生活，还能通过挣“钱”（游戏币即智养币）兑换自己需要的服务和物品，从而大大提高了生活的质量。对于亲人、服务人员和志愿者来说，通过自己参与游戏和帮助老人参与游戏，实现了一边工作一边玩游戏，挣的游戏币，可以兑换自己需要的服务和物品，大大激发了他们参与工作的热情和动力。此外老人随时掌握自己的身体健康指标，同时在遇到危机时刻，能够得到及时救助。

图1 “智养云”养老系统结构图

通过“智养币”这个链条，将亲人、服务人员、志愿者和老人串联起来；将家、社区、医院和网络平台形成了一个完整的网络；达到既能实现满足老人一般的生活需求，又能为老人提供高质量的精神文化生活。这种方式，大大加强了亲人与老人，服务人员与老人，志愿者与老人的精神联系，对失独老人、孤寡老人和独居老人形成一种有益的精神陪伴。该系统主要有健康监测系统、智养云、智养币三个模块共同构成。

1.1 健康监测系统包含健康医疗、危险预警、自主响应三个子模块

健康监测系统主要是利用与环境和健康信息相关的传感器，如温度传感器、湿度传感器、甲醛传感器、可燃物传感器、火焰传感器、心率传感器等采集老人居住环境的各种影响健康的主要信息和老人的心率信息，起到日常健康检测和紧急情况下病情预判的作用，减少诊断时间。通过单片机实施比对采集的信息，一旦采集的指标达到设定值，自动预警；同时通过智养云关联医护机构、社区及子女的手机，发送紧急呼救信息，及时对老人进行救助。

1.2 智养云模块包含益智游戏、供应链监测、AI交互、养老金融四个子模块

益智游戏模块主要分为线下游戏和线上游戏两部分，以线下游戏为主。目前中国老年人的成长环境，大多数是在多子女和少互联网的环境。这就决定老年人不同于现在的年轻人，对互联网并无过度依赖，对于亲戚、友情等的感情陪伴需求度很高；但是目前的情况是子女绝大多数不和老人一起生活，这就造成了感情陪伴的缺位。国家目前在大力推动社区居家养老。这种大趋势下，社区居家养老的老人数量越来越多；借助社区机构将同一小区或邻近小区的老人，集中起来进行线下游戏，可以有效缓解老人感情陪伴的缺位和营造令老人愉悦的精神环境。通过社区工作者，将老人线下游戏的积分转换为线上的虚拟积分，可以有效激活年轻社区工作者的积极性；同时对于少部分对网络比较熟悉，意愿度较高的老人，可以鼓励其与同社区邻近社区，相同兴趣的老人在线上进行游戏。

供应链监测模块，借助于区块链的分布式计算和信息无法纂改的绝对公平和透明的特点，将涉及老人日常食物从源头采集、加工、运输和分装等各个环节都纳入其中，从而建立起可以实时倒查的全流程检测；让老人吃的放心、舒心，解决目前的信任危机和假冒伪劣的担忧。

AI交互功能，主要用于老人独处时，满足老人的精神需求和必要的日常基本沟通需求。目前市场上常见的有智能音箱，智能家居和老人陪伴智能产品等设备。通过各种AI交互设备，收集老人的各种信息，分析老人的个性化需求，生成相应的报告。在老人允许的情况下，提供给社区、子女、医护和上门服务人员，从而能够实现私人订制般的个性化服务。

养老金融借助于智能算法，对老人的资产进行统计，同时针对目前的投资渠道进行大数据分析，为老人投资提供建议，同时对接银行专业的理财人员，为老人定期服务，为其资产保值、增值提供保障。该项模块借助于目前国家正在推进的数字货币技术，通过区块链技术确保老人财产的安全，防止财产损失。

1.3 智养币模块包含监测系统规则、智养云规则和云下规则

监测系统规则，该系统主要的主要规则是首先得到老人及其子女的允许，然后对老人居住环境及老人的心率等健康指标进行收集及监测；该系统采集的数据实时传到智养云平台，通过手机端可以同步查看，该平台基于有限开放原则，提供老人的相关数据给子女、社区和医护机构使用。

智养云规则，借助物联网平台实现智养云在手机、平板和电脑端部署。它具有可扩展性，方便后期后续下添加其他应用设备、端口和其他应用；具有安全性，涉及的每一个网络终端，应该具有动态和静态的加密功能。在数据传输和通信之间有网络防火墙和通信安全设计，对于数据和网络安全进行定期检测，以应对异常情况，消除威胁。

云下规则，在线下的主要规则是公正、公平、透明。线下的游戏或者老人提供的力所能及的服务均换算为智养云上的虚拟游戏币，线下游戏币的获取、支付所有的环节都透明、公正；各个环节都要在社区、老人和地方独立机构的监管下运行，以此确保公正透明。

2 关键技术实现

通过系统方案设计，将整个系统分为三大模块，远程健康检测系统、智养云程序、智养币，然后根据各个部分的功能分别进行模块数据采集及处理、程序设计、数字币开发的工作，完成各个功能开发之后，依托智养币，串联各个模块，进行调试、修改完成整个智养云养老系统。

2.1 健康监测系统

健康监测系统通过采用stm32单片机如图2所示、传感器、物联网平台OneNet和手机终端，对老人居住环境进行监测，根据老人的具体情况提供不同的监测模块，可以利用人体感应或者光线强弱自动控制照居住环境灯光亮暗和开关，还可以对烟雾及火焰进行监测，可以结合消防设施自动进行喷淋灭火操作或者预警有害气体，还可以对人体的温度、心率、血氧和脉搏进行监控，结合GPS定位系统，出现异常可以通过OneNet物联网平台给亲人、社区和120等紧急救助机构通过手机发送求救信息和位置信息及时进行救助。

图2 健康检测系统控制板

通过手机端可以远程监测老人居住环境，如图3所示该系统监测了居住环境的人体温度、环境湿度、光照、甲醛含量、苯、一氧化碳、氨气、氢气、酒精、烟雾和总挥发性有机物等11个指标。该系统利用物联网平台OneNet，通过在老人居住环境中安装单片机控制的传感器采集环境和健康信息，实时上传到物联网平台。老人的亲人、社区工作者、医护人员可以通过手机实时查看。老人遇到危险的时候，可以通过该终端直接一键报警或者拨打急救电话或者119，同时把该信息发送到老人的亲人、工作人员以及邻居的手机上，从而有效地保障了老人的人身安全。该终端监测到老人又危险的时候，会通过手机app联系相关人员和机构，实现主动报警的功能。利用大数据处理技术建立老年人个人健康档案，以便突发状态可以缩短诊断时间；同时基于WIFI无线通信技术，实现实时健康监测与智能手机实时互动，以便家人掌握家中老人的健康情况；为老人居家养老的日常健康监测和生命安全打造了一道有力的屏障。

图3 健康检测系统手机检测界面

2.2 智养云

智养云主要通过微信小程序和各种智能家居设备一起来实现其功能。益智游戏借助现有的比较成熟的娱乐游戏在小程序中加入端口，供应链监测采用二维码技术实现，智能家居设备和手机app结合实现AI交互功能，养老金融主要采用实时信息推送，银行人员实时线上和定期线下服务来实现。

开发“智养云”程序，依据智养的四个主要功能，益智游戏、供应链检测、AI交互和养老金融，进行程序设计开发。在程序设计过程中，尤其要注意程序与健康检测系统和智养币的兼容性；同时还要尽量简化程序的操作和界面，以便于年富力强的老人操作。考虑到老人的身体情况以及常用的app，选择微信作为开发平台，这样易于被老人接受。

2.3 智养币

互联网打破了国家地域的限制，网络世界成为各国治理竞争的重要地带，其中数字货币的发展有可能突破世界各国的束缚，最终成为网络世界广泛流通的统一货币，促使互联网进化至高级阶段——价值互联网[4]。目前最火的数字货币Ethereum平台可以发行自己的数字虚拟币，利用虚拟币充当游戏积分和代币，实现该项目的功能。

创建基于Ethereum的加密数字游戏代币“智养币”和白皮书。基于以太坊平台，通过定义源代码、定义“智养币”、发行代币三个步骤完成智养币的开发。开发完成后，一个非常关键的工作是设计，智养币在监测系统、“智养云”和云下（涉及到老人的衣食住行、精神生活和理财等各个方面）的流通机制及奖励机制；然后还要在“智养云”上设计相应的接口，能够将智养币和智养云有机结合起来。

基于Ethereum（以太坊）的智能合约，创建虚拟数字代币“智养币”；撰写白皮书并且设计激励措施，将该币转换为通过微信小程序中的积分和线下的道具奖励积分融入老人生活的各个方面，构建一个智养币的生态系统，全面激发老人、亲人、服务人员及志愿者等参与的主观能动性，构建完整养老生态链。

3 系统特色

本项目基于区块链技术开发的“智养云”养老系统，主要用区块链技术整合养老金融、养老供应链、养老养生健康医疗、AI智能硬件服务、养老益智游戏等关键技术，提升中老年人养老生活质量，智慧养老及“互联网+老人健康”提供了新的技术思路。

①本项目将机械机构、计算机应用、自动控制、电子技术以及计算机应用等多个学科进行交叉融合进行创新构想。为“互联网+老人健康”提供了新的技术思路。

②本项目率先将区块链技术，应用于智慧养老方面，形成了一种新的基于虚拟数字代币的智慧养老模式。利用智养币将健康检测、游戏娱乐和老人日常看护服务融合起来，形成有效的正向激励，激发所有环节的参与者，为老人打造立体式、全方位的看护、娱乐服务。通过“智养币”这个链条，将亲人、服务人员、志愿者和老人串联起来；将家、社区、医院和网络平台形成了一个完整的网络；达到既能实现满足老人一般的生活需求又能为老人提供高质量的精神文化生活。这种方式，大大加强了亲人与老人，服务人员与老人，志愿者与老人的精神联系，对失独老人和孤寡老人形成一种有益的精神纽带。

③本项目将区块链、数字代币、手机app和线下道具一起，开发了一种新型的线上和线下一起玩的新适合老人的沉浸式游戏，为老人提供感情陪伴，愉悦其身心。对老年人而言，通过参与游戏不但丰富自己的精神和文化生活，还能通过挣“钱”（游戏币即智养币）兑换自己需要的服务和物品，从而大大提高了生活的质量。对于亲人、服务人员和志愿者来说，通过参与自己游戏和帮助老人参与游戏，实现了一边工作一边玩游戏，挣的游戏币同样可以兑换自己需要的服务和物品，大大激发了他们参与工作的热情和动力。

本文研究的“智养云”智慧养老系统，可以让老人随时掌握自己的身体健康指标，同时在遇到危机时刻，能够得到及时救助；融合区块链技术、微信小程序和线下游戏。从而大大增加老人的感情归属感，愉悦了老人的身心，该系统的应用会减轻老龄化带来的社会问题。本研究为同类研究和技术开发，提供有益的借鉴。