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「世大智科/天才家居」-我們創業囉
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作者: 蔡森裕、陳雯庭、徐業良(2016-05-14);推薦:徐業良(2016-05-14).
附註: 本文發表於2016福祉科技與服務管理國際研討會暨大師級講座,南開科技大學,南投,台灣,20160514.

結合小米手環與Google雲端訊息服務之室內區域定位系統開發與應用

研究背景與目的

根據市場研究機構IDC (International Data Corporation)調查顯示,2015年第三季全球穿戴式裝置出貨量達2100萬隻,比起2014年同期的710萬隻,年成長率達197.6%。市占率前三名依序為Fitbit (22.2%)Apple (18.6%)和小米(17.4%),其中小米年成長率更高達815.4%,大幅領先Fitbit101.7%。小米以高性價比打入穿戴式市場,其售價僅15美元左右,運動偵測、充電等功能完整。

依警政署統計,2012年至2014年國內平均每年失蹤老人逾3,400人,平均每天將近有10位高齡者失蹤,其中罹患失智症的高齡者走失事件最為頻繁。本研究以小米手環結合Google的雲端訊息服務(Google cloud messaging, GCM)發展室內區域定位系統,主要功能在於長者走失之預防。配戴小米手環之長者離開生活空間時,照護者會經由行動裝置接收即時推播訊息。除了預防走失之外,長者如有異常活動(如半夜離床)或靠近公共空間中較危險區域時,照護者也可以適時獲得危險警示。本系統設計上也同時考慮低成本、容易建置、低耗能等需求,並基於此系統發展其他衍生應用,如客製化懷舊治療、生活作息記錄、與其他智慧生活應用等。

研究方法

1為系統架構及使用情境。本系統以小米手環作為Tag,因其價格便宜,且整體包裝完整,防水、不易損壞、待機時間長,充電也十分方便。接收器(receiver)裝置在環境中接收小米手環以BLE (Bluetooth Low Energy)傳輸之訊息,進行區域定位,包含單晶片處理器與BLE模組,將搜尋之手環資訊分析處理後利用內建之Wi-Fi傳送資料至雲端伺服器,達到以下兩項功能:

1. 系統架構及使用情境

(1)   室內區域定位系統:使用者配戴小米手環進入搜尋區域,接收器讀取小米手環的代碼(Mac address)和訊號強度(RSSI),傳送至雲端伺服器,判讀小米手環所在位置並紀錄之且判斷是否為走失事件。如果判讀為走失事件,雲端伺服器連接GCM,立即將警示訊息推播給指定照護者之手機;照護者也可以經由手機或平板電腦,查閱相關資訊。

(2)   個人化與智慧生活應用:接收器根據區域定位系統之功能所做的延伸應用,依其搜尋資訊之Mac Address達成個人辨識之功能,可針對個別接收器指定欲搜尋之小米手環,利於使用者個人化生活之應用,因接收器內有數位與類比訊號輸出方式,可控制燈光和冷氣等生活家電,此外亦可透過GCM推播訊息至手機或電視等具連網功能之家電。

結果與討論

本系統已開發完成,並具體建置於南投某養護中心,提供65位住民使用。系統擴充亦十分方便,機構所需的小米手環可由照護機構自行購買,新增加的小米手環僅須靠近系統接收器上即可完成註冊,加入系統運作。養護中心架設8個接收器,主要放置地點為失智症患者活動樓層、陽台、大廳和門口,並根據區域大小更改搜尋範圍(最大約五米)。當住民遊走至危險區域(如陽台),系統便會發送訊息至看護管理室電腦中提醒照護者,方便其得知住民目前位置或其行走路徑,達到預防養護中心住民走失的目的。

基於本系統建置之客製化懷舊治療應用,亦實際於台北世貿104資訊月主題館中展示。如圖2所示「回憶走廊」,應用小米手環建立的室內區域定位系統,可以判別使用者位置,並透過Google的推播服務,驅動行動裝置播放專屬於該高齡住民的問候、提醒、喜歡的音樂,甚至個人的懷舊照片或影片等,營造更個人化的生活環境或懷舊治療情境。對於照護人員來說,最大的挑戰可能還是如何讓長者配戴小米手環,當然這也是所有穿戴式裝置共同的問題。

2. 104台北世貿資訊月主題館G-tech Villa回憶走廊

目前本系統正規劃進行商品化,提供家庭或機構能自行彈性架設、使用簡易的室內區域定位系統。使用者僅需購買接收器,Tag可自行購置市售小米手環,將接收器裝置在適當位置,並使用系統App對接收器進行手環配對與網路連線等功能設定後,即可使用本系統。未來使用者亦可針對其所需要的功能,如客製化懷舊治療、生活作息記錄、與其他智慧生活應用等,進行進一步擴充。

參考文獻

1.          IDC (2015)Worldwide Wearables Market Soars in the Third Quarter as Chinese Vendors Challenge the Market Leaders, According to IDC.

2.          警政署-失蹤人口統計,http://www.npa.gov.tw/NPAGip/wSite/np?ctNode=12552&mp=1