基于穿戴式設(shè)備和移動互聯(lián)網(wǎng)的個人健康監(jiān)護系統(tǒng)實時海量數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、心腦血管疾病已成為威脅人類健康的主要疾病之一，它具有突發(fā)性和隱蔽性特點，心臟驟停和嚴重心梗的最佳搶救時間約為4分鐘，這就要求對心腦血管疾病患者進行實時監(jiān)護以便提供及時救治。傳統(tǒng)監(jiān)護模式由于技術(shù)條件的約束，多使用離線設(shè)備24小時監(jiān)測心腦生理狀態(tài)，監(jiān)測結(jié)束后再將數(shù)據(jù)提交至醫(yī)院處理，實時性差。當(dāng)前可穿戴設(shè)備和無線通信技術(shù)的迅速發(fā)展推進了面向心腦血管疾病實時監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展，使得遠程實時健康監(jiān)護成為可能。
　　遠程健康監(jiān)護系統(tǒng)主要應(yīng)用于心腦

2、血管疾病和重大疾病的愈后監(jiān)護，具有系統(tǒng)處理實時性要求高，用戶規(guī)模龐大的特點。通常系統(tǒng)的用戶規(guī)模可達數(shù)萬到數(shù)十萬量級。當(dāng)同時上傳數(shù)據(jù)的用戶數(shù)量較大時，會給系統(tǒng)的存儲系統(tǒng)帶來密集的I/O訪問請求，并且持續(xù)積累的健康數(shù)據(jù)也帶來了存儲容量上的挑戰(zhàn)；根據(jù)典型的緊急病例的最佳處理時間要求，需要對海量健康數(shù)據(jù)進行實時查詢和處理，這給系統(tǒng)實時訪問和處理的性能提出了較高的要求。本文分析了遠程健康監(jiān)護系統(tǒng)的實際應(yīng)用特點，研究健康流數(shù)據(jù)實時處理方案，以提高系

3、統(tǒng)的數(shù)據(jù)實時存儲、檢索與處理能力。
　　本文的主要研究工作包括如下幾個方面：
　　(1)分析了遠程健康監(jiān)護系統(tǒng)的應(yīng)用需求和數(shù)據(jù)處理的特點，綜述了遠程健康監(jiān)護系統(tǒng)的整體框架和運行流程，根據(jù)健康監(jiān)護系統(tǒng)流數(shù)據(jù)處理特點，設(shè)計了層次式的流數(shù)據(jù)實時存儲與處理方案，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建原型系統(tǒng)。
　?。?）針對健康流數(shù)據(jù)實時更新造成的系統(tǒng)索引結(jié)構(gòu)維護開銷較大和鍵值數(shù)據(jù)庫基于關(guān)鍵字查詢性能低的問題，本文提出了基于空間Z曲線和R-tree

4、索引樹相結(jié)合的關(guān)鍵字索引策略，并根據(jù)系統(tǒng)常用實時查詢的實際應(yīng)用需求，進一步優(yōu)化索引策略。實驗表明，本文提出的索引策略可以有效減少索引空間大小和索引結(jié)構(gòu)維護開銷，縮短系統(tǒng)基于關(guān)鍵字的查詢響應(yīng)時間。
　?。?）為了應(yīng)對不斷累積的歷史數(shù)據(jù)所帶來的存儲容量挑戰(zhàn)，系統(tǒng)需要將在實時數(shù)據(jù)庫中已被處理過的歷史數(shù)據(jù)有序地遷移到基于磁盤的數(shù)據(jù)庫中。為了降低數(shù)據(jù)遷移對系統(tǒng)性能帶來的影響，本文利用內(nèi)存數(shù)據(jù)庫Redis的主從復(fù)制功能和持久化機制，動態(tài)的選擇