基于穿戴式設備和移動互聯(lián)網的個人健康監(jiān)護系統(tǒng)實時海量數(shù)據(jù)處理關鍵技術研究.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)護模式由于技術條件的約束，多使用離線設備24小時監(jiān)測心腦生理狀態(tài)，監(jiān)測結束后再將數(shù)據(jù)提交至醫(yī)院處理，實時性差。當前可穿戴設備和無線通信技術的迅速發(fā)展推進了面向心腦血管疾病實時監(jiān)測技術的發(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，并在此基礎上構建原型系統(tǒng)。
　　（2）針對健康流數(shù)據(jù)實時更新造成的系統(tǒng)索引結構維護開銷較大和鍵值數(shù)據(jù)庫基于關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、索引樹相結合的關鍵字索引策略，并根據(jù)系統(tǒng)常用實時查詢的實際應用需求，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構維護開銷，縮短系統(tǒng)基于關鍵字的查詢響應時間。
　?。?）為了應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，本文利用內存數(shù)據(jù)庫Redis的主從復制功能和持久化機制，動態(tài)的選擇