基于情景感知与活动分析的移动健康管理系统

1.基于情景感知与活动分析的移动健康管理系统，其特征在于，包括：情景感知传感器采集装置、个人移动健康管理终端和健康信息智能分析系统，其中：
所述情景感知传感器采集装置由血氧、脉搏、血压、温度、光照、大气压、湿度、含氧量、运动加速度等传感器采集装置组成；
所述个人移动健康管理终端由传感器电路处理模块、处理器模块、通信模块、外围单元和辅件组成；
所述健康信息智能分析系统包括运营服务器及部署在服务器上的后台管理软件。
2.根据权利要求1所述的情景感知与活动分析的移动健康管理系统，其特征在于：所述情景感知传感器采集装置嵌入可穿戴式设备中，供用户戴在手指套、手腕、手臂、腰上或放在腋下来完成个人在移动时的生理参数及所经历的环境情景参数采集，其中：
所述血氧传感器采集装置：采用手指套式外形，内置光电感应传感器，用于监测出当前血液中血氧饱和度；
所述脉搏传感器采集装置：采用手腕式外形，内置脉搏传感器，用于监测出当前脉搏压；
所述血压传感器采集装置：采用手臂式外形，内置血压传感器，用于监测出当前血压；
所述温度传感器采集装置：采用探头式外形，内置温度传感器，用于监测出当前体温温度和当前外部环境温度；
所述光照传感器采集装置：采用探头式外形，内置光照传感器，用于监测出当前光照；
所述大气压传感器采集装置：采用内孔式外形，内置大气压传感器，用于监测出当前外部大气压力；
所述湿度传感器采集装置：采用探头式外形，内置湿度传感器，用于监测出当前外部空气湿度；
所述含氧量传感器采集装置：采用探头式外形，内置含氧量传感器，用于监测出当前外部空气含氧量；
所述运动加速度传感器采集装置：采用外挂式外形，内置加速度传感器，用于监测用户运动时的增幅变化。
上述传感器采集装置与相应的信号处理电路和A/D转换器连接，将所采集到的信号经过处理后供处理器调用。
3.根据权利要求1所述的情景感知与活动分析的移动健康管理系统，其特征在于：所述个人移动健康管理终端是基于ARM架构处理器与Android操作系统的移动通讯终端，既可独立工作又可通过通讯联网与健康信息智能分析系统进行信息交换，提供生理参数检测、情景参数检测、GPS定位、情景抓拍、移动健康管理、自动语音预警、数据通讯、客服呼叫等终端应用，其中：
移动管理终端的处理器：内置MSM8655芯片，基于ARM Cortex A8架构，主频为1GHz，RAM存储器512M；
移动管理终端的操作系统：为基于Android 2.3的裁剪定制操作系统；
生理参数检测：包括血氧、脉搏、血压、体温等参数的实时检测的功能应用； 情景参数检测：包括外部环境温度、光照、海拔高度、大气压、湿度、含氧量、运动加速度的实时检测的功能应用；
GPS定位：用于显示用户的当前地理位置，即显示当前所处的经度和纬度；
情景抓拍：用于拍摄当前所处的环境情景；
移动健康管理：用于对个人的活动状况、所处在的环境及其变化趋势进行分析和预测，给出个人的基本健康状况、当前的活动及环境对健康状况的影响程度，提示目前的健康状态对活动状况与环境情景的限制要求的功能应用。
自动语音预警：用于健康预警信息的自动发出和语音提示；
数据通讯：用于采集数据的压缩及移动终端与健康信息智能分析系统之间的通讯；
客服呼叫：用于与客服人员的呼叫及通话。
4.根据权利要求1所述的情景感知与活动分析的移动健康管理系统，其特征在于：所述健康信息智能分析系统包括运营服务器及部署在服务器上的后台管理软件，实现用户档案管理、情景感知设置、活动特征分析、健康分析评估和系统维护等功能，其中：
运营服务器：服务器硬件CPU采用双核2.4G，内存8G以上的配置，将数据库服务、应用服务、Web服务部署在同一台服务器上，数据库采用MySQL6.0，Web服务采用Tomcat6.0；
用户档案管理：包括用户的姓名、性别、年龄、身高、体重、血型及基本健康状况等基础数据维护的功能；
情景感知设置：包括个人移动健康管理终端的生理参数检测和环境情景参数检测的检测模式及相关参数的设置、维护，并将以上数据在与个人移动健康管理终端进行远程通讯时自动传送给对方的功能；
活动特征分析：包括个人活动特征提取、个人活动习惯建模、个人活动智能分析等功能；
健康分析评估：包括个人健康日志、健康变化趋势分析、环境情景对健康的影响分析、个人活动对健康的影响分析、健康分析知识管理与建模分析、健康预警参数设置等功能；
系统维护：包括数据库备份、清空、系统日志、操作员管理、知识库、模型库的维护等功能。

基于情景感知与活动分析的移动健康管理系统
技术领域
[0001] 本发明属于移动医疗与保健信息系统领域，具体为基于情景感知与活动分析的移动健康管理系统。
背景技术
[0002] 近年来，随着人们生活水平的提高，个人健康问题越来越受到关注，针对个人医疗健康的措施，除了定期体检外，越来越多的监护设备不断涌现。如：便携式参数监护仪，通过随身携带的基于传感器的参数采集装置，长时间监测个人生理参数如血压、血氧、心电呼吸和体温，起到保护健康的作用。此外，基于传感器、无线传输、后台管理系统的监护系统的出现，给使用者的健康状况进行远程监测和跟踪带来了新手段。然而，个人医疗健康状况的判断与一般的疾病诊断不尽相同，不能仅仅对数据进行采集、被动分析，还必须依据个体职业环境的差异及其生活习性对正常生理参数的影响程度，结合对历史数据的综合比较而形成判断结论。随着计算机科学和通信技术的不断发展，移动智能化程度也越来越高，情景感知技术被逐渐引入到各行各业，情景感知简单说就是通过传感器及其相关的技术使计算机设备能够“感知”到当前的情境。如果把情景感知和健康管理相结合，就可以通过获得用户当前的状态信息，检查是否存在健康危险因素，并为用户提供实时的建议。
[0003] 目前，传统的个人健康管理系统，普遍存在如下问题：
[0004] 1、孤立地从生理状况分析，忽视了环境信息，因而无法全面与科学地对健康危险因素进行监测识别；
[0005] 2、依赖于被动检测，不能做到及时的预警，无法提供实时与针对性的服务，不够科学，不够专业；
发明内容
[0006] 本发明的目的是针对现有个人医疗健康监护系统存在的不足，提出了一种基于情景感知与活动分析的移动健康管理系统，使其能够通过情景感知传感器采集装置中的各类传感器完成个人生理参数和周围环境参数的采集，并通过个人移动健康管理终端中的应用软件实现用户与健康信息智能分析系统的信息交换，进而全面与科学地对健康危险因素进行监测识别、及时预警，解决背景技术中的问题。
[0007] 为达到上述目的，本发明采用如下技术方案，包含如下内容：
[0008] 1、本发明提出的基于情景感知与活动分析的移动健康管理系统整体架构如图1所示，包括：情景感知传感器采集装置(1)、个人移动健康管理终端(2)和健康信息智能分析系统(3)三部分，其中：
[0009] 所述情景感知传感器采集装置(1)由血氧、脉搏、血压、温度、光照、大气压、湿度、含氧量、运动加速度等传感器采集装置组成，用于完成个人在移动时的生理参数及所经历的环境情景参数采集，并以数字信号形式供处理器调用；
[0010] 所述个人移动健康管理终端(2)通过基于ARM架构处理器与Android操作系统的移动通讯终端来实现，提供生理参数检测、情景参数检测、GPS定位、情景抓拍、移动健康管理、自动语音预警、数据通讯、客服呼叫等终端应用，既可独立工作，又可通过通讯联网与健康信息智能分析系统进行信息交换；
[0011] 所述健康信息智能分析系统(3)包括运营服务器及部署在服务器上的后台管理软件，实现用户档案管理、情景感知设置、活动特征分析、健康分析评估和系统维护等功能。
[0012] 2、本发明中，情景感知传感器采集装置(1)由血氧、脉搏、血压、温度、光照、大气压、湿度、含氧量、运动加速度等传感器采集装置组成，通过将上述传感器采集装置嵌入可穿戴式设备中，供用户戴在手指套、手腕、手臂、腰上或放在腋下来完成个人在移动时的生理参数及所经历的环境情景参数采集，其中：
[0013] 所述血氧传感器采集装置：采用手指套式外形，内置光电感应传感器，通过光感渗透，监测出当前血液中血氧饱和度，经过血氧信号处理电路和A/D转换后，供处理器调用；
[0014] 所述脉搏传感器采集装置：采用手腕式外形，内置脉搏传感器，监测出当前脉搏压，经过脉搏信号处理电路和A/D转换后，供处理器调用；
[0015] 所述血压传感器采集装置：采用手臂式外形，内置血压传感器，监测出当前血压，经过血压信号处理电路和A/D转换后，供处理器调用；
[0016] 所述温度传感器采集装置：采用探头式外形，内置温度传感器，监测出当前体温温度和当前外部环境温度，经过温度信号处理电路和A/D转换后，供处理器调用；
[0017] 所述光照传感器采集装置：采用探头式外形，内置光照传感器，监测出当前光照，经过光照信号处理电路和A/D转换后，供处理器调用；
[0018] 所述大气压传感器采集装置：采用内孔式外形，内置大气压传感器，监测出当前外部大气压力，经过大气压力信号处理电路和A/D转换后，供处理器调用；
[0019] 所述湿度传感器采集装置：采用探头式外形，内置湿度传感器，监测出当前外部空气湿度，经过湿度信号处理电路和A/D转换后，供处理器调用；
[0020] 所述含氧量传感器采集装置：采用探头式外形，内置含氧量传感器，监测出当前外部空气含氧量，经过含氧量信号处理电路和A/D转换后，供处理器调用；
[0021] 所述运动加速度传感器采集装置：采用外挂式外形，内置加速度传感器，监测用户运动时的增幅变化，经过加速度信号处理电路和A/D转换后，供处理器调用。
[0022] 3、本发明中，个人移动健康管理终端(2)通过基于ARM架构处理器与Android操作系统的移动通讯终端来实现，提供生理参数检测、情景参数检测、GPS定位、情景抓拍、移动健康管理、自动语音预警、数据通讯、客服呼叫等终端应用，其中：
[0023] 移动管理终端的处理器：采用MSM8655芯片，基于ARM Cortex A8架构，主频为
1GHz，RAM存储器512M；
[0024] 移动管理终端的操作系统：基于Android2.3的操作系统裁剪定制；
[0025] 生理参数检测：使用java语言开发的应用，包括血氧、脉搏、血压、体温等参数的实时检测的功能；
[0026] 情景参数检测：使用java语言开发的应用，包括外部环境温度、光照、海拔高度、大气压、湿度、含氧量、运动加速度的实时检测的功能；
[0027] GPS定位：使用java语言开发的应用，调用GPS定位来显示用户的当前地理位置，即显示当前所处的经度和纬度的功能；
[0028] 情景抓拍：使用java语言开发的应用，使用摄像头，拍摄当前所处的环境情景，照片自动存为jpg的格式的功能；
[0029] 移动健康管理：使用java语言开发的应用，在健康信息智能分析系统所给出的相关参数基础上，根据当前采集到的个人生理参数和情景感知参数，对个人的活动状况、所处在的环境及其变化趋势进行分析和预测，给出个人的基本健康状况、当前的活动及环境对健康状况的影响程度，提示目前的健康状态对活动状况与环境情景的限制要求的功能。
[0030] 自动语音预警：使用java语言开发的应用，将目前的活动状况和环境情景数据与健康预警参数进行比较，如果超过警戒值，则自动发出健康预警的语音提示信息的功能；
[0031] 数据通讯：使用java语言开发的应用，将采集到的数据压缩成特定格式，通过移动通讯网络、电话网络、Internet等网络通信方式上传到健康信息智能分析系统，并将上述系统的分析结果及相关参数的设置数据下载到本移动管理终端的功能；
[0032] 客服呼叫：使用java语言开发的应用，通过呼叫特定的客服电话，与客服人员通话的功能。
[0033] 4、本发明中，健康信息智能分析系统(3)包括运营服务器及部署在服务器上的后台管理软件，实现用户档案管理、情景感知设置、活动特征分析、健康分析评估和系统维护等功能，其中：
[0034] 运营服务器：服务器硬件CPU采用双核2.4G，内存8G以上的配置，将数据库服务、应用服务、Web服务部署在同一台服务器上，数据库采用MySQL6.0，Web服务采用Tomcat6.0；
[0035] 用户档案管理：包括用户的姓名、性别、年龄、身高、体重、血型及基本健康状况等基础数据维护的功能；
[0036] 情景感知设置：包括个人移动健康管理终端的生理参数检测和环境情景参数检测的检测模式及相关参数的设置、维护，并将以上数据在与个人移动健康管理终端进行远程通讯时自动传送给对方的功能；
[0037] 活动特征分析：包括个人活动特征提取、个人活动习惯建模、个人活动智能分析等功能；
[0038] 健康分析评估：包括个人健康日志、健康变化趋势分析、环境情景对健康的影响分析、个人活动对健康的影响分析、健康分析知识管理与建模分析、健康预警参数设置等功能；
[0039] 系统维护：包括数据库备份、清空、系统日志、操作员管理、知识库、模型库的维护等功能。
附图说明
[0040] 图1本发明整体架构图。
[0041] 图2本发明情景感知传感器采集装置电路设计图。
[0042] 图3本发明个人移动健康管理终端硬件架构图。
[0043] 图4本发明个人移动健康管理终端应用软件主界面示意图。
[0044] 图5本发明技术选型图。
[0045] 图6本发明健康信息智能分析系统软件功能图。
具体实施方式
[0046] 下面参照附图，对本发明的各种实施作进一步的详细描述。
[0047] 图1示出了本发明的整体架构图。情景感知传感器采集装置(1)由血氧、脉搏、血压、温度、光照、大气压、湿度、含氧量、运动加速度等多个传感器采集装置组成，这些采集装置配备有手指套、腕带、臂带、肩带、胸带、腰带等，将这些传感器采集装置戴在用户的手指套、手腕、手臂、腰上或放在腋下，保持固定位置10多秒至几分钟将完成人体生理参数和周围环境情景参数的采集。个人移动健康管理终端(2)基于ARM Cortex A8架构，采用裁剪定制过的Android2.3操作系统，装有生理参数检测、情景参数检测、GPS定位、情景抓拍、移动健康管理、自动语音预警、数据通讯、客服呼叫等终端应用程序，这些应用程序与情景感知传感器采集装置(1)进行交互，实现相应的功能。健康信息智能分析系统(3)包括运营服务器及部署在上面的后台管理软件，服务器硬件CPU采用双核2.4G，内存8G以上的配置，数据库服务、应用服务、Web服务部署在同一台服务器上，数据库采用MySQL6.0，Web服务器采用Tomcat6.0，个人移动健康管理终端(2)中的移动健康管理、数据通讯等应用程序与健康信息智能分析系统(3)进行交互。
[0048] 图2示出了本发明情景感知传感器采集装置电路设计图。血氧、脉搏、血压、温度、光照、大气压、湿度、含氧量、加速度等多个传感器组成人体生理参数检测和周围环境情景参数检测的采集器，最初采集到的信号为模拟信号，经过对应的血氧、脉搏、血压、温度、光照、大气压、湿度、含氧量、加速度信号处理电路和多通道A/D转换器后，模拟信号转换为数字信号，供MSM8655处理器调用，
[0049] 图3示出了本发明个人移动健康管理终端硬件架构图。个人移动健康管理终端(2)的硬件由电源管理单元(4)、传感器电路处理模块(5)、处理器模块(6)、通信模块(7)、外围单元(8)和辅件(9)组成。电源管理单元(4)提供各硬件模块的供电，针对不同硬件模块对电压、电流的要求。传感器电路处理模块(5)包括生理参数传感器处理电路和环境参数传感器处理电路，将各类传感器采集到的信号进行A/D转换，供处理器模块调用。处理器模块(6)采用MSM8655芯片，ARM Cortex A8架构，主频为1GHz，RAM存储器512M。通信模块(7)包括WIFI、3G、GPRS、蓝牙，其中3G支持WCDMA和EVDO。外围单元(8)包括电容触摸屏、I/O键盘模块、Audio/Mic模块、USB模块和摄像头模块。辅件(9)包括手指套、腕带、臂带和腰带等。
[0050] 图4示出了个人移动健康管理终端应用软件主界面示意图，包括生理参数检测、情景参数检测、GPS定位、情景抓拍、移动健康管理、自动语音预警、数据通讯、客服呼叫等应用，当用户通过触摸屏点击对应的按钮时，进入相应的功能主界面。以上应用均采用java语言开发，主界面分为顶部状态栏、标题栏、内容栏和底部状态栏四部分，其中：
[0051] 顶部状态栏：显示当前时间、电池状态、网络信号；
[0052] 标题栏：显示文字“个人移动健康管理终端应用-主界面”，UI的主要设计为：灰色的背景，布局采用LinearLayout布局，高度28px，布局方向为水平布局，子控件的对齐方式为垂直居中；
[0053] 内容栏：依次显示生理参数检测、情景参数检测、GPS定位、情景抓拍、移动健康管理、自动语音预警、数据通讯、客服呼叫等8个应用的图标和文字，显示格式为每行显示3个，共三行。UI的主要设计为：布局采用GridView，高cw：fill_parent，列数：3，Item之间的水平间隔和垂直间隔都是10px，距离父窗体的上下左右距离分别为28px、58px、5px、
5px；
[0054] 底部状态栏：显示预警信息，UI的主要设计为：灰色的背景，布局采用RelativeLayout布局，宽：fill_parent，高58px，紧靠底部。
[0055] 图5示出了本发明技术选型图，包括Android定制客户端、Tomcat Web服务器和MySQL数据库。Android定制客户端的应用程序采用Java语言开发，网络通信使用Apache HTTP客户端，Web服务器采用开源的Tomcat，使用Servlet响应来自Android定制客户端的客户请求，通过JDBC来访问MySQL数据库。
[0056] 图6示出了本发明健康信息智能分析系统软件功能图，包括用户档案管理、情景感知设置、活动特征分析、健康分析评估和系统维护五大功能模块，其中：
[0057] 用户档案管理：包括用户基本信息管理和用户医疗档案管理的功能，用于对用户的姓名、性别、年龄、身高、体重、血型等基本信息进行增、删、改、查的操作，以及对用户以往的医疗档案进行管理；
[0058] 情景感知设置：包括血氧参数管理、脉搏参数管理、血压参数管理、温度/湿度参数管理、光照参数管理、大气压参数管理、含氧量参数管理、运动加速度参数管理的功能，用于对个人移动健康管理终端的生理参数检测和环境情景参数检测的检测模式及相关参数进行增、删、改、查的操作，并将以上数据在与个人移动健康管理终端进行远程通讯时自动传送给对方；
[0059] 活动特征分析：包括个人活动特征提取、个人活动习惯建模、个人活动智能分析等功能，用于对用户个人的活动进行科学的、客观的分析；
[0060] 健康分析评估：包括个人健康日志、健康变化趋势分析、环境情景对健康的影响分析、个人活动对健康的影响分析、健康分析知识管理与建模分析、健康预警参数设置等功能，用于对用户的健康进行科学的、客观的评估；
[0061] 系统维护：包括数据库备份、清空、系统日志、操作员管理、知识库、模型库的维护等功能，只能由系统管理员来操作。