物联网腰带式监控装置及云端健康管理系统与操作方法

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物联网腰带式监控装置及云端健康管理系统与操作方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种物联网腰带式监控装置及云端健康管理系统与操作方法，具体地说是一种将微型的监控装置安装在腰带中，通过在腰部佩戴该种腰带，由腰带内相关的传感器收集个人生活习惯、健康状况的数据，并将这些数据上传到云服务器端，在云端建立医疗健康管理系统，管理系统通过对数据进行分析和管理，最终给出个人健康状况的指导意见。\n背景技术\n[0002] 近年来随着物联网技术、计算机的使用在社会各个领域的渗透, 物联网技术、计算机的应用正在不断地走向深入，监控、物联网技术、计算机这些词在生产生活之中出现的频率日益增多，它们在各行各业中也发挥着重要的作用更强大。电子产品、物联网技术、计算设备的更新与发展日新月异。在整个社会对人类的健康越来越关注的时代，随着谷歌眼镜、苹果手表的发布和即将进入人们日常生活的领域，今后将会设计和普及越来越多的可穿戴、可佩戴含有高科技的电子产品、计算设备，让科学技术更好地为人类服务，这是科技的发展趋势。\n[0003] 腰带式监控装置是电子技术、物联网技术与个人健康有机结合的一种形式，是普适计算、移动计算的一种形态。通过可佩戴的腰带收集和监控个人生活运动习惯和健康状况。但是，以往有很多个人医疗健康类设备，虽然能够获取一些医疗健康数据，但是这些设备不能与数据库或服务器连接（例如，心脏监护器，记步器），或者使用起来不够方便或携带不便，或者不能全天候监控等，使这些仪器设备监测的信息得不到很好的收集和保存，换句话说即使想保存，也难以建立起庞大的数据库用于存储庞大的信息数据。\n[0004] 目前，随着云计算的大量建设，云计算的存储和计算资源可以解决上述仪器设备监测的信息的存储难题。这些监测的信息数据通过物联网传到云服务器端，由于信息相对完整，对物联网大数据的分析可以提供前所未有的价值。通过建立起相应的个人健康管理系统，收集和存储的大量的信息后作为分析和处理个人健康状况的依据，为个人健康状况及时提供必要的监控数据，为个人保健提供重要指导。\n发明内容\n[0005] 本发明的目的是为解决对个人健康状况的监测和存储监测数据信息的难题，而提供一种物联网腰带式监控装置及云端健康管理系统与操作方法，并提供对该监控装置及云端健康管理系统的操作方法，通过佩戴腰带式监测装置监测和收集个人生活、运动习惯和健康状况，腰带式监控装置将收集到的数据信息通过物联网传送到云端的健康管理系统。\n[0006] 本发明为了实现上述目的，所采取的技术方案是：提供一种物联网腰带式监控装置及云端健康管理系统，含有腰带式监控装置、智能终端和云服务器端；\n[0007] 所述的腰带式监控装置设有压力传感器、震动传感器、控制模块、语音播放模块、通信模块和电源模块，所述的压力传感器、震动传感器、语音播放模块分别与控制模块电连接，控制模块与通信模块双向电连接，电源模块为所述的传感器和各模块供电；\n[0008] 所述的腰带式监控装置使用时佩戴在被监控者腰上，所述的压力传感器有4个，用于监测腹部、腰部左、右、后侧所受的压力；震动传感器用于监测身体的震动数据；所述的控制模块含有微处理器，微处理器用于将传感器采集的模拟信号进行模数转换、放大处理后传给通信模块，微处理器还用于接受智能终端的指令，还用于控制语音播放模块播放语音；\n所述的通信模块包括无线网通信模块和卫星定位信号接收和发送模块，无线网通信模块用于将微处理器处理后的数据传给智能终端或直接发送到云服务器端，卫星定位信号接收和发送模块用于将地理位置数据发送到云服务器端；所述的语音播放模块用于根据控制模块的预警指令播放预先保存的提示语音；所述的智能终端为智能手机或平板电脑，安装有配套软件，用于数据中转或中间管理；所述的云服务器端为百度云或阿里云，云服务器端用于对上传并保存的数据进行分析和管理，最终给出对佩戴者医疗健康状况的指导意见。\n[0009] 本发明所述的通信模块使用的是无线广域网通信模块或无线体域网通信模块；无线广域网通信模块为GPRS模块或TD-SCDMA或TD-LTE；若采用无线广域网通信模块，则腰带中监控装置经微处理器处理的数据直接发送到云服务器端；所述的无线体域网通信模块为蓝牙模块或Zigbee模块或IEEE802.15.4模块；若采用无线体域网通信模块，则腰带中监控装置的数据先发送给智能终端，由智能终端发送到云服务器端，所述的卫星定位信号接收和发送模块为GPS或北斗系统。\n[0010] 本发明所述的智能终端上安装的配套软件包括：与无线体域网通信模块进行配对连接的软件；设定腰带式监控装置的控制模块为学习模式或监控模式软件；设定腰带式监控装置的控制模块保存的云服务器地址；接收腰带式监控装置的通信模块发送的数据、并转发到指定的云服务器端的软件；接收云服务器端的指令，并转发到腰带式监控装置的通信模块软件；保存数据、分析数据，根据分析结果发送预警信息给腰带式监控装置的控制模块，控制语音播放模块播放提示语音的软件。\n[0011] 本发明还提供一种应用上述的物联网腰带式监控装置及云端健康管理系统的操作方法，按如下步骤执行：\n[0012] ⑴、准备好一个所述的腰带式监控装置，一部安装有配套软件的智能终端，及选定一个云服务器端；打开腰带式监控装置的电源开关，电源模块向压力传感器、震动传感器、控制模块、语音播放模块、通信模块供电；通过智能终端将其与腰带式监控装置的通信模块的无线网联通，和/或将腰带式监控装置的通信模块与选定的云服务器端无线网联通；\n[0013] ⑵、将腰带式监控装置佩戴在需要监控的人腰上，腰带中的微处理器对初次佩戴腰带式监控装置的使用者设置数据采样周期为T1的学习模式期；\n[0014] ⑶、腰带式监控装置中的4个压力传感器，监测腹部、腰部左、右、后侧所受的压力；\n震动传感器监测身体的震动数据；控制模块中的微处理器将传感器采集的压力和震动数据信号进行模数转换、放大处理后传给通信模块；通信模块将数据信息传给智能终端或直接传给云服务器端；\n[0015] ⑷智能终端与腰带式监控装置配合，完成如下匹配学习功能：\n[0016] ①智能终端选择不同的行为模式，包括：坐，餐、走，跑，卧，佩戴腰带者完成与智能终端上所选择相同的行为模式，采集这些行为模式下个人健康数据传给智能终端，表示行为模式为H，该行为模式的监控数据为D，即记录；由智能终端记录所述行为模式下系列数据，将该系列数据视为所述行为模式的感知数据；\n[0017] ②智能终端将该系列数据发送到云端医疗健康管理系统，根据健康最佳状态，设立各种行为模式的阈值数据；\n[0018] ⑸经过周期为T1的学习模式期后，智能终端将腰带式监控装置的微处理器设置为监控模式；\n[0019] ⑹腰带式监控装置将采集的监控模式的数据直接发送到云服务器端，或通过智能终端的转发到云服务器端；\n[0020] ⑺云服务器端对监控模式的新的数据进行分析；包括坐姿、进餐、走路、跑步、睡眠随时间和地点变化的情况；或者根据的匹配情况进行推理判断；或与设立的各种行为模式的阈值数据对比，给出预警指令；\n[0021] ⑻云服务器端的预警指令通过智能终端或直接传送给腰带式监控装置的微处理器，微处理器控制语音播放模块播放语音提示，达到监控的目的。\n[0022] 本发明的物联网腰带式监控装置及云端健康管理系统与操作方法具有如下优点：\n[0023] 1．本发明的系统通过一种可佩带在腰上的监控装置，收集大量坐姿、饮食、行走、运动、睡眠等日常个人健康状况随时间、地点变化的数据，通过设于云端的健康管理系统可以完整保存收集的数据。\n[0024] 2．本发明的方法容易实现、用户体验新颖易接受、成本低廉、结合了物联网感知装置和云计算服务器的特点，并可以通过智能终端进行数据中转或中间管理。本发明中的腰带式监控装置腰带及设于云端的健康管理系统可用于远程医疗、个人保健、特殊人群健康监护、全民公共卫生保健大数据分析等领域。\n附图说明\n[0025] 图1为本发明的物联网腰带式监控装置及云端健康管理系统结构示意图。\n[0026] 上述图中：1-腰带式监控装置、2-智能终端、3-云服务器端、11-压力传感器、12-震动传感器、13-控制模块、14-语音播放模块、15-通信模块、16-电源模块。\n具体实施方式\n[0027] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。\n[0028] 实施例1：本发明提供的一种物联网腰带式监控装置及云端健康管理系统，其结构如图1所示，含有腰带式监控装置1、智能终端2和云服务器端3。\n[0029] 所述的腰带式监控装置1设有压力传感器11、震动传感器12、控制模块13、语音播放模块14、通信模块15和电源模块16，所述的压力传感器11、震动传感器12、语音播放模块\n14分别与控制模块13电连接，控制模块13与通信模块15双向电连接，电源模块16为所述的传感器和各模块供电。\n[0030] 所述的腰带式监控装置1使用时佩戴在被监控者腰上，所述的压力传感器11有4个，用于监测腹部、腰部左、右、后侧所受的压力；震动传感器12用于监测身体的震动数据；\n所述的控制模块13含有微处理器，微处理器用于将传感器采集的模拟信号进行模数转换、放大处理后传给通信模块15，微处理器还用于接受智能终端2的指令，还用于控制语音播放模块播放语音；所述的通信模块15使用GPRS无线广域网通信模块和GPS卫星定位信号接收和发送模块，GPRS模块用于将微处理器处理后的数据传给智能终端2或直接发送到云服务器端3，GPS卫星定位信号接收和发送模块用于将被监控者所处地理位置数据发送到云服务器端3；所述的语音播放模块14用于根据控制模块13的预警指令播放预先保存的提示语音；\n所述的智能终端2选用智能手机，智能手机中安装有配套软件，用于数据的中间管理，所述的云服务器端3选用百度云，云服务器端3用于对上传并保存的数据进行分析和管理，最终给出对佩戴者医疗健康状况的指导意见。\n[0031] 本发明所述的智能终端即智能手机中安装的配套软件包括：利用无线体域网通信模块进行配对连接的软件；设定腰带式监控装置的控制模块为学习模式或监控模式软件；\n设定腰带式监控装置的控制模块保存百度云云服务器地址；接收腰带式监控装置的通信模块发送的数据、并转发到百度云的云服务器端的软件；接收云服务器端的指令，并转发到腰带式监控装置的通信模块软件；保存数据、分析数据，根据分析结果发送预警信息给腰带式监控装置的控制模块，控制语音播放模块播放提示语音的软件。\n[0032] 实施例2：本发明提供的一种物联网腰带式监控装置及云端健康管理系统，其结构基本与实施例1相同，含有腰带式监控装置1、智能终端2和云服务器端3；不同的只是腰带式监控装置1中没有设置语音播放模块14，通信模块15选用Zigbee无线体域网通信模块，北斗系统卫星定位信号接收和发送模块，智能终端2选用平板电脑，云服务器端3选用阿里云。\n[0033] 实施例3：本发明提供一种应用实施例1所述的物联网腰带式监控装置及云端健康管理系统的操作方法，按照如下步骤完成：\n[0034] ⑴、准备好一个实施例1所述的腰带式监控装置1，一部安装有配套软件的智能终端2，即智能手机，及选定的百度云云服务器端3；打开腰带式监控装置1的电源开关，电源模块16向压力传感器11、震动传感器12、控制模块13、语音播放模块14、通信模块15供电；通过智能手机将其与腰带式监控装置1的GPRS通信模块联通，和将腰带式监控装置1与百度云云服务器端3联通。\n[0035] ⑵、将腰带式监控装置1佩戴在需要监控的人腰上，腰带中的微处理器对初次佩戴腰带式监控装置1的使用者设置数据采样周期为T1的学习模式期。\n[0036] ⑶、腰带式监控装置1中的4个压力传感器11，监测腹部、腰部左、右、后侧所受的压力；震动传感器12监测身体的震动数据；控制模块13中的微处理器将传感器采集的压力和震动数据信号进行模数转换、放大处理后传给GPRS通信模块；GPRS通信模块将数据信息直接传给百度云云服务器端3。\n[0037] ⑷智能手机与腰带式监控装置1配合，完成如下匹配学习功能：\n[0038] ①智能手机选择包括：坐，餐、走，跑，卧等不同的行为模式，请佩戴腰带者配合完成所选择的这些行为模式，并采集在这些行为模式下佩戴腰带者个人健康系列数据传给智能手机，表示行为模式为H，该行为模式的监控数据为D，即记录；由智能手机记录各不同的行为模式的系列数据，将该系列数据视为这些行为模式的感知数据。\n[0039] ②智能手机将该系列数据发送到云端医疗健康管理系统，根据健康最佳状态，设立坐，餐、走，跑，卧等不同的行为模式的阈值数据。\n[0040] ⑸经过周期为T1的学习模式期后，智能手机将腰带式监控装置1的微处理器设置为监控模式。\n[0041] ⑹腰带式监控装置1将采集的监控模式的数据直接发送到云服务器端。\n[0042] ⑺云服务器根据监控模式的新的数据进行分析；包括坐姿、进餐、走路、跑步、睡眠随时间地点变化的情况；或者根据的匹配情况进行推理判断；或与设立的各种行为模式的阈值数据对比，给出预警指令；学习模式和监控模式下可根据地理位置的改变来修正各种行为模式的阈值数据，提高匹配推理功能的准确性。\n[0043] ⑻云服务器端的预警指令直接传送给腰带式监控装置1的微处理器，微处理器控制语音播放模块14播放语音提示，达到监控的目的。\n[0044] 预警指令和播放语音提示，包括：\n[0045] 坐姿不佳，提醒用户坐姿要端正，保护腰椎；\n[0046] 进餐太晚、太多、提醒用户注意进餐时间、以及注意进餐不宜过量；\n[0047] 长时间久坐，提醒用户休息走动；\n[0048] 到睡眠时间，用户还处于坐姿，提醒用户休息；\n[0049] 由走路的步数、路程、步频，由跑步的步数、路程、步频，提醒用户保持适度。\n[0050] 本系统结合了物联网感知装置和云计算服务器的特点，其操作方法简单易行，并可通过智能终端进行数据中转或中间管理。本系统与方法可用于远程医疗、个人保健、特殊人群健康监护、全民公共卫生保健大数据分析等领域。