CN102319079B - 数字化实时生理特征检测法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数字化实时生理特征检测监护和保健用指导终端机，包括控制组件、扬声器(20)、LCD显示器(30)、PPG传感器(40)、调节按键(50)、USB接口(60)和网络接口(70)，控制组件包括中央处理器(1)和数据存取器(2)等；中央处理器(1)分别与数据存取器(2)、晶振时钟模块(9)、数据接收模块(12)、充电管理模块(13)、数据上传模块(14)和调节按键(50)等相连。本发明还同时公开了利用上述终端机进行的数字化实时生理特征检测监护和保健法。本发明价格低廉，且能根据自身健康状况给出合理化保养和锻炼的建议，特别适合大众消费。

Description

数字化实时生理特征检测法

技术领域

本发明涉及一种数字化实时生理特征检测监护和保健法及所用指导终端机。 

背景技术

随着人们生活水平的不断提高，人们对自身的健康越来越关注；人们希望能适时获知关于自身的健康信息，也希望能有专家针对自身的特定情况给出合理化保养和锻炼的建议。聘请私人健康顾问需要很大的一笔费用，这不是普通老百姓所能承担的；而目前现有的各类检测仪器，仅仅能给出检测数据，但是不能根据该检测数据给出合理化保养和锻炼的建议。因此，人们迫切希望能开发出适合大众消费水平、且能根据自身健康状况给出合理化保养和锻炼建议的产品。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种数字化实时生理特征检测监护和保健法及所用指导终端机，本发明价格低廉，且能根据自身健康状况给出合理化保养和锻炼的建议，特别适合大众消费。 

为了解决上述技术问题，本发明提供一种数字化实时生理特征检测监护和保健用指导终端机，包括控制组件、扬声器、LCD显示器、PPG传感器、调节按键、USB接口和网络接口； 

控制组件包括分别与电源模块相连的中央处理器、数据存取器、音频解码模块、音频驱动模块、显示驱动模块、A/D转化模块、信号放大模块、晶振时钟模块、防火墙模块、网络驱动模块、数据接收模块、充电管理模块和数据上传模块； 

中央处理器分别与数据存取器、晶振时钟模块、数据接收模块、充电管理模块、数据上传模块和调节按键相连； 

中央处理器、音频解码模块、音频驱动模块和扬声器依次相连； 

中央处理器、显示驱动模块和LCD显示器依次相连； 

中央处理器、A/D转化模块、信号放大模块和PPG传感器依次相连； 

中央处理器、网络驱动模块、防火墙模块和网络接口依次相连； 

USB接口分别与数据接收模块、充电管理模块和数据上传模块相连。 

作为本发明的数字化实时生理特征检测监护和保健用指导终端机的改进：调节按键由模式按钮、播报按钮和设置按钮组成。 

本发明还同时提供了一种利用上述终端机进行的数字化实时生理特征检测监护和保健法，用于检测运动量的3D传感器、用于检测力量的光栅传感器、用于检测血压的血压仪均与USB接口相连； 

网络接口通过前端路由器与Internet网络相连；Internet网络与国家气象局网站相连，Internet网络还通过后端路由器与平台中心相连； 

具体工作内容如下： 

1)、用户按下调节按键的播报按钮，调节按键向中央处理器发出读取气象数据的请求； 

中央处理器收到命令后依次通过网络驱动模块、防火墙模块、网络接口、前端路由器和Internet网络接通国家气象局网站；并负责从国家气象局网站抓取信息； 

抓取的信息再依次从Internet网络、前端路由器、网络接口、防火墙模块、网络驱动模块反向传递至中央处理器； 

中央处理器一方面将上述信息传递至数据存取器进行保存，另一方面将上述信息通过显示驱动模块传递至LCD显示器进行显示； 

2)、当用户按下调节按键的播报按钮时，调节按键向中央处理器发出调取气象数据的请求；中央处理器将数据存取器内保存的最新的气象数据依次经音频解码模块和音频驱动模块后传递至扬声器进行语音播报； 

3)、充电管理模块分别对3D传感器、光栅传感器和血压仪进行监测充电电流，当发现充电电流减少到所对应的设置值后，即停止充电； 

4)、3D传感器、光栅传感器和血压仪分别将各自检测到的运动量数据、力量数据和血压数据通过数据接收模块传递至中央处理器；PPG传感器将检测到的HRV数据依次通过信号放大模块和A/D转化模块后传递给中央处理器；中央处理器将上述信息放入数据存取器中进行保存； 

5)、当用户按下调节按键的设置按钮时，调节按键向中央处理器发出获得运动方案的请求；中央处理器收到此请求后，调取数据存取器保存的所有的运动量数据、所有的力量数据、所有的血压数据和所有的HRV数据依次通过网络驱动模块、防火墙模块、网络接口、前端路由器、Internet网络和后端路由器传递至平台中心，平台中心计算出3D传感器、光栅传感器和血压仪的设定值；上述3类设定值组成了运动方案； 

上述运动方案的数据再依次通过后端路由器、Internet网络、前端路由器、网络接口、防火墙模块和网络驱动模块后反向传递至中央处理器； 

中央处理器将上述运动方案的信息依次通过音频解码模块和音频驱动模块后传递至扬声器进行语音播报； 

中央处理器将上述运动方案内的3类设定值依次通过数据上传模块和USB接口后分别对应的传输至于3D传感器、光栅传感器和血压仪，对其内的原有设定值进行相应修改； 

6)、日常情况下，中央处理器将晶振时钟模块内的时间信息通过显示驱动模块后在LCD显示器上显示。 

本发明的终端机是数字化健身系统的一个终端设备，用于采集多传感器采集的用户生理特征数据，并通过英特网上传到平台中心(具体为平台中心内的WEB服务器)，通过平台中心内的在线软件分析后，下载到终端设备，并通过显示和语音告知用户如何进行锻炼。 

本终端机是一个根据大众人群使用习惯设计的客户端设备，该设备通过网线与互联网连接，可以实现与远程的平台中心进行实时通信，且费用低廉，通过USB接口与检测仪器连接，在充电的同时，上传客户数据，并接受来自平台中心的健身方案，并通过语音和LCD显示屏告知客户当天的健身方案。能自动设置检测仪器的参数，从而方便用户，免去上传数据、设置仪器、上网浏览等的不便。 

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。 

图1是本发明的数字化实时生理特征检测监护和保健用指导终端机的连接关系示意图； 

图2是图1的实际使用状态示意图。 

具体实施方式

实施例1、图1给出了一种数字化实时生理特征检测监护和保健用指导终端机，包括控制组件、扬声器20、LCD显示器30、PPG传感器40、调节按键50、USB接口60和网络接口70。 

控制组件包括分别与电源模块3相连的中央处理器1、数据存取器2、音频解码模块4、音频驱动模块5、显示驱动模块6、A/D转化模块7、信号放大模块8、晶振时钟模块9、防火墙模块10、网络驱动模块11、数据接收模块12、充电管理模块13和数据上传模块14；电源模块3负责提供电源；为了图面的清晰，在图1中，上述连接关系作了省略处理。 

中央处理器1分别与数据存取器2、晶振时钟模块9、数据接收模块12、充电管理模块 13、数据上传模块14和调节按键50相连。 

中央处理器1、音频解码模块4、音频驱动模块5和扬声器20依次相连。 

中央处理器1、显示驱动模块6和LCD显示器30依次相连。 

中央处理器1、A/D转化模块7、信号放大模块8和PPG传感器40依次相连。 

中央处理器1、网络驱动模块11、防火墙模块10和网络接口70依次相连。 

PPG传感器40可选用常规的PPG光电指夹，用于检测HRV(心率变异性)；只需要将手指尖放于其上就可以测得HRV数据，数据经信号放大模块8的放大处理和A/D转化模块7的转化处理后，就能传输至中央处理器1。 

调节按键50由以下3个大按钮组成：模式按钮、播报按钮、设置按钮；这3个大按钮分别用于给出模式切换、语音播报、设置菜单的相应命令。 

实施例2、一种利用实施例1所述的终端机进行的数字化实时生理特征检测监护和保健法，如图2所示； 

选用常规3D传感器用于检测运动量，选用常规的光栅传感器用于检测力量，选用常规的血压仪用于检测血压；上述3D传感器、光栅传感器和血压仪均与USB接口60相连。 

网络接口70依次通过前端路由器和Internet网络相连。 

Internet网络依次通过后端路由器与平台中心(具体为平台中心内的WEB服务器)进行通信，Internet网络还与国家气象局网站相连。 

此平台中心选用海盐易威斯堡健身用品公司的在线教练平台。 

具体工作内容如下： 

1)、用户按下调节按键50的播报按钮，调节按键50向中央处理器1发出读取气象数据的请求。 

中央处理器1收到命令后依次通过网络驱动模块11、防火墙模块10和网络接口70、前端路由器和Internet网络接通国家气象局网站；并负责从国家气象局网站抓取信息；中央处理器1根据自带的IP地址来识别地区，因此能从国家气象局网站抓取与终端机所在区域相对应地区的气象信息。防火墙模块10的作用是保护网络安全，它可通过监测、限制、更改跨越防火墙的数据流，尽可能地对外部屏蔽网络内部的信息、结构和运行状况，以此来实现网络的安全保护(此为常规技术)。 

收取的信息再依次从Internet网络、前端路由器、网络接口70、防火墙模块10、网络驱动模块11反向传递至中央处理器1。 

中央处理器1一方面将上述信息传递至数据存取器2内的气象信息存储块中进行保 存，另一方面将上述信息传递至显示驱动模块6，经显示驱动模块6的相应处理后在LCD显示器30显示该气象信息，使人一目了然。气象信息存储块设置一定的容量，当超容量时，最新的气象信息会自动覆盖最早的气象信息。 

2)、当用户按下调节按键50的播报按钮时，调节按键50向中央处理器1发出调取气象数据的请求。中央处理器1将数据存取器2内保存的最新的气象数据依次经音频解码模块4的解码处理和音频驱动模块5的信号放大处理后，在扬声器20上进行语音播报。从而使人们能更加轻松的获知天气信息。 

3、由于3D传感器、光栅传感器和血压仪均与USB接口60相连，终端机对其充电进行管理，当充满电时，停止充电。具体如下： 

●充电管理模块13内事先分别设置了3D传感器、光栅传感器和血压仪的充电电流下限值。 

●当充电时(由电源模块3提供电源)，充电管理模块13分别对3D传感器、光栅传感器和血压仪进行监测充电电流，当发现谁的充电电流减少到所对应的设置值(即充电电流下限值)后，即停止对谁进行充电。 

●每次可以同时提供5个仪器的充电。 

●3D传感器、光栅传感器和血压仪只要与USB接口60相连，就将其内部保存的检测数据(一般保存期限为7天)通过数据接收模块12传递至中央处理器1。 

4、3D传感器、光栅传感器和血压仪分别将各自检测并保存的运动量数据、力量数据和血压数据(一般为7天内的相应数据)通过数据接收模块12传递至中央处理器1； 

PPG传感器40将检测到的HRV数据通过信号放大模块8的放大处理后、再通过A/D转化模块7将模拟电信号转换成数字信号后传递给中央处理器1。 

中央处理器1将上述信息均在数据存取器2中的相应存储块中进行保存。该类存储块均设置了一定的容量，当超容量时，最新的数据会自动覆盖最早的数据。 

5、当用户按下调节按键50的设置按钮时，调节按键50向中央处理器1发出获得健身方案指导性建议的请求；中央处理器1收到此请求后，调取数据存取器2保存的所有的运动量数据、所有的力量数据、所有的血压数据和所有的HRV数据依次通过网络驱动模块11、防火墙模块10、网络接口70、前端路由器、Internet网络和后端路由器传递至平台中心的WEB服务器，平台中心计算出3D传感器、光栅传感器和血压仪的设定值，具体是：设定3D传感器每天的运动量训练目标值，设定光栅传感器每天的力量训练目标值，设定血压仪每天的报警值。这些设定值组成了健身方案指导性建议，即运动方案。 

上述运动方案的数据再依次通过后端路由器、Internet网络、前端路由器、网络接口70、防火墙模块10和网络驱动模块11后反向传递至中央处理器1。 

因此，理论上，与USB接口60相连的检测仪器越多，各种检测数据(如，HRV心率，血压，运动量等)就会越丰富，得出的健身方案就越准确。 

中央处理器1将运动方案的信息依次通过音频解码模块4的解码处理和音频驱动模块5的信号放大处理后，在扬声器20上进行语音播报。从而使人们能实时获知指导性建议的具体内容。 

中央处理器1将上述运动方案内的3类设定值通过数据上传模块14和USB接口60后分别对应的传输至于3D传感器、光栅传感器和血压仪，对其内的原有设定值进行相应修改。 

那么，该天的锻炼如果没有达到3D传感器的设定值，3D传感器就会发出报警信号；同样，该天的锻炼如果没有达到光栅传感器的设定值，光栅传感器就会发出报警信号；如果血压超过了血压仪的设定值，血压仪就会发出报警信号。从而使人们能明确知道自己的运动情况和身体状况是否符合健身方案指导性建议的要求。 

6、日常情况下，中央处理器1将晶振时钟模块9内的时间信息通过显示驱动模块6处理后在LCD显示器30上显示，起到手表的作用。 

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的一个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。 

Claims (1)

1.利用指导终端机进行的数字化实时生理特征检测法，其特征是：

所述指导终端机包括控制组件、扬声器（20）、LCD显示器（30）、PPG传感器（40）、调节按键（50）、USB接口（60）和网络接口（70）；

所述控制组件包括分别与电源模块（3）相连的中央处理器（1）、数据存取器（2）、音频解码模块（4）、音频驱动模块（5）、显示驱动模块（6）、A/D转化模块（7）、信号放大模块（8）、晶振时钟模块（9）、防火墙模块（10）、网络驱动模块（11）、数据接收模块（12）、充电管理模块（13）和数据上传模块（14）；

所述中央处理器（1）分别与数据存取器（2）、晶振时钟模块（9）、数据接收模块（12）、充电管理模块（13）、数据上传模块（14）和调节按键（50）相连；

所述中央处理器（1）、音频解码模块（4）、音频驱动模块（5）和扬声器（20）依次相连；

所述中央处理器（1）、显示驱动模块（6）和LCD显示器（30）依次相连；

所述中央处理器（1）、A/D转化模块（7）、信号放大模块（8）和PPG传感器（40）依次相连；

所述中央处理器（1）、网络驱动模块（11）、防火墙模块（10）和网络接口（70）依次相连；

所述USB接口（60）分别与数据接收模块（12）、充电管理模块（13）和数据上传模块（14）相连；

用于检测运动量的3D传感器、用于检测力量的光栅传感器、用于检测血压的血压仪均与USB接口（60）相连；

网络接口（70）通过前端路由器与Internet网络相连；Internet网络与国家气象局网站相连，Internet网络还通过后端路由器与平台中心相连；

所述调节按键（50）由模式按钮、播报按钮和设置按钮组成；

具体工作内容如下：

1）、用户按下调节按键（50）的模式按钮，调节按键（50）向中央处理器（1）发出读取气象数据的请求；

中央处理器（1）收到命令后依次通过网络驱动模块（11）、防火墙模块（10）、网络接口（70）、前端路由器和Internet网络接通国家气象局网站；并负责从国家气象局网站抓取信息；

抓取的信息再依次从Internet网络、前端路由器、网络接口（70）、防火墙模块（10）、网络驱动模块（11）反向传递至中央处理器（1）；

中央处理器（1）一方面将上述信息传递至数据存取器（2）进行保存，另一方面将上述信息通过显示驱动模块（6）传递至LCD显示器（30）进行显示；

2）、当用户按下调节按键（50）的播报按钮时，调节按键（50）向中央处理器（1）发出调取气象数据的请求；中央处理器（1）将数据存取器（2）内保存的最新的气象数据依次经音频解码模块（4）和音频驱动模块（5）后传递至扬声器（20）进行语音播报；

3）、充电管理模块（13）分别对3D传感器、光栅传感器和血压仪进行监测充电电流，当发现充电电流减少到所对应的设置值后，即停止充电；

4）、3D传感器、光栅传感器和血压仪分别将各自检测到的运动量数据、力量数据和血压数据通过数据接收模块（12）传递至中央处理器（1）；PPG传感器（40）将检测到的HRV数据依次通过信号放大模块（8）和A/D转化模块（7）后传递给中央处理器（1）；中央处理器（1）将上述运动量数据、力量数据、血压数据和HRV数据放入数据存取器（2）中进行保存；

5）、当用户按下调节按键（50）的设置按钮时，调节按键（50）向中央处理器（1）发出获得运动方案的请求；中央处理器（1）收到此请求后，调取数据存取器（2）保存的所有的运动量数据、所有的力量数据、所有的血压数据和所有的HRV数据依次通过网络驱动模块（11）、防火墙模块（10）、网络接口（70）、前端路由器、Internet网络和后端路由器传递至平台中心，平台中心计算出3D传感器、光栅传感器和血压仪的设定值；上述3类设定值组成了运动方案；

上述运动方案的数据再依次通过后端路由器、Internet网络、前端路由器、网络接口（70）、防火墙模块（10）和网络驱动模块（11）后反向传递至中央处理器（1）；

中央处理器（1）将上述运动方案的信息依次通过音频解码模块（4）和音频驱动模块（5）后传递至扬声器（20）进行语音播报；

中央处理器（1）将上述运动方案内的3类设定值依次通过数据上传模块（14）和USB接口（60）后分别对应的传输至于3D传感器、光栅传感器和血压仪，对其内的原有设定值进行相应修改；

6）、日常情况下，中央处理器（1）将晶振时钟模块（9）内的时间信息通过显示驱动模块（6）后在LCD显示器（30）上显示。

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