CN102871653A - 一种适应多地域环境下的公众健康防控装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种适应多地域环境下的公众健康防控装置及方法，该终端能够自动接入不同的公共通信网络以便及时的将体温、心率等生理参数传送到远程健康防控中心，保持实时在线监测。该装置包括如下三个部分：多生理参数采集终端、无线通信设备和网关；其中，多生理参数采集终端包括体温传感模块、心率传感模块、数据处理模块、低功耗WiFi射频模块和供电模块；无线通讯设备包括WiFi接入模块、数据处理模块、3G模块和供电模块；网关包括以太网接口、控制处理单元、3G模块和供电模块；应对突发重大传染性疫情，利用单一的WiFi无线接入技术，结合传感器技术采集多项生理信号的能力，通过异构无线网络协同传输，对流动性公众人群进行实时的监测。

Description

一种适应多地域环境下的公众健康防控装置及方法

技术领域

本发明基于传感器技术、近距离无线通信技术设计了一种低功耗、微型化、便携式的新型多生理参数采集终端。在重大传染性疫情爆发性流行下，根据流动性社会公众处于不同的活动范围，该终端能够自动接入不同的公共通信网络以便及时的将体温、心率等生理参数传送到远程健康防控中心，保持实时在线监测。具有多网通信的特点，属于无线通信领域。

背景技术    

随着时代的变迁，各种传染性疾病因病原体的变异而时常出现爆发性流行。如1918年西班牙甲型流感、2009年墨西哥猪流感（甲型H1N1流感，又称甲流），造成了全球大流行。据世界卫生组织(WHO)2010年统计：2009年共造成全球约50万人感染“甲流”，死亡约5000人。如此大的流行给人民群众带来了巨大的人身伤害和财产损失。因此严密的防控突发的传染性疾病是各国各级政府的首要职责。

尽管改革开放以来，我国人民健康水平不断提高，主要健康指标已处于发展中国家的前列，但重大传染性疾病所带来的压力并没有得到减轻，曾经的非典、甲流等严重影响了国民的生理健康。突发重大传染性疾病由于发病危险性高、突发性强，故而成为威胁人类生命以及社会稳定的重要因素之一，如何有效控制传染病的蔓延成为维护国家稳定的重要举措，如何及时、准确地获取公众身体的异常症状是对公众采取有效治疗措施的关键。

建立健全的防控体系是必要的也是必须的。在这个体系中有一个不容忽视的问题，就是对症状不构成留院治疗仅需居家隔离观察的公众监测，这些监测对象是高危人群，及时了解他们的症状对于缓解疫情的蔓延有着重要的意义。但这部分人群数量庞大并且户外流动性高，单靠疾控人员手工收集被监测对象的人体基本信息（体温、心率等）是相当困难的，更加无法实时监控的。

因此为了对流动性公众的基本生理参数信息进行实时的远程监测，让公众健康得到更好的监护，尤其对一些高危人群采用远程实时动态监测，从而控制疫情的蔓延。对需隔离的公众人群进行远距离实时监控，避免监测对象与健康防控人员接触，减少传染概率，又能及时掌握监测对象的情况，设计一种应对突发重大传染性疾病的实时监测系统很有必要，是防控突发重大传染行疾病的有效方法，这对突发性传染性疾病的公众监测和预防具有重要意义。

先进科技在医学检测仪器上的应用，为有效地诊断公众的病理提供了有利条件，完全能够满足医学诊断的需要。但是目前市场上使用的医用检测仪器通常体积庞大，价格昂贵，使用时需要同检测对象近距离接触，检测对象不能随便活动，一般不适应于对大范围的高危传染病感染者进行监护，更不适用于地理位置分散但需要实时监测的公众人群。因此，通过异构无线网络协同，在泛在网络环境下实现WLAN与3G网络的无缝连接，有利于健康防控中心在任何时间、任何地点掌握被监测者的信息，从而为采取有效的诊断及治疗方案提供有力依据。该方案对于防控突发重大传染性疾病的疫情蔓延，是十分可行且具有国家战略应用价值。

发明内容

技术问题： 本发明从国家防控突发传染性疫情的战略意义出发，根据控制疫情蔓延的临床医学需求，设计低功耗、微型化、便携式的多生理参数采集终端自动将使用者的多项生理信号通过无线通信技术无缝连接，保持实时在线地传送至远程健康防控中心，从而实现了对多地域环境下人群的动态监测。

技术方案： 本发明的公众健康防控方法及其装置，其特征在于利用传感器技术，采集多项生理信号，通过单一的WiFi无线技术即可接入到不同的公共通信网络，对公众人群进行实时统一的动态监测。 

该装置包括如下三个部分：多生理参数采集终端、无线通信设备和网关；其中，多生理参数采集终端包括体温传感模块、心率传感模块、数据处理模块、低功耗WiFi射频模块和供电模块；无线通讯设备包括WiFi接入模块、数据处理模块、3G模块和供电模块；网关包括以太网接口、控制处理单元、3G模块和供电模块；

多生理参数采集终端有两组，其中一组通过无线AP接无线局域网，多生理参数采集终端的另一组通过无线通信设备接公共数据网，监护人员的信息分别通过无线局域网和公共数据网与网关连接，网关的另一端连接健康防控中心。

所述的多生理参数采集终端包括体温传感模块、心率传感模块、数据处理模块、低功耗WiFi射频模块和供电模块；体温传感模块中的温度传感器接电路补偿器，电路补偿器的输出端接数据处理模块中的调理电路，调理电路的输出端接嵌入式微处理器，嵌入式微处理器的输出端接低功耗WiFi射频模块，心率传感模块包括顺序连接的导联电极、前置放大器、带通滤波器、工作陷波器、后置放大器、信号整流器，信号整流器的输出端接数据处理模块中的调理电路。

本发明的适应多地域环境下的公众健康信息的采集装置的信息的采集方法，应对突发重大传染性疫情，利用单一的WiFi无线接入技术，结合传感器技术采集多项生理信号的能力，通过异构无线网络协同传输，对流动性公众人群进行实时的监测；

该方法包括如下两个监测应用过程：

1.） 当公众处于隔离区内时：随身携带的多生理参数采集终端利用该终端上的低功耗WiFi射频模块自动连接到无线AP点，体温传感模块和心率传感模块自动采集心率，体温等多项生理参数信号，然后采集到的传感数据经过数据处理模块按照预先定义的数据格式进行处理封装，通过低功耗WiFi射频模块发送至无线AP点，最后通过无线局域网汇聚传输到健康防控中心的网关接收数据，健康防控中心通过网关的以太网接口接收数据；

2.） 当公众处于隔离区外时：多生理参数采集终端利用该终端上的低功耗WiFi射频模块自动和公众人群随身携带的无线通讯设备中的WiFi接入模块进行无线连接，体温传感模块和心率传感模块自动采集心率，体温等多项生理参数信号，然后采集到的传感数据经过数据处理模块按照预先定义的数据格式进行处理封装，通过低功耗WiFi射频模块发送到无线通讯设备上；数据经过无线通讯设备的数据处理模块进一步处理以后利用3G模块将数据通过公共通信网络传输至远程的健康防控中心，健康防控中心通过网关的3G模块接收数据。

有益效果：本发明充分考虑了应对重大传染性疫情并且充分满足公众人群移动性生活需求的实时监测需求，设计了一种低功耗、微型化、便携式的新型生理参数（体温、心率等) 采集终端，利用WIFI无线接入方式和公共通信网络的可靠性，一方面对需要隔离的监测对象进行实时监测，避免了监测对象与医护人员的接触，减少了疫情传染概率，另一方面对不需要隔离的监测对象在满足其生活的移动性需求的前提下进行远程实时监测。这对突发传染性疫情的预防具有重要意义，从而为采取有效的诊断及治疗方案提供了有效的依据。

附图说明

图1 是一种适应多地域环境下的公众健康防控应用方法及其装置示意图，

图2 是公众健康防控监测应用方法结构流程图，

图3是公众健康防控监测应用方法硬件结构示意图，

图4 是多生理信号采集终端结构组成图。

 

具体实施方式

本发明的公众健康防控应用方案适合以下两个应用场景，如图1所示：

1） 当使用者在指定场所接受隔离时，随身携带的多生理参数采集终端将优先通过WiFi连接到所在环境中的无线AP点，实时采集心率、体温等多项生理参数信号发送到无线AP点，然后通过无线局域网传输至健康防控中心的数据库。

2） 当使用者不需要接受隔离时，随身携带的多生理参数采集终端将会把生理参数信号发送至随身携带的通讯设备,例如手机、PDA等，通讯设备利用3G网络将数据通过公共通信网络传输至健康防控中心的数据库。

本发明适应多地域环境下的公众健康信息的采集装置包括如下三个部分：多生理参数采集终端、无线通信设备和网关；其中，多生理参数采集终端包括体温传感模块、心率传感模块、数据处理模块、低功耗WiFi射频模块和供电模块；无线通讯设备包括WiFi接入模块、数据处理模块、3G模块和供电模块；网关包括以太网接口、控制处理单元、3G模块和供电模块；

多生理参数采集终端有两组，其中一组通过无线AP接无线局域网，多生理参数采集终端的另一组通过无线通信设备接公共数据网，监护人员的信息分别通过无线局域网和公共数据网与网关连接，网关的另一端连接健康防控中心。

所述的多生理参数采集终端包括体温传感模块、心率传感模块、数据处理模块、低功耗WiFi射频模块和供电模块；体温传感模块中的温度传感器接电路补偿器，电路补偿器的输出端接数据处理模块中的调理电路，调理电路的输出端接嵌入式微处理器，嵌入式微处理器的输出端接低功耗WiFi射频模块，心率传感模块包括顺序连接的导联电极、前置放大器、带通滤波器、工作陷波器、后置放大器、信号整流器，信号整流器的输出端接数据处理模块中的调理电路。

本发明的适应多地域环境下的公众健康信息的采集装置的信息的采集方法，其特征在于应对突发重大传染性疫情，利用单一的WiFi无线接入技术，结合传感器技术采集多项生理信号的能力，通过异构无线网络协同传输，对流动性公众人群进行实时的监测；

该方法包括如下两个监测应用过程：

1.） 当公众处于隔离区内时：随身携带的多生理参数采集终端利用该终端上的低功耗WiFi射频模块自动连接到无线AP点，体温传感模块和心率传感模块自动采集心率，体温等多项生理参数信号，然后采集到的传感数据经过数据处理模块按照预先定义的数据格式进行处理封装，通过低功耗WiFi射频模块发送至无线AP点，最后通过无线局域网汇聚传输到健康防控中心的网关接收数据，健康防控中心通过网关的以太网接口接收数据；

2.） 当公众处于隔离区外时：多生理参数采集终端利用该终端上的低功耗WiFi射频模块自动和公众人群随身携带的无线通讯设备中的WiFi接入模块进行无线连接，体温传感模块和心率传感模块自动采集心率，体温等多项生理参数信号，然后采集到的传感数据经过数据处理模块按照预先定义的数据格式进行处理封装，通过低功耗WiFi射频模块发送到无线通讯设备上；数据经过无线通讯设备的数据处理模块进一步处理以后利用3G模块将数据通过公共通信网络传输至远程的健康防控中心，健康防控中心通过网关的3G模块接收数据。

以下结合实施例和附图，对本发明作进一步说明。

适应多地域环境下的公众健康防控方法及其装置主要完成三个方面的工作：（1）设计一种新型多生理参数采集终端进行体温、心率等信号的获取与发送；

（2）利用异构网络协同，构建无缝连接的传输网络，进行数据信息的实时传输；

（3）建立远程健康防控中心的服务器系统，对接收到的数据信息进行处理和存储。

本发明公众健康防控方法针对使用者在隔离区域和不在隔离区两种场景展开研究设计，充分满足了多地域环境下的公众生活需求和健康防控需求，结构流程如图2所示。

（一） 针对隔离区的应用方案设计

多生理参数采集终端利用低功耗WiFi射频模块优先查找WLAN的AP点并发起连接，通过体温、心率等传感器自动采集体温和心率参数信号，将数据发送至每个房间部署的无线AP接入点，通过隔离区部署的无线局域网传输至健康防控中心的网关，网关把数据发送到健康防控中心的服务器进行数据的处理以便储存至数据库。充分考虑到疫情的严重程度和监测对象的身体健康因素，一方面整个监测过程完全不需要人为介入，另一方面完全避免监护人员与监测对象的接触，减少传染概率。

（二） 针对公众流动性生活环境的应用方案设计

充分考虑公众人群日程生活的移动性和便携性需求，多生理参数采集终端通过心率、温度等传感器采集到体温和心率参数信号，通过采集终端上的低功耗WiFi射频模块，将数据发送至随身携带的无线通讯设备。该无线通讯设备包括WiFi接入模块和3G发送模块。当该无线通讯设备接收到生理参数信息进一步处理后利用3G发送模块通过公共通信网将数据发送至健康防控中心的网关。网关把数据发送到健康防控中心的服务器进行数据的处理以便储存至数据库。

无线通信流程如下：

（1）多生理参数采集终端唤醒设备发现程序，查找100米范围内的无线AP点。此范围内的无线AP点响应这些查询消息以告知多生理参数采集终端它的存在。

（2）多生理参数采集终端发出连接请求，无线AP点收到请求消息后接受该连接请求，无线链路建立。

（3）多生理参数采集终端打开传输端口，发送传感数据，通过无线AP点或者无线通讯设备传输至网关。

    因此通过异构网络协同传输能够同时满足对二种场景下传染性疫情监测的实时需求，保证二种场景下的无缝连接。监护人员无论在隔离区工作期间还是在隔离区外活动，都能够通过手机，笔记本等终端设备通过互联网访问健康防控中心的数据库，及时了解监测对象的生理参数，以便做出相应的防控措施。

Claims (3)

1.  一种适应多地域环境下的公众健康信息的采集装置，其特征在于该装置包括如下三个部分：多生理参数采集终端、无线通信设备和网关；其中，多生理参数采集终端包括体温传感模块、心率传感模块、数据处理模块、低功耗WiFi射频模块和供电模块；无线通讯设备包括WiFi接入模块、数据处理模块、3G模块和供电模块；网关包括以太网接口、控制处理单元、3G模块和供电模块；

多生理参数采集终端有两组，其中一组通过无线AP接无线局域网，多生理参数采集终端的另一组通过无线通信设备接公共数据网，监护人员的信息分别通过无线局域网和公共数据网与网关连接，网关的另一端连接健康防控中心。

2.  根据权利要求1所述的适应多地域环境下的公众健康信息的采集装置，其特征在于所述的多生理参数采集终端包括体温传感模块、心率传感模块、数据处理模块、低功耗WiFi射频模块和供电模块；体温传感模块中的温度传感器接电路补偿器，电路补偿器的输出端接数据处理模块中的调理电路，调理电路的输出端接嵌入式微处理器，嵌入式微处理器的输出端接低功耗WiFi射频模块，心率传感模块包括顺序连接的导联电极、前置放大器、带通滤波器、工作陷波器、后置放大器、信号整流器，信号整流器的输出端接数据处理模块中的调理电路。

3. 一种如权利要求1所述的适应多地域环境下的公众健康信息的采集装置的信息的采集方法，其特征在于应对突发重大传染性疫情，利用单一的WiFi无线接入技术，结合传感器技术采集多项生理信号的能力，通过异构无线网络协同传输，对流动性公众人群进行实时的监测；

该方法包括如下两个监测应用过程：

1.） 当公众处于隔离区内时：随身携带的多生理参数采集终端利用该终端上的低功耗WiFi射频模块自动连接到无线AP点，体温传感模块和心率传感模块自动采集心率，体温等多项生理参数信号，然后采集到的传感数据经过数据处理模块按照预先定义的数据格式进行处理封装，通过低功耗WiFi射频模块发送至无线AP点，最后通过无线局域网汇聚传输到健康防控中心的网关接收数据，健康防控中心通过网关的以太网接口接收数据；

2.） 当公众处于隔离区外时：多生理参数采集终端利用该终端上的低功耗WiFi射频模块自动和公众人群随身携带的无线通讯设备中的WiFi接入模块进行无线连接，体温传感模块和心率传感模块自动采集心率，体温等多项生理参数信号，然后采集到的传感数据经过数据处理模块按照预先定义的数据格式进行处理封装，通过低功耗WiFi射频模块发送到无线通讯设备上；数据经过无线通讯设备的数据处理模块进一步处理以后利用3G模块将数据通过公共通信网络传输至远程的健康防控中心，健康防控中心通过网关的3G模块接收数据。

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