CN103529684A - 用于自动测录健康数据的智能健康手表及智能健康系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于自动测录健康数据的智能健康手表及智能健康系统，其中该智能健康手表包括：一用于控制所述智能健康手表运行的单片机模块；一显示模块，与所述单片机模块连接；一用于多维度的运动跟踪的动态监测模块，与所述单片机模块连接；一用于获取使用者的生理和非生理数据的数据获取模块，与所述单片机模块连接。解决现时管理健康资料方法的不足，提供一个既方便却又能全面满足日常健康管理的需要，包括：锻炼教助，日常活动及服药提示，随时及定时准确的生理状况检查，多元化的记录报告，紧急情况自动协助求救等。

Description

用于自动测录健康数据的智能健康手表及智能健康系统

技术领域

本发明涉及一种手表，特别涉及一种用于测量和记录使用者的各种生理及非生理状况，包括：追踪日常活动、提醒待办事项、运动量记录、睡眠状态记录、检测异常的状况及警示紧急情况等的智能健康手表及智能健康系统。

背景技术

随着医疗科学知识的进步，人类的寿命得以延长。与此同时，一些常见的长期疾病，例如血管疾病和糖尿病等，成为不少都市人困扰的问题。根据世界卫生组织收集的资料显示，全球有10亿人患有高血压，3.5亿人患有糖尿病，另每年有1千7百万人死于心血管疾病，有1千5百万人中风，当中有5百万人因此而死亡，另外5百万人此而永久残废。在发达国家，中风的发病率正在下降，主要是由于注意健康及生活习惯有所改善。然而由于人口老化，整体的中风率依然是居高不下。

虽然心血管疾病及糖尿病通常发生在中年或老年，但近年在世界各地这些疾病开始发生于较早的年纪。其成因主要是病者于童年至成年时的不良饮食及生活习惯，包括：缺乏运动、不良饮食及吸烟等恶习。

现代青年体力活动显著下降，特别是女童在青春期中肥胖已大幅增加。这情况不仅发生在欧洲和北美，连传统苗条的人口如中国和日本的年轻人口也有很多是肥胖的。以前在儿童罕见的第2型糖尿病例也开始越来越常见。从北美，日本和泰国的儿童心血管疾病事故中，死亡后尸体解剖发现冠状动脉的脂肪条纹及纤维斑块的记录可以看出年幼的孩子血脂升高，血压高。因此全球需要采取紧急行动。家庭，学校，小区，健康专业人员，公共健康官员和决策者都需要，以促进各年龄，由儿童，青少年至老年健康的生活方式，以减少世界面临心血管病流行。

虽然这些长期疾病不可治愈，但普遍认为适当的药物与健康的生活方式，包括饮食和日常活动，将有效地增加人们的健康，减少这些疾病带来的伤害的机会的。

解决上述这些问题，不少制药公司已经努力地开发出不少保持身体健康的药品。可惜的是，没有完美神奇的药能为所有人解决所有问题。原因是每个人体质不同，对药物反应有异。医生往往需要进行不同试验和测试以确定服用的药物及服用的分量是最适当及有效，亦没有不良的副作用。因此，无论是心血管疾病或糖尿病等疾病，医生建议患者每日自我进行记录定时多次健康数据如血糖水平，血压，血率等的测量。这是唯一的方法，医生可以正确地调整的药物剂量及监测药物的效果，从而对患者对症下药。

例如，建议每日至少测量血压四次，血糖水平。还建议在运动期间之前和之后，测量其他心理信号，如心率，血液中的氧消耗，以避免过度锻炼。更进一步建议，每天定时在同一时间测量这些心理信号。这样，经过一段时间，这些数据定期记录更能了解一个人的全面健康状况。

市面上已设计及开发了各中家庭用的身体状况监控产品用于监测使用者心率，血压，血液中的氧消耗，血糖水平等。主要目的是提供快速及方便的自我监测身体健康状况的方式。从这些数据导出其他信号，如燃烧的热量，身体脂肪比例等。可惜，由于健忘，或设备不在身边，使用者很难在常规时间量度健康数据，如血压，血糖水平等。同时也很难把记录的数据制成一个简单的数据读取格式好让医师审查。此外，摆放位置错误，受不同的环境因素影响，如天气炎热，吃中午饭了过多的食物，忘记吃药，等都会影响读取数据的准确性。

另一种方法解决前面提到的问题是有一个健康的生活方式，包括：健康的膳食、适当的运动、对自我的情绪了解及控制、消除非健康的生活习惯、避免有害环境和健康的生活方式。

要有健康的膳食习惯，需要自觉地记录了所采取的食品。在审查饮食记录时，人们会意识到，长期饮食不均衡问题。例如，一个人可能发现近期已食过多汉堡包并没有足够的蔬菜饮食。市面上有些应用程序试图跟踪日常饮食，但这些应用程序并没有同时记录身体健康状况的信息。

进行适当的运动，需要在运动时不断记录运动量及监测生理信号反应。连续练习量记录，提高保持健康意识，从而提高保持完成目标量一致的运动动机。有许多设备已被开发，如行走计步器，练习力量测量器，骑自行车距离测量器等。一些设备备有传感器允许使用者查询运动后的生理现象，避免运动量过多。然而大多数的设备仅测量特殊类型的运动量数据，测量的数据通常不包括其它因素，如温度，湿度和环境的变化。这些环境因素经常是导致人们运动时中风的原因。

了解情绪的感觉，需要一个对生理和非生理数据直觉的相关性分析。例如了解及分析睡眠模式，血压，日期及特殊活动的关系。情绪如压力，恐惧，孤独和影响一个人的睡眠健康包括生理健康状况。因此，从睡眠模式，工作时间太长，异常生理健康信号等，能在较早的阶段看到一个人的情绪健康问题，有助提早进行治疗，如看心理医生或改变生活模式，避免进一步的损害。市面上有一些产品在市场监测睡眠模式，但他们不追踪日常活动和其他生理信号，使其难以在早期阶段检测心理情绪的异常。

消除不良的生活习惯，如酗酒和吸烟，需要一个人的决心，以及外来鼓励。不断减少不良生活习惯记录，再加上在改善的健康，如更好的睡眠和健康的血压；及朋友和家人的鼓励，将增加消除坏习惯的成功机会。

避免有害的环境，要求不停地检测环境条件变化。例如，温度的突然变化会使一些体质较弱的人，如年长人士或有病的人的做成威胁。天气预报和定期监测生理信号，将有助于避免在恶劣条件下的伤害。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种用于自动测录健康数据的智能健康手表及智能健康系统，旨在解决现时管理健康资料方法的不足，提供一个既方便却又能全面满足日常健康管理的需要，包括：锻炼教助，日常活动及服药提示，随时及定时准确的生理状况检查，多元化的记录报告，紧急情况自动协助求救等。

为了达到上述目的，本发明提供一种用于自动测录健康数据的智能健康手表，包括：

一用于控制所述智能健康手表运行的单片机模块；

一显示模块，与所述单片机模块连接；

一用于多维度的运动跟踪的动态监测模块，与所述单片机模块连接；

一用于获取使用者的生理和非生理数据的数据获取模块，与所述单片机模块连接。

优选地，所述智能健康手表还包括：

用于在紧急情况下自动拨打呼救电话的移动通讯模块，与所述单片机模块连接。

优选地，所述数据获取模块包括：气囊模块、气压力传感模块、空气泵模块和空气阀模块，当使用者启动血压测量功能后，所述单片机模块通过监测所述气压力传感模块的数据而调整发送到所述空气泵模块的功率脉冲宽度，当取得所需的脉冲后，所述空气阀模块将被激活，将所述气囊模块放气以减少气囊模块压力。

优选地，所述智能健康手表还包括：用于检测外部温度以及使用者的温度的温度传感器模块，与所述单片机模块连接。

优选地，所述智能健康手表还包括：红外线收发模块和可编程增益电路，所述红外线收发模块通过所述可编程增益电路与所述单片机模块连接。

优选地，所述智能健康手表还包括：电极端模块、滤波增益器、仿真数字转换器，所述电极端模块通过所述滤波增益器和所述仿真数字转换器与所述单片机模块连接。

优选地，所述智能健康手表还包括：力传感模块，通过所述滤波增益器和所述仿真数字转换器与所述单片机模块连接。

优选地，所述智能健康手表还包括：用于与其他设备建立通信连接的射频模块，所述射频模块与所述单片机模块连接。

优选地，所述智能健康手表还包括：用于获取所述智能健康手表的地理位置信息的定位模块，与所述单片机模块连接。

优选地，所述智能健康手表还包括：用于存储数据的记忆模块，与所述单片机模块连接，所述数据包括生理状况记录、医疗记录、用药记录、锻炼记录、饮食记录、活动记录、睡觉记录中的任意一种或多种。

优选地，所述显示模块包括：防护镜、背光源和显示设备。

优选地，所述动态监测模块包括：三轴角速度传感器、三轴加速度传感器和三轴罗盘。

优选地，所述智能健康手表还包括：用于与外置的监测设备连接的连接器模块，所述连接器模块与所述单片机模块连接。

同样，本发明还提供一种智能健康系统，包括：依次连接的外置数据收集模块、智能健康手表和健康数据管理模块，其中所述智能健康手表包括：

用于控制所述智能健康手表运行的单片机模块；

显示模块，与所述单片机模块连接；

用于多维度的运动跟踪的动态监测模块，与所述单片机模块连接；

用于获取使用者的生理和非生理数据的数据获取模块，与所述单片机模块连接。

优选地，所述数据获取模块包括：气囊模块、气压力传感模块、空气泵模块和空气阀模块，当使用者启动血压测量功能后，所述单片机模块通过监测所述气压力传感模块的数据而调整发送到所述空气泵模块的功率脉冲宽度，当取得所需的脉冲后，所述空气阀模块将被激活，将所述气囊模块放气以减少所述气囊模块压力。

优选地，所述外置数据收集模块包括生理数据采集模块，所述生理数据采集模块包括：心率监测胸带、血糖仪、心电图和心电图监视器、脉搏血氧饱和度、血压监测仪、体脂肪率监视器、体重秤中的任意一种或多种。

优选地，所述健康数据管理模块包括硬件设备，所述硬件设备包括：计算机、智能手机、平板计算机、PC机、计算机服务器、网络应用服务器、移动应用服务器中的任意一种或多种。

优选地，所述智能健康手表、所述外置数据收集模块和所述健康数据管理模块之间的通信方式采用有线传输和/或无线传输。

在本发明的实施例中，该智能健康手表不仅能够输出时间信息，也能输出生理数据（如心率，血压等），以及环境条件（如温度，湿度和存储等），记录日常活动和锻炼信息，通过上述数据与存储的用药史，将提供最有效的健康管理，以及在紧急情况下披露的重要信息（如过敏物质）。

在本发明的实施例中，该智能健康手表作为一个时间片设备（可能是最广泛开展设备与移动电话相媲美）提供了最方便的方法，集中所有的健康监测功能，为使用者所需要的。该智能健康手表具有连接到外部健康监测设备（如胸心率带，血氧饱和度血氧饱和度仪，血糖仪等）和远程固件更新能力，使该智能健康手表能够满足日常健康管理的需要。

附图说明

图1为本发明的实施例中智能健康手表的主视图；

图2为本发明的另一实施例中智能健康手表的主视图；

图3为本发明的实施例中智能健康手表的左视图；

图4为本发明的实施例中智能健康手表与气囊连接的示意图；

图5为本发明的实施例中使用者穿戴智能健康手表的右视图；

图6为本发明的实施例中使用者穿戴智能健康手表的另一右视图；

图7为本发明的实施例中使用者触发智能健康手表去测量心电图的示意图；

图8为本发明的实施例中智能健康手表背面的示意图；

图9为本发明的实施例中智能健康手表另一个背面的示意图；

图10为本发明的实施例中智能健康手表另一个背面的示意图；

图11为本发明的实施例中智能健康手表另一个背面的示意图；

图12为本发明的实施例中智能健康系统的结构示意图；

图13为本发明的实施例中智能健康手表的结构框图；

图14为本发明的实施例中智能健康系统的功能框图；

图15为本发明的实施例中单片机模块的智能动态侦测的流程图；

图16为本发明的实施例中健康检查流程图；

图17为本发明的实施例中智能健康手表的坐标系统的原理图；

图18为本发明的实施例中智能健康手表在紧急状况下数据显示的示意图；

图19为本发明的实施例中智能健康手表在警示状况下显示的示意图；

图20为本发明的实施例中智能健康手表中的健康数据管理模块的结构示意图。

具体实施方式

图1示出了本发明实施例提供的智能健康手表100的外观其中一个例子的主视图。101表示智能健康手表100的外壳。102表示智能健康手表100的手腕带。103表示智能健康手表100的显示。显示103可配备触摸屏感应，以方便使用者使用。

如图1所示，显示103显示了本发明的主屏幕显示图的一个样本，例如显示时间，天气，温度，下次预约时间表等。

104表示对智能健康手表100使用的硬按键，例如为本发明智能健康手表100提供的一些主要功能，如心率监视，血压监视，紧急报警等提供触式控制。如图1所示，在本实施例中，该硬按键104快速按钮可位于智能健康手表100的正面，以方便使用者快速运用。

图2示出了本发明实施例提供的智能健康手表100的外观其中另一个例子的主视图，其中，103表示智能健康手表100的触摸屏显示屏。105表示显示在触摸屏显示屏103上可触摸的软按键，允许使用者快速运用一些经常使用的功能，如心率监视，血压监视，紧急报警等。

如图2所示，触摸屏显示屏103显示了本发明的主屏幕显示图的另一个样本，显示的基本信息如时间，天气，温度等。

虽然图2中该触摸屏显示屏103是矩形形状，当然可以理解的是，在本实施例中该智能健康手表100可以有不同的形式和形状。例如，当使用柔性的OLED（Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管），薄膜的弯曲形状可根据实际情况进行调整。

图3示出了本发明实施例提供的智能健康手表100的其中一个例子的左视图，其中，140表示用于控制智能健康手表100的辅助硬按键。在本实施例中，该智能健康手表100的配置包括：力传感模块106，电极107，气囊模块108等，其中气囊模块108表示己放气的可拆卸及可充气的气囊。气囊模块108有个增厚区域覆盖在力传感模块106上，形成一个凸出区域，该凸出区域转移使用者动脉压力到力传感模块106上。142表示锁定装置和隐蔽的外置连接器。隐蔽的外置连接器142可采用USB结构，或MicroUSB结构等。

在本发明的另一实施例中，可安装额外的力传感模块106到外置连接142里。随着额外安装的力传感模块106，智能健康手表100就能测量动脉血压，该智能健康手表100可穿戴在使用者的手腕或手腕背面上。

图4示出了本发明智能健康手表的配置的右视图，其中，141表示可拆卸的部件(如记忆卡，电池，移动网络接入卡及连接口)等的取掩盖。

图5示出了使用者穿戴本发明智能健康手表的右视图，其中801表示使用者手臂的主要动脉血管。在图5中气囊模块108正处于放气状态。800表示使用者手臂的交叉剖视图。

图6示出了使用者穿戴本发明智能健康手表的另一个右视图。在图6中充了气的气囊模块108贴到使用者的手臂执行测量血压功能。

图7示出了本发明中使用者触发智能健康手表去测量心电图的示意图。

图8示出了本发明智能健康手表背面的示意图。图中与智能健康手表100分离的气囊模块108露出了力传感模块106，出风口110及进风口111。出风口110和进风口111与气囊模块108的连接口113接上后，可以让气囊模块108内的气室充气膨胀及放气收缩。112表示胶粘部件例如魔术贴等，胶粘部件112用于将气囊模块108固定在智能健康手表100内。109表示匹配近区红外线收发器、用于测量生理数据包括心率，血糖，血氧饱和度等。114表示智能健康手表100的可拆卸的后盖，后盖114可用螺钉其他方法固定。115表示气囊模块108上的多个条纹。条纹115的设置能让空气通过，提高穿戴智能健康手表100的使用者的舒适度。气囊模块108是可拆卸的，以便清洗及更换。由于经常膨胀及收缩会缩短气囊模块108的寿命，所以可通过拆卸结构提升更换气囊模块108的便利性。

图9示出本发明智能健康手表100背面的另一个示意图。图9中示出局部附着于智能健康手表100的气囊模块108、展露了气囊模块108背面的连接口113及胶粘部件112。通过胶粘部件112、可把手腕带102和气囊模块108连接在一起。

图10示出本发明智能健康手表100背面的另一个示意图。图10中示出全部附着于智能健康手表100的气囊模块108。图10中的气囊模块108正处于完全放气的状态。

图11示出本发明智能健康手表100背面的另一个示意图。图11中示出全部附着于智能健康手表100的气囊模块108。图11中的气囊模块108正处于完全充气的状态。

图12示出本发明的智能健康系统的结构示意图，该智能健康系统包括：智能健康手表100、外置数据收集模块200和健康数据管理模块300，其中外置数据收集模块200包括：生理数据采集模块，该生理数据采集模块包括：心率监测胸带、血糖仪、心电图和心电图监视器、脉搏血氧饱和度、血压监测仪、体脂肪率监视器和体重秤等。

外置数据收集模块200还包括从锻炼的数据，环境数据和非生理数据中采集数据的采集模块。例如从设备，例如计步器、游泳跟踪器、自行车和健身器材中采集锻炼的数据。其中健身器材包括跑步机、交叉训练机、划船机等。环境数据包括：GPS监控数据，温度监控数据和天气监测数据。

健康数据管理模块300包括硬件设备和软件框架，其中硬件设备包括：计算机、智能手机、平板计算机、PC机、计算机服务器、网络应用服务器和移动应用服务器等。硬件设备可以读取，存储，显示和分析收集到的数据。软件框架包括基于PC的应用软件，基于网络的应用软件，移动设备的应用。除了接收、存储、显示和分析收集到的数据，健康数据管理模块300还可以存储包括：X射线图像、手术报告和更复杂的信息，如事先病史。这些信息可输出至智能健康手表100，从而为使用者提供全面的健康信息记录。

智能健康手表100，外置数据收集模块200和健康数据管理模块300之间的通信方式可采用有线传输和/或无线传输的方式。有线传输的方式包括MicroUSB传输，USB传输等。无线传输的方式包括：蓝牙，Wi-Fi，移动网络（3G，4G等）传输等。此外，收集的数据可以存储上的MicroSD卡，SD卡或者其他类如移动存储器中。可移动存储器允许从智能健康手表100和外置数据收集模块200之间建立任何连接，而接受健康数据管理模块300检索。

智能健康手表100可与多个外置数据采集模块200连接收集数据。连同智能健康手表100内部的多个收集数据的模块，智能健康手表100可作为一种便携式和方便的集中式数据采集和记录中心。数据采集功能可以由使用者手动激活或自动根据预设的调度。

在本发明的实施例中，该智能健康手表100除了收集健康数据的功能之外，智能健康手表100还可配置有其他功能，如运动教练功能，私人助理功能和保健护士功能等。运动教练功能包括运动动机和目标设定了锻炼预防。个人助理功能包括预约提醒、日常活动记录和记录备忘录等。保健护士的功能包括用药提醒、紧急检测、健康状态监测和睡眠模式监控等。

图13示出本发明的实施例中智能健康手表100结构框图。该智能健康手表100包括单片机模块120，显示模块103，气囊模块108，天线136及下面列出的组件等，其中

103表示智能健康手表100的显示模块。显示模块103包括防护镜如强化玻璃触摸屏，背光源和显示设备等。显示设备包括：液晶显示器(LCD)、光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)、柔性有机发光二极管(flexible OLED)等。当使用柔性有机发光二极管，智能健康手表100的表面可以是曲率形状。

121表示用于多维度的运动跟踪的动态检测模块。动态检测模块121包括三轴角速度传感器（陀螺仪）、三轴加速度传感器和三轴罗盘等。动态检测模块121可配置为具有以下功能包括：计步、位置比较、跌倒侦测、睡眠模式监控、自动显示缩放、消除噪音，以及其他运动模式识别等。三轴角速度传感器和三轴加速度传感器可用于测量爬楼梯的步数。三轴角速度传感器和指南针传感器可用于调整生理信号的测量，如测量血压时调整智能健康手表的位置。由于手臂和心脏的相对位置影响血压测量，准确的检测血压变化，需要大约相同的手臂撑的位置。角位置和三维磁场结合，将确保更准确的健康数据读取。

三轴加速度传感器能侦测用户跌倒时的突然加速度，让智能健康手表100启动紧急程序，加快应急人员到用户的救助。另外所有九度传感器也将智能健康手表100来区分使用者在睡觉时的滚动运动，或清醒时步行到厕所的运动，从而得到一个真正的睡眠模式记录。

三轴罗盘也允许为了提高可读性的文本在显示器上显示，该智能健康手表100自动放大。此外，结合阅读和生理阅读，智能健康手表100将能够消除由于运动时产生的噪声信号的准确测量。此外，通过激活行驶模式识别，数据从所有九个度传感器将能够登录非步行锻炼，如打乒乓球，跳舞，耍太极拳等。

122表示温度传感模块，温度传感模块122检测的温度包括连接到智能健康手表110的后盖114和套管101来衡量外部温度以及使用者的温度。单片机模块120将检测温度突然变化或异常炎热和寒冷的日子里，增加中暑低温伤害的健康数据记录，避免使用者过度锻炼等。

109表示红外线收发模块，红外线收发模块109包括配套近场红外发射器和接收器。红外线收发模块109可通过可编程增益电路133与单片机模块120连接。单片机模块120将调整功率和增益为红外线收发模块109来衡量各种生理数据，如心率、血液中的氧分消耗量，血液中含量变化如血糖水平等。

107表示电极端模块。电极端模块107连接高增益放大器的滤波增益器134的多路复用器。由于人类的生理信号往往十分微弱，有时在毫伏范围。因此，要准确地解释信号，单片机模块120需要放大信号。由于相关的生理信号如心脏的跳动或运动的频率是比较低的、切断预设频率范围的多阶段低通滤波器能有效地过滤掉不需要的信号，如电源线引起的干扰在50赫兹或60赫兹。滤波增益器134连接到仿真数字转换器135把通滤及放大的信息转成数码让单片机模块120收集，分析，并执行各种功能。

106表示力传感模块。单片机模块120收集的数据来自力传感模块106，尤其是当使用者处于睡眠状态进行动态血压监测（ABPM）。单片机模块120会自动调整数据收集的频率和提供的数据进行比较。

123表示气压力传感模块。124表示空气泵模块。125表示空气阀模块。使用者启动血压测量功能后，单片机模块120通过监测气压力传感模块123的数据而调整发送到空气泵模块124的功率脉冲宽度。当取得所需的脉冲，测量完成后，空气阀模块125将被激活，将气囊模块108放气以减少气囊模块108压力。单片机模块120在校准动态血压监测过程中也将激活空气泵模块124膨胀气囊模块108，以确保正在睡觉当中的使用者动态血压测量是准确的。

126表示射频模块，用于与其他设备建立通信。射频模块126采用的通信协议包括：蓝牙协议、ZigBee协议、Wi-Fi协议和其他类似的协议。

127表示移动通讯模块，包括使用者身份模块SIM卡的MicroSIM，发送和接收模块允许智能健康手表100连接的移动网络，如GSM、3G、4G、HSPA等。移动通讯模块127可用于在紧急情况下自动拨打呼救电话，例如监测到用户跌倒，或者监测到使用者处于生病状态时（例如通过生理数据判断）该移动通讯模块127可自动拨打呼救电话。移动通讯模块127还负责收集时间，天气条件等信息。

128表示定位模块。安装后，定位模块128能增加由智能健康手表100收集的一些数据的准确性。例如实际步行及骑自行车距离，更进一步增加热量消耗估计准确度。此外，在紧急事件发生时能通过移动通讯模块127发送位置数据有助于快速找到使用者减少等待紧急治疗的时间。

129表示记忆模块，记忆模块129包括内部存储器和外部存储器。内部存储器存储所有数据，包括关键数据，如固件、设置等。外部存储器提供延长监测期间所需的存储空间。此外，外部存储器提供数据共享的另一方法。能让其他人，如使用者的家人或家庭医师等用个人计算机等设备读取长时间收集的数据，数据包括生理状况记录、医疗记录、用药记录、锻炼记录、饮食记录、活动记录、睡觉记录中的任意一种或多种。

130表示连接器模块，连接器模块130包括隐藏在锁定装置142连接头和隐藏在外壳101的连接口，电子静电放电ESD保护电路等，连接器模块130可以连接到外置的监测设备的连接端口，如通用串行总线USB接口，MicroUSB等。连接器模块130可用于对智能健康手表100进行充电及数据传输等。

131表示电源模块，电源模块131包括：电压调节电路、可充电电池和电池盒等。其中可充电电池包括：镍镉电池、锂电池等。

132表示电源充电模块，电源充电模块132包括：ESD保护电路、有线充电电路和无线电感式充电电路。

参见图14，为本发明的实施例中智能健康系统的功能框图。本发明智能健康手表100的功能包括：时间501、心跳监测502、血压计503、计步器504、热量计505、温度计506、外部传感器模块507，提示508，外部链接509，健康保护510，紧急情况511，服药记录512，健康报告513，定值514，连续健康监测515，日常活动记录516，动态血压监测517，睡眠监测518，天气519，其他520。

如图15所示，为单片机模块120的智能动态侦测程序600的流程图。

当智能健康手表被移动时，动态监测模块121会对单片机模块120初始动态中断指令（步骤601）。然后单片机模块120将开始获取动态监测模块121的数据并启动跌倒确认比较程序，确认使用者是否已经跌倒（步骤602）。

如果确定使用者已跌倒，单片机模块120会启动步骤617和步骤609。步骤程序617要求使用者回应，当等待响应程序（步骤618），在等待之后仍没有接收到使用者回应，单片机模块120将启动紧急事故511。然后自动启动紧急信息显示程序（步骤615）。步骤615显示的信息包括：使用者的姓名、紧急联络人和家庭医生的信息、关键数据（如血型，目前服用的药物，物质的过敏等），以便响应急诊医师能对使用者提供更适当和更快治理。同时蜂鸣器会被启动，以提醒周围的人。此外求救程序（步骤616）将拨出求救电话给应急单位并发送其他信息如的位置等用于加快拯救使用者行动的速度，从而减低受伤程度。

与此同时，单片机模块120会启动心率测量程序（步骤609）及血压测量程序（步骤611）。如数据比较程序检测数据和之前记录的平均值有异，单片机模块120会启动请求确认程序（步骤613）。当等待程序（步骤614）在等待之后仍没有接收到使用者回应单片机模块120将自动启动紧急事故511及紧急信息显示（步骤615）。这样能有效地担任第二道防线，在即使等待响应程序（步骤618）不触发紧急事故511的情况下保护使用者，避免使用者跌倒导致的休克，晕厥或抽搐等。

如果跌倒确认比较程序（步骤602）已经确定使用者没有跌倒，单片机模块120会启动睡眠模式比较程序（步骤603）。结合时间记录，使用者激活的睡眠标识及睡眠记录程序（步骤619），智能健康手表100能准确地记录使用者的睡眠状态以便更进一步了解使用者的心理及生理状态及稍后将用于睡眠模式分析。

随后，单片机模块120将检查动态血压监测定时器（步骤620），以确定它是否是一个合适的时间进行动态血压监测程序（步骤621）。

记录程序（步骤608）负责记录从心率测量（步骤609）、血压测量（步骤611）、动态血压（步骤621）所收集的心率、血压、动态血压数据一起存储。

如果单片机模块120已确定使用者亦不是在睡觉中，那步行确认比较程序（步骤604）将被激活。当确定使用者在步行时，计步程序（步骤606）将被激活并通过计步记录程序（步骤607）记录步行数据。

如果单片机模块120已确定使用者亦不是跌倒、在睡觉中、步行中，单片机模块120将开始模式识别程序（步骤605），用于测量其他动作。

这种采用多个传感器的组合将准确地存储生理数据，同时在紧急事件中帮助使用者求救。

参见图16，为本发明的实施例中健康检查流程图及提醒功能700。当健康检查功能，如心率监测502、血压监测503、外置数据监测507及其他等功能已经完成后，单片机模块120将存储的数据与先前记录的数据进行比较（步骤701）。如果新记录的数据是在正常的范围内（步骤702），然后单片机模块120将运行常规主程序（步骤705）。

如果比较过程检测到异常数据（步骤702），单片机模块120会启动警示过程提醒使用者（步骤707）。步骤708代表由健康检查定时器激活中断指令，用于将启动自动连续健康检查（步骤517）。

506代表温度计功能，504代表计步器功能，516代表活动记录器功能，519代表天气监测器功能。这些功能及步骤517所记录的数据，将被存储过程（步骤703）相比以前数据的过程（步骤704）。如果数据是正常的，然后单片机模块120将运行主程序常规（步骤705）。单片机模块120确认检测到异常后，如温度比正常温度高，运动过多，记录活动的变化（如喝太多啤酒），在睡眠过程中动态异常等，单片机模块120将自动增加健康检查频率过程（步骤706），减少健康检查定时器708的等待时间。这将增加健康检查定时器708持续健康检查定时器中断的发生频率。完成健康检测频率（步骤706）后，单片机模块120会提醒使用者（步骤707）。

警示过程可产生的例子之一是：接近室外约会的时间时，提醒使用者在雨天带雨伞。

警示过程可产生的另一个例子是：当使用者已经步行了很久，而室外温度又高于正常值，智能健康手表将显示消息提醒使用者状况，并建议使用者到室内休息。

警示过程可产生的又另一个例子是，当一段长时间内(例如超过一个星期的时间)，使用者睡眠时有过多的移动，不能好好的休息时，可提醒使用者可能需要改变一下生活习惯。

除了显示警示消息，警示过程功能也将启动内部蜂鸣器，提醒使用者注意警示。此外，在使用者没有注意显示的报警消息和声音的情况下，警示功能还会启动内部振动器确保使用者注意警示。

这些实施例说明本发明智能健康手表披露的创新个人保健护士的功能。

参见图17，为本发明的实施例中智能健康手表的坐标系统的原理图。811表示与地球表面平行的x轴参考坐标值X。812表示与地球表面垂直的y轴参考坐标值Y。813表示与地球表面平行及同时与x轴和y轴垂成直角的z轴参考坐标值Z。

在工厂安装时，单片机模块120使用三轴罗盘传感器模块121去量度并存储这些坐标值的相对磁场数据。单片机模块120也可以让使用者在设置过程中校正。周围移动智能健康手表100，会改变三轴罗盘传感器模块121的测量值。

如图17所示，使用者弯曲上肢，让智能健康手表100与心脏位置高度基本相同。这就是通常建议得到准确的测量血压。医学界认为这位置能更准确地量度血压数据。在这位置中，814表示与智能健康手表100表面平行的x轴的相应坐标值X1。815表示与智能健康手表100表面垂直的y轴的相应坐标值Y1。816表示与智能健康手表100表面平行及同时与x轴和y轴垂成直角的z轴的相应坐标值Z1。坐标值811和坐标值814之间的差异代表了位置变化所带的x轴坐标变化值delta x。坐标值812和坐标值815之间的差异代表了位置变化所带的y轴坐标变化值delta y。坐标值813和坐标值816之间的差异代表了位置变化所带的z轴坐标变化值delta z。

在设置的过程中单片机模块120将为不同的生理测量功能，存储各坐标变化值，delta x，delta y及delta z组合作为相应的位置默认值参数。每次智能健康手表100执行健康数据测量时，都会将新的位置参数与使用者的位置默认值比较。如果新的参数与默认值的差异超过临界值，此时单片机模块120会建议使用者滚动，俯仰或倾斜智能健康手表100以回到初始默认值。相同的身体姿势制能提高生理测量精确度，因为身体姿势与生理状态测量有直接的关系。因为上肢关节和眼睛的位置是固定的，所以阅读和控制卫生手表的位置不会相差太远，通过使用三轴罗盘测量的变化值，可以确认的相对位置是相同的。

参见图18，为本发明的实施例中智能健康手表在紧急状况下数据显示的示意图。图18中，在紧急状况下，智能健康手表100显示：使用者的名称、使用者家人电话、使用者年龄及血型、使用者会过敏的药物及使用者家庭医生电话等。同时也激活其他功能按键让救护人员能翻查使用者服药记录及其他联络人资料等。

参见图19，为本发明的实施例中智能健康手表在警示状况下显示的示意图。图19中，智能健康手表100侦测了天气，心率及步行量有异于平常。于是警示使用者，要求确认。在显示提出要求使用者休息的同时也启动了全检及紧急按键方使使用者使用。

参见图20，为本发明的实施例中智能健康手表的健康数据管理模块300的示例图。此样品图是前面提到的健康数据管理模块300的部分功能。401表示显示和编辑个人信息，包括：姓名，年龄，联系信息等。402表示存储的医疗信息，包括：病史，医疗报告，药物的报告等。403表示显示日常活动日志。404表示其他日志显示。405表示综合报告显示。406表示独立报告显示。407表示多个其他功能。

在图20中，可以通过激活选择功能按钮424选择多个生理或非生理数据测量数据显示。

在图20中，410表示显示数据的数量轴。411表示不同尺度的轴的数量，提高报告的可读性。412表示步行的步数。413表示平均收缩压测量。414表示平均舒张压测量。415表示平均心率。416表示平均睡眠时间。417表示平均血糖测量值。418表示平均每天消耗啤酒罐数。419表示药物1的平均采取剂量。420表示用药2的平均采取剂量。421表示年的选择按钮。422表示月的选择按钮。423表示天的选择按钮。

从此图可以通过结合生理和非生理数据，研究各种活动及药物对健康状况的影响。例如，当使用者开始服药1如指标430表示，使用者血压开始相应下降如指标431表示。因此，可以得出结论，用药1有效地降低使用者的血压。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (18)

1.一种用于自动测录健康数据的智能健康手表，其特征在于，包括：

一用于控制所述智能健康手表运行的单片机模块；

一显示模块，与所述单片机模块连接；

一用于多维度的运动跟踪的动态监测模块，与所述单片机模块连接；

一用于获取使用者的生理和非生理数据的数据获取模块，与所述单片机模块连接。

2.根据权利要求1所述的智能健康手表，其特征在于，所述智能健康手表还包括：

用于在紧急情况下自动拨打呼救电话的移动通讯模块，与所述单片机模块连接。

3.根据权利要求1所述的智能健康手表，其特征在于，所述数据获取模块包括：气囊模块、气压力传感模块、空气泵模块和空气阀模块，当使用者启动血压测量功能后，所述单片机模块通过监测所述气压力传感模块的数据而调整发送到所述空气泵模块的功率脉冲宽度，当取得所需的脉冲后，所述空气阀模块将被激活，将所述气囊模块放气以减少气囊模块压力。

4.根据权利要求1所述的智能健康手表，其特征在于，所述智能健康手表还包括：用于检测外部温度以及使用者的温度的温度传感器模块，与所述单片机模块连接。

5.根据权利要求1所述的智能健康手表，其特征在于，所述智能健康手表还包括：红外线收发模块和可编程增益电路，所述红外线收发模块通过所述可编程增益电路与所述单片机模块连接。

6.根据权利要求1所述的智能健康手表，其特征在于，所述智能健康手表还包括：电极端模块、滤波增益器、仿真数字转换器，所述电极端模块通过所述滤波增益器和所述仿真数字转换器与所述单片机模块连接。

7.根据权利要求6所述的智能健康手表，其特征在于，所述智能健康手表还包括：力传感模块，通过所述滤波增益器和所述仿真数字转换器与所述单片机模块连接。

8.根据权利要求1所述的智能健康手表，其特征在于，所述智能健康手表还包括：用于与其他设备建立通信连接的射频模块，所述射频模块与所述单片机模块连接。

9.根据权利要求1所述的智能健康手表，其特征在于，所述智能健康手表还包括：用于获取所述智能健康手表的地理位置信息的定位模块，与所述单片机模块连接。

10.根据权利要求1所述的智能健康手表，其特征在于，所述智能健康手表还包括：用于存储数据的记忆模块，与所述单片机模块连接，所述数据包括生理状况记录、医疗记录、用药记录、锻炼记录、饮食记录、活动记录、睡觉记录中的任意一种或多种。

11.根据权利要求1所述的智能健康手表，其特征在于，所述显示模块包括：防护镜、背光源和显示设备。

12.根据权利要求1所述的智能健康手表，其特征在于，所述动态监测模块包括：三轴角速度传感器、三轴加速度传感器和三轴罗盘。

13.根据权利要求1所述的智能健康手表，其特征在于，所述智能健康手表还包括：用于与外置的监测设备连接的连接器模块，所述连接器模块与所述单片机模块连接。

14.一种智能健康系统，其特征在于，包括：依次连接的外置数据收集模块、智能健康手表和健康数据管理模块，其中所述智能健康手表包括：

用于控制所述智能健康手表运行的单片机模块；

显示模块，与所述单片机模块连接；

用于多维度的运动跟踪的动态监测模块，与所述单片机模块连接；

用于获取使用者的生理和非生理数据的数据获取模块，与所述单片机模块连接。

15.根据权利要求14所述的智能健康系统，其特征在于，所述数据获取模块包括：气囊模块、气压力传感模块、空气泵模块和空气阀模块，当使用者启动血压测量功能后，所述单片机模块通过监测所述气压力传感模块的数据而调整发送到所述空气泵模块的功率脉冲宽度，当取得所需的脉冲后，所述空气阀模块将被激活，将所述气囊模块放气以减少所述气囊模块压力。

16.根据权利要求14所述的智能健康系统，其特征在于，所述外置数据收集模块包括生理数据采集模块，所述生理数据采集模块包括：心率监测胸带、血糖仪、心电图和心电图监视器、脉搏血氧饱和度、血压监测仪、体脂肪率监视器、体重秤中的任意一种或多种。

17.根据权利要求14所述的智能健康系统，其特征在于，所述健康数据管理模块包括硬件设备，所述硬件设备包括：计算机、智能手机、平板计算机、PC机、计算机服务器、网络应用服务器、移动应用服务器中的任意一种或多种。

18.根据权利要求14所述的智能健康系统，其特征在于，所述智能健康手表、所述外置数据收集模块和所述健康数据管理模块之间的通信方式采用有线传输和/或无线传输。

Images