CN104473624A - 一种基于心率和活动监测的老人看护腕表系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于心率和活动检测的老人看护腕表系统，其特征在于包括：腕表以及一后台服务器；所述腕表内设置有一信息采集模块，一控制器，所述信息采集模块的输出数据经A/D转换后传输给所述的控制器判断心率数据是否在设定的正常范围内，如果是，则继续采集信息，如果不在正常范围内，则将采集的数据经一内部通讯模块传输到对应的一后台服务器；所述后台服务器用以将心率数据和活动信息进行关联分析判断老人是否发生意外，如果是则告警，如果否则恢复监测；以及一用以告警发出后将腕表恢复到正常监护状态的复位模块。本发明能够动态地调整心率监测频率并将心率信息和活动信息进行关联分析，兼顾全天候看护和事件分析的准确性，提高了看护效果。

Description

一种基于心率和活动监测的老人看护腕表系统
技术领域
    本发明涉及老人看护技术领域，具体涉及一种基于心率和活动检测的老人看护腕系统。
背景技术
    现有的老人看护设备中，首先具有呼救和定位功能的老人手机，该手机采用了GPS定位技术，可以实时地确定老人的位置，当老人按下呼救按钮，手机自动呼叫设定的电话号码并发送位置信息，但该技术探测呼救方式单一，即需要老人主动采取呼救行动，没有能够引起周边人关注的本地呼救功能；该技术除了位置以外，并不提供其它辅助性的环境信息。其次，具有GPS定位功能和无线传输功能的跌倒传感器，该系统能够通过老人配戴的传感器发现跌倒事件，并将相关信息（时间、位置等）传输到相关人员（子女、亲友）的电话（手机）上，但是该技术探测的意外事件种类单一，即只探测跌倒，发出的信息有限，即只有时间和位置。最后，适用于老人使用的心率监测腕表能够通过老人配戴的腕表监测老人的心率，当发现老人心率超出预先设置的范围时，腕表或后台系统向有关人员发出告警，但是该技术探测的意外事件种类单一，即只探测心率，无法判断心率的波动是否属于正常现象，比如运动。
发明内容
    有鉴于此，本发明提供了一种基于心率和活动监测的老人看护腕表系统，能够在发现疑似意外事件时动态地调整心率监测频率，并将心率信息和活动信息进行关联分析，兼顾全天候看护和事件分析的准确性，提高了看护效果。
     本发明采用以下方案实现：一种基于心率和活动监测的老人看护腕表系统，其特征在于包括：腕表以及一后台服务器；所述腕表内设置有
一信息采集模块，用以采集老人的动作情况、心率数据与活动信息；所述信息采集模块包括一感知模块、一定位模块、一设备状态感知模块；所述感知模块包括跌倒传感器、心率传感器、用以探测活动的加速度传感器；
一控制器，所述信息采集模块的输出数据经A/D转换后传输给所述的控制器，所述控制器判断心率数据是否在设定的正常范围内，如果是，则继续采集信息，如果不在正常范围内，则将采集的数据经一内部通讯模块传输到对应的一后台服务器；
  所述的后台服务器经一后台通讯模块接收数据，所述后台服务器还包括事件判断引擎、告警引擎、数据库，用以将心率数据和活动信息进行关联分析判断老人是否发生意外，基本判断准则为，不是由相应的身体活动引起的心率变化则意味着身体状况的突变或者惊吓；如果是则告警，否则恢复监测；所述数据库模块用以存储老人的个人信息；
以及一复位模块，用以告警发出后将腕表恢复到正常监护状态。
    进一步地，所述的跌倒传感器用以探测跌倒；所述的心率传感器用以定时或按照指令采集老人的心率信息；所述的加速度传感器用以采集当前的活动步行情况、是否处于静止状态，及持续在静止状态的时间。
    进一步地，所述的定位模块，通过室内定位参照点实现老人所在具体位置的定位。
    进一步地，所述的设备状态感知模块，用以感知该看护腕表的使用状态，所述使用状态包括腕表是否被配带以及电池供电是否充足。
    进一步地，所述的内部通讯模块与后台通讯模块之间采用GSM/GPRS/3G/4G/WIFI进行通讯；所述的通讯模块与室内定位参照点之间采用WIFI通讯。
    进一步地，所述的事件判断引擎，用以获取历史活动数据，增加心率探测频率，导出当前活动数据，并根据计算“心率/活动状态”值的方式判断老人是否发生意外，所述的“心率/活动状态”为每个人正常状态下每分钟步行活动时行走步数值与其对应的心率值所在的一个二维区间。
    进一步地，所述的告警引擎包括告警策略和接警人名单，在判断老人发生意外的情况下远程通知接警人。
    进一步地，所述的告警策略类型分为紧急告警和非紧急告警；紧急告警是指输出的“心率/活动状态”值不在正常状态下的二维区间内或者当前的行走步数值输出为零，即不活动状态，显示老人可能失去了活动能力，需要即刻干预，其余情况下为非紧急告警惕。
    进一步地，所述腕表还包括一紧急呼叫按钮，所述的紧急呼叫按钮用以触发腕表发出本地告警，所述腕表内还包括一本地告警模块，所述的本地告警模块包括警示灯、扬声器以及振动器，用以接收所述控制器发出的告警触发信号，实现本地告警。
    进一步地，所述腕表还包括一可充电电池与小USB充电口，所述可充电电池为该护腕表供电。
与现有技术相比，本发明具有以下突出优点：在发现疑似事件后，动态调整监测频率和分析数据的范围，以增加判断的准确性。通过动态调整监测频率还能够优化判断流程，并且达到减少耗电的目的，使其电池的续航时间足够长，而可以满足作为老人日常看护设备的供电需求。
附图说明
图1为本发明看护腕表系统原理框图。
图2为本发明腕表和后台构成的系统结构图。
图3为本发明系统流程示意图。
图4为本发明看护腕表外观正面与背面结构示意图。
图5为本发明看护腕表外观侧面结构示意图。
标号说明：1为心率传感器，2为紧急呼叫按钮，3为扬声器，4为小USB充电口，5为SIM卡槽。
图6为本发明中每个人“心率/活动状态”值正常状态下的二维区间示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
图1是本发明看护腕表原理框图，图2为本发明腕表和后台构成的系统结构图，结合图1与图2所示，本实施例提供一种基于心率和活动监测的老人看护腕表系统，包括腕表以及一后台服务器；所述腕表内设置有一信息采集模块，用以采集老人的动作情况、心率数据与活动信息；所述信息采集模块包括一感知模块、一定位模块、一设备状态感知模块；所述感知模块包括跌倒传感器、心率传感器、用以探测活动的加速度传感器，如图4所示，所述的心率传感器1位于腕表背面；一控制器，所述信息采集模块的输出数据经A/D转换后传输给所述的控制器，所述控制器判断心率数据是否在设定的正常范围内，如果是，则继续采集信息，如果不在正常范围内，则将采集的数据经一内部通讯模块传输到对应的一后台服务器；所述的后台服务器经一后台通讯模块接收数据，所述后台服务器还包括事件判断引擎、告警引擎、数据库，用以将心率数据和活动信息进行关联分析判断老人是否发生意外，基本判断准则为，不是由相应的身体活动引起的心率变化则意味着身体状况的突变或者惊吓；如果是则告警，否则恢复监测；所述数据库模块用以存储老人的个人信息；以及一复位模块，用以告警发出后将腕表恢复到正常监护状态。
    较佳的，在本一实施例中，所述的跌倒传感器用以探测跌倒；所述的心率传感器用以定时或按照指令采集老人的心率信息；所述的加速度传感器用以采集当前的活动步行情况、是否处于静止状态，及持续在静止状态的时间。所述的定位模块，通过室内定位参照点实现老人所在具体位置的定位；所述的设备状态感知模块，所述设备状态感知模块用以感知该看看护腕表的使用状态，所述使用状态包括腕表是否被配带以及电池供电是否充足。
在本一实施例中，请参见图2和图5，图5为本发明看护腕表外观侧面结构示意图。其中看护腕表内部通讯模块为一SIM卡，设置于SIM卡槽5内，所述的内部通讯模块与后台通讯模块之间采用GSM/GPRS/3G/4G/WIFI进行通讯；所述的通讯模块与室内定位参照点之间采用WIFI通讯。
在本一实施例中，如图4本发明看护腕表外观正面与背面结构示意图所示，腕表还包括一紧急呼叫按钮2，所述的紧急呼叫按钮用以触发腕表发出本地告警，所述腕表内还包括一本地告警模块，所述的本地告警模块包括警示灯、扬声器3以及振动器，用以接收所述控制器发出的告警触发信号，实现本地告警，在本地以声音和光照的方式引起周边的人的注意。如图5所示，所述腕表还包括一可充电电池与小USB充电口4，所述可充电电池为该护腕表供电。
    图3为本发明系统流程示意图，在本一实施例中，所述的事件判断引擎，用以获取历史活动数据，增加心率探测频率，导出当前活动数据，并根据计算“心率/活动状态”值的方式判断老人是否发生意外，所述的“心率/活动状态”为每个人正常状态下每分钟步行活动时行走步数值与其对应的心率值所在的一个二维区间，如图6所示，图6为每个人“心率/活动状态”值正常状态下的二维区间示意图。具体的，根据感知模块每十分钟一次采集心率信息，腕表控制器发现心率数据在正常区间以外，后台服务模块向腕表发出指令将心率监测频率提高的每分钟一次，并且获得过去3分钟的活动量信息与当前每分钟的活动量信息，所述事件判断引擎根据心率信息，活动步行信息，位置信息进行个性化智能判断。主要判断依据是“心率/活动状态”当前值是否在正常区间内。该区间能够个性化的根据每个老人的实际测量而重新设定的。
    在本一实施例中，所述的告警引擎模块包括告警策略和接警人名单，在判断老人发生意外的情况下，根据告警策略的类型远程通知接警人。所述的告警策略类型分为紧急告警和非紧急告警，根据初始设置的告警策略，可将不同的类型的告警信息发送给不同的接警人。紧急告警是指输出的“心率/活动状态”值不在正常状态下的二维区间内或者当前的行走步数值输出为零，即不活动状态，显示老人可能失去了活动能力，需要即刻干预，其余情况下为非紧急告警惕。
    在本发明一实施例中，老人看护腕表系统的典型看护过程包括以下步骤，判断流程请继续参见图3。
   （1）用户将个人信息、告警策略和亲友信息等通过后台的用户信息输入界面输入到系统中；所需要的信息完整输入后，系统进入正常监护状态。
   （2）感知模块每十分钟一次采集心率信息，以保证电池足够支持一天的使用，发现心率在正常范围以外，则将心率信息，活动信息，位置信息传递到后台的判断引擎。
   （3）后台向腕表发出指令将心率监测频率提高的每分钟一次，并且获得以下信息：过去3分钟的活动量信息与当前每分钟的活动量信息。
   （4）判断引擎采用计算“心率/活动状态”的方式判断老人是否发生意外；如伴随一定活动的心率变化是正常的，则恢复心率监测频率为每十分钟一次；如确认有意外事件发生，告警引擎启动，根据告警策略，远程通知相关人员。
    （5）在发出告警与远程通知之后进行复位操作，系统回到正常监护状态。
    本实施例中所述老人看护腕表系统的核心部分在于对应的后台服务模断依据“心率/活动状态”当前值是否在正常区间内断老人是否在正常状态下进行活动，伴随一定活动的心率变化是正常的。采用“心率/活动状态”值的判断方式优点在于：（1）动态地调整心率监测频率：在平时采用较低频率的监测以便减少耗电，保障电池的全天候供应；在发现疑似意外事件时增加监测频率，以提高监测的准确性；（2）动态地调整活动数据的分析范围：在平时只以特定频率观察活动信息，在发现疑似意外事件时，调用最近三分钟的活动信息，和心率信息进行关联分析。
    有鉴于此，本发明提供了一种基于心率和活动监测的老人看护腕表系统，能够在发现疑似意外事件时动态地调整心率监测频率，并将心率信息和活动信息进行关联分析，兼顾全天候看护和事件分析的准确性，提高了看护效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种基于心率和活动监测的老人看护腕表系统，其特征在于包括：腕表以及一后台服务器；所述腕表内设置有
一信息采集模块，用以采集老人的动作情况、心率数据与活动信息；所述信息采集模块包括一感知模块、一定位模块、一设备状态感知模块；所述感知模块包括跌倒传感器、心率传感器、用以探测活动的加速度传感器；
一控制器，所述信息采集模块的输出数据经A/D转换后传输给所述的控制器，所述控制器判断心率数据是否在设定的正常范围内，如果是，则继续采集信息，如果不在正常范围内，则将采集的数据经一内部通讯模块传输到对应的一后台服务器；
  所述的后台服务器经一后台通讯模块接收数据，所述后台服务器还包括事件判断引擎、告警引擎、数据库，用以将心率数据和活动信息进行关联分析判断老人是否发生意外，基本判断准则为，不是由相应的身体活动引起的心率变化则意味着身体状况的突变或者惊吓；如果是则告警，否则恢复监测；所述数据库模块用以存储老人的个人信息；
以及一复位模块，用以告警发出后将腕表恢复到正常监护状态。
2.根据权利要求1所述的一种基于心率和活动监测的老人看护腕表系统，其特征在于：所述的跌倒传感器用以探测跌倒；所述的心率传感器用以定时或按照指令采集老人的心率信息；所述的加速度传感器用以采集当前的活动步行情况、是否处于静止状态，及持续在静止状态的时间。
3.根据权利要求1所述的一种基于心率和活动监测的老人看护腕表系统，其特征在于：所述的定位模块，通过室内定位参照点实现老人所在具体位置的定位。
4.根据权利要求1所述的一种基于心率和活动监测的老人看护腕表系统，其特征在于：所述的设备状态感知模块，用以感知该看护腕表的使用状态，所述使用状态包括腕表是否被配带以及电池供电是否充足。
5.根据权利要求1所述的一种基于心率和活动监测的老人看护腕表系统，其特征在于：所述的内部通讯模块与后台通讯模块之间采用GSM/GPRS/3G/4G/WIFI进行通讯；所述的通讯模块与室内定位参照点之间采用WIFI通讯。
6.根据权利要求1所述的一种基于心率和活动监测的老人看护腕表系统，其特征在于：所述的事件判断引擎，用以获取历史活动数据，增加心率探测频率，导出当前活动数据，并根据计算“心率/活动状态”值的方式判断老人是否发生意外，所述的“心率/活动状态”为每个人正常状态下每分钟步行活动时行走步数值与其对应的心率值所在的一个二维区间。
7.根据权利要求1所述的一种基于心率和活动监测的老人看护腕表系统，其特征在于：所述的告警引擎包括告警策略和接警人名单，在判断老人发生意外的情况下远程通知接警人。
8.根据权利要求7所述的一种基于心率和活动监测的老人看护腕表系统，其特征在于：所述的告警策略类型分为紧急告警和非紧急告警；紧急告警是指输出的“心率/活动状态”值不在正常状态下的二维区间内或者当前的行走步数值输出为零，即不活动状态，显示老人可能失去了活动能力，需要即刻干预，其余情况下为非紧急告警惕。
9.根据权利要求1所述的一种基于心率和活动监测的老人看护腕表系统，其特征在于：所述腕表还包括一紧急呼叫按钮，所述的紧急呼叫按钮用以触发腕表发出本地告警，所述腕表内还包括一本地告警模块，所述的本地告警模块包括警示灯、扬声器以及振动器，用以接收所述控制器发出的告警触发信号，实现本地告警。
10.根据权利要求1所述的一种基于心率和活动监测的老人看护腕表系统，其特征在于：所述腕表还包括一可充电电池与小USB充电口，所述可充电电池为该护腕表供电。
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