CN104688203A - 基于大数据平台的可穿戴设备分析系统及其数据分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于大数据平台的可穿戴设备分析系统，云数据平台通过无线传输方式与可穿戴设备连接，该可穿戴设备还与外接设备通过无线传输方式数据连接，集成电路板处设有一控制芯片，该控制芯片分别与加速计模块、心率检测模块、GPS模块、GPRS模块双向数据连接，控制芯片的一信号输入端与S0S按键模块的信号输出端连接。通过智能穿戴手环，对人体的心率、活动量、活动状态、定位信息等数据进行测量采集，并通过外接设备收集人体血压、血氧、血糖等数据，再通过GPRS传输模块上传至云平台，形成大数据。云平台可对大数据通过算法进行分析处理，并结合气候、睡眠质量、身体基本情况等因素，得到人体疾病可能性预测。

Description

基于大数据平台的可穿戴设备分析系统及其数据分析方法

技术领域

本发明涉及基于移动互联网之智能穿戴设备的技术领域，具体的说是一种基于大数据平台的可穿戴设备分析系统及其分析方法，特别涉及其可穿戴设备的电器模块连接结构，及大数据平台系统架构。

背景技术

当前，智能设备特别是可穿戴智能设备，以及大数据平台，都有很大发展。可穿戴智能设备目前主要应用于健康、运动、娱乐等领域，大数据平台主要应用与商业智能、公共服务、市场营销等领域。但目前在健康领域，将可穿戴智能设备和大数据平台相结合的技术尚不成熟，制约了可穿戴智能设备和大数据平台在健康领域中的发展。

随着电子设备智能化和高度集成化的发展，可穿戴智能设备成为了当前时代的一种潮流。可穿戴智能设备可以延续性地穿戴在人体上，具备先进的电路系统、无线联网及独立处理能力的终端，具备可长期穿戴和智能化这两个重要特点。可穿戴健康设备是可穿戴智能设备的一个分支，能够智能化且持续性地监测人体健康数据。

由于可穿戴健康设备的发展，人体健康数据呈现出爆发式增长，这些数据即为大数据。大数据有4V特点：数据体量(Volume)大、数据类别(Variety)大、数据处理速度(Velocity)快、数据真实性(Veracity)高。大数据是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信息资产，大数据技术的战略意义不在于掌握庞大的数据信息，而在于对这些含有意义的数据进行专业化处理。

对于大数据的处理，就需要用到可以提供强大数据处理能力的云平台。大数据与云平台是相辅相成、互相不可分离的。云平台是由搭载了云平台服务器端软件的云服务器、搭载了云平台客户端软件的云电脑以及网络组件所构成的，可以通过网络以按需、易扩展的方式获得所需资源。利用云平台技术，对硬件收集上来健康大数据进行统计分析以及深度挖掘，从而进一步得到对人体健康有较高价值的信息。

基于这上述技术的发展，提出了“一种智能设备及大数据平台的设计方法”这一方法。利用可穿戴式智能手环，采集人体心率、活动量、活动状态、定位信息等数据，并利用外接设备收集人体血压、血氧、血糖等数据，通过GPRS传输模块，将数据上传至云平台。在云平台上，对大数据进行分析，并结合气候、睡眠质量、身体基本情况等因素，对人体进行疾病可能性预测。

在健康领域中，可穿戴智能设备和大数据平台技术都还处于相对独立的阶段，缺乏有效结合。当前可穿戴智能设备收集到的数据，较少利用云平台对大数据进行分析，较多的是仅作显示或本地简单分析，对人体健康产生的价值有限。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可穿戴式智能设备，利用可穿戴智能设备实现对人体健康评价及疾病可能性预测，主要研究可穿戴智能设备对健康数据的采集与传输技术，以及利用云平台对健康大数据进行的统计分析和深度挖掘。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：基于大数据平台的可穿戴设备分析系统，包括云数据平台，该云数据平台通过无线传输方式与可穿戴设备连接，该可穿戴设备还与外接设备通过无线传输方式数据连接，外接设备用于采集客户的血压、血糖、血氧等数据，可穿戴设备设的外部设有一设备外壳，该设备外壳处还设有一佩戴手环，设备外壳内设有集成电路板，该集成电路板处设有一控制芯片，该控制芯片分别与加速计模块、心率检测模块、GPS模块、GPRS模块双向数据连接，控制芯片的一信号输入端与S0S按键模块的信号输出端连接，控制芯片的一信号输出端与电量显示模块的信号输入端连接，上述控制芯片、加速计模块、心率检测模块、GPS模块、GPRS模块均与充电管理模块连接。

基于大数据平台的智能可穿戴设备的数据分析方法，所述数据分析方法为通过可穿戴设备内置的反射式光电心率传感器来得到用户的心率指标，通过加速度传感器来得到活动状态指标和活动量参数，通过GPS模块来对本设备进行定位，该功能为选择性开启模式， 可穿戴设备通过socket每隔一个小时将测量的数据发送到云数据平台的服务器中，服务器通过socket server把数据存放到云数据平台的数据库中，中间有数据的发生确认，确保提交数据的正确性，另外，外接设备还会对用户的血压、血糖、血氧饱和度数据进行采集，并将数据信息发送至可穿戴设备，再由可穿戴设备上传至云数据平台的服务器中，并最终存储在云数据平台的数据库中，云数据平台会对数据库中个人有效指标信息进行数据分析，终止形成制定化健康信息和疾病可能性预测，同时，Web service 提供app和web访问两种功能，webservice 通过tomcat提供服务，将制定化健康信息上传至app或web，用户可通过app或web随时了解自己的生理体征信息，其家人也可以在任何位置、任何时间查看用户相关信息，在GPS模块被选择开启状体时，其家人也可以查看可穿戴设备所在的位置。

本发明公开了一种基于大数据平台的可穿戴设备分析系统及其数据分析方法，通过智能手环，对人体的心率、活动量、活动状态、定位信息等数据进行测量采集，并通过外接设备收集人体血压、血氧、血糖等数据，再通过GPRS传输模块上传至云平台，形成大数据。云平台可对大数据通过算法进行分析处理，并结合气候、睡眠质量、身体基本情况等因素，得到人体疾病可能性预测。

在人口老龄化和疾病年轻化的大背景下，健康问题越来越成为人们关注的话题。该方法通过可穿戴式智能设备，以及外接设备，采集人体多项健康数据、定位信息、活动状态信息，再结合近日天气，以及通过app输入的性别、年龄等人体基本信息和既往病史等，对人体健康状况进行深入分析，并进行疾病可能性预测。平台可针对不同用户提供定制化的健康推送提醒服务，用户也可以通过手机app或网页端，随时随地查询健康信息、定位信息、活动状态等。

本专利的技术效果在于：通过将智能设备和云平台的相结合，用户可以时刻掌握相关人员的健康信息，真正提高用户对身体健康状况的掌握程度，打破空间与时间的限制，具有巨大的社会和经济价值。

附图说明

图1为本发明所应用之大数据平台的系统原理图。

图2为本发明可穿戴设备的电器模块连接框图。

图3为本发明硬件程序流程图。

其中：

1、控制芯片；

2、加速计模块；

3、心率检测模块；

4、GPS模块；

5、GPRS模块；

6、S0S按键模块；

7、充电管理模块；

8、云数据平台；

9、外接设备；

10、电量显示模块；

11、可穿戴设备。

具体实施方式

下面参照附图，对本发明进一步进行描述。

    本发明公开了一种基于大数据平台的可穿戴设备分析系统，包括云数据平台8，该云数据平台8通过无线传输方式与可穿戴设备11连接，可穿戴设备还与外接设备9通过无线传输方式数据连接，外接设备9用于采集客户的血压、血糖、血氧等数据，可穿戴设备设有设备外壳，设备外壳处还设有一佩戴手环，设备外壳内设有集成电路板，该集成电路板处设有一控制芯片1，该控制芯片分别与加速计模块2、心率检测模块3、GPS模块4、GPRS模块5双向数据连接，控制芯片1的一信号输入端与S0S按键模块6的信号输出端连接，控制芯片1的一信号输出端与电量显示模块10的信号输入端连接，上述控制芯片1、加速计模块2、心率检测模块3、GPS模块4、GPRS模块5均与充电管理模块7连接。

在具体实施时，所述心率检测模块3内设有反射式光电心率传感器。

在具体实施时，所述加速计模块2内设有加速度传感器。

在具体实施时，基于大数据平台的智能可穿戴设备的数据分析方法为，所述数据分析方法为通过可穿戴设备11内置的反射式光电心率传感器来得到用户的心率指标，通过加速度传感器来得到活动状态指标和活动量参数，通过GPS模块来对本设备进行定位，该功能为选择性开启模式， 可穿戴设备11通过socket每隔一个小时将测量的数据发送到云数据平台8的服务器中，服务器通过socket server把数据存放到云数据平台8的数据库中，中间有数据的发生确认，确保提交数据的正确性，另外，外接设备还会对用户的血压、血糖、血氧饱和度数据进行采集，并将数据信息发送至可穿戴设备，再由可穿戴设备上传至云数据平台8的服务器中，并最终存储在云数据平台8的数据库中，云数据平台8会对数据库中个人有效指标信息进行数据分析，终止形成制定化健康信息和疾病可能性预测，同时，Web service 提供app和web访问两种功能，webservice 通过tomcat提供服务，将制定化健康信息上传至app或web，用户可通过app或web随时了解自己的生理体征信息，其家人也可以在任何位置、任何时间查看用户相关信息，在GPS模块被选择开启状体时，其家人也可以查看可穿戴设备11所在的位置。

可穿戴智能设备对健康数据的采集与传输技术，本发明中的可穿戴智能设备不仅将反射式光电心率传感器和加速度传感器等传感器集成于其中，还将GPS模块和GSM通讯模块集成于其中。通过采集和处理上述所说的传感器输出的信号来得到体的心率、活动状态、活动量等人体身体特征指标；通过上述所说的GPS定位模块，对本设备进行定位；通过上述所说的GSM通讯模块，将上述处理得到的人体身体特征指标信息和定位信息通过GPRS数据传输方式发送到服务器，本发明中的可穿智能设备集成的反射式光电心率传感器，发出光照射到腕部皮肤上，然后接收被腕部皮肤反射回来的光，并将此光转化成电信号的方式输出。本发明中的可穿智能设备对此传感器输出的信号进行滤波、放大等处理，得到人体的脉搏信号。本发明中的可穿智能设备采集并处理此设备集成的加速计输出的不同轴向的加速度数据和不同活动状态的检测数据，得到人体腕部的活动状态，进而推断出整个人体的活动状态及活动量。

利用云平台对健康大数据进行的统计分析和深度挖掘技术，手环通过socket每隔一小时将测量的数据发送到服务器中，服务器通过socket server 把数据存放到数据库中，中间有数据的发送确认，确保提交数据的正确性。IOS 和 Android APP通过访问web service相应的功能接口通过传输json获取相应的数据，通过app展现给用户。Web service 提供app和web访问两种功能，webservice 通过tomcat提供服务，开发由myeclipse+tomcat+struts+hibernate+mysql+json+jquery完成，保证了访问的并发性和实时性，提供24小时*7天的不间断服务，通过jpush服务器完成对IOS 和Android的推送，给用户提供app服务的同时免费给用户推送一些医疗健康的知识，通过短信功能完成对手环硬件设备的唤醒，及时发现手环携带者出现的意外情况，并将信息传给用户。利用手环采集到的数据，利用现有的平台数据对数据进行统计分析，及时挖掘有效的数据推送给用户，确保用户的健康。

在具体实施时，本穿戴设备的操作及使用流程如下：

1、当用户佩戴上可穿戴智能设备后，按下开机键，待指示灯全部亮起后，设备开始正常运行。

2、在设备正常运行后，智能设备内部的传感器芯片会采集必要的数据信息，并发送到大数据平台。

3、用户及其家人可以通过网页或手机端应用程序随时查看该用户生理数据信息、地理位置等其他相关信息。

4、在云平台内部会对每一位用户提交信息，进行深度的数据分析。结合天气、既往病史、最近一段时间内的生理数据等必要信息，预测疾病可能性。

5、工作人员会根据不同的节气、不同的天气等关键节点，对不同的用户推送定制化的健康建议；与平台合作医疗专家及团队，会根据用户的身体近况，提供私人医生等相关服务。

6、用户通过智能设备及云平台，可以随时查看自己的生理体征信息；其家人也可以在任何位置、任何时间查看用户相关信息；云平台会检测每一位用户的相关数据，提供定制化的健康资讯、疾病可能性预测等必要信息。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明具体实施只局限于上述这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.基于大数据平台的可穿戴设备分析系统，其特征在于：包括云数据平台（8），该云数据平台（8）通过无线传输方式与可穿戴设备（11）连接，该可穿戴设备（11）还与外接设备（9）通过无线传输方式数据连接，外接设备（9）用于采集客户的血压、血糖、血氧等数据，可穿戴设备设（11）的外部设有一设备外壳，该设备外壳处还设有一佩戴手环，设备外壳内设有集成电路板，该集成电路板处设有一控制芯片（1），该控制芯片分别与加速计模块（2）、心率检测模块（3）、GPS模块（4）、GPRS模块（5）双向数据连接，控制芯片（1）的一信号输入端与S0S按键模块（6）的信号输出端连接，控制芯片（1）的一信号输出端与电量显示模块（10）的信号输入端连接，上述控制芯片（1）、加速计模块（2）、心率检测模块（3）、GPS模块（4）、GPRS模块（5）均与充电管理模块（7）连接。

2.根据权利要求1所述的基于大数据平台的可穿戴设备分析系统，其特征在于：所述心率检测模块（3）内设有反射式光电心率传感器。

3.根据权利要求1所述的基于大数据平台的可穿戴设备分析系统，其特征在于：所述加速计模块（2）内设有加速度传感器。

4.基于大数据平台的可穿戴设备分析系统的数据分析方法，其特征在于：所述数据分析方法为通过可穿戴设备（11）内置的反射式光电心率传感器来得到用户的心率指标，通过加速度传感器来得到活动状态指标和活动量参数，通过GPS模块来对本设备进行定位，该功能为选择性开启模式， 可穿戴设备（11）通过socket每隔一个小时将测量的数据发送到云数据平台（8）的服务器中，服务器通过socket server把数据存放到云数据平台（8）的数据库中，中间有数据的发生确认，确保提交数据的正确性，另外，外接设备还会对用户的血压、血糖、血氧饱和度数据进行采集，并将数据信息发送至可穿戴设备，再由可穿戴设备上传至云数据平台（8）的服务器中，并最终存储在云数据平台（8）的数据库中，云数据平台（8）会对数据库中个人有效指标信息进行数据分析，终止形成制定化健康信息和疾病可能性预测，同时，Web service 提供app和web访问两种功能，webservice 通过tomcat提供服务，将制定化健康信息上传至app或web，用户可通过app或web随时了解自己的生理体征信息，其家人也可以在任何位置、任何时间查看用户相关信息，在GPS模块被选择开启状体时，其家人也可以查看可穿戴设备（11）所在的位置。