CN104720787A - 一种实现疲劳实时监测的方法和智能服装 - Google Patents

Abstract

本发明涉及智能穿戴领域，具体涉及一种实现疲劳实时监测的方法和智能服装。包括与人体生理结构相贴合的服装和微处理器系统主机和运动生理数据采集端，该运动生理数据采集端包括应变式传感器组、EMG传感器组和皮电传感器组中的至少二种传感器组；所述服装上还设有微处理器系统主机，所述应变式传感器组、EMG传感器组和皮电传感器组均与微处理器系统主机相连接；所述微处理器系统主机包括，微处理模块，还包括警示模块和/或通讯模块。本发明实施例能将至少两组传感器组采集的对应的运动生理数据与预设的生理阈值进行对比，当采集的运动生理数据中至少有一种低于预设的生理阈值时，判断用户处于疲劳状态，从而实现随时随地实时监测和把握疲劳状态。

Description

一种实现疲劳实时监测的方法和智能服装

技术领域

本发明涉及智能穿戴领域，具体涉及一种实现疲劳实时监测的方法和智能服装。

背景技术

疲劳是人体经常发生的生理现象，就人体整体而言，绝大多疲劳都属于有感觉疲劳。人体疲劳一般会有轻微疲劳、明显疲劳、严重疲劳、过度和极度疲劳几种程度性范围。按组织器官及其功能划分，神经性疲劳，包括大脑神经网络疲劳、植物神经疲劳、视神经、听神经、肢体局部和全身疲劳等。引起人体疲劳的原因很多，如运动不科学、不合理或过度，超量或高强度、大运动过量、睡眠不当，长期紧张和明显的各种压力等等。疲劳使人感觉到疲乏、困倦、肌肉酸痛、厌、记忆力下降、工作效率低容易出错、容易引发安全事故。过度的疲劳，特备是大运动后，疲劳表现大汗淋漓，面色苍白、动作不协调，一身瘫软等，而长期疲劳的储存如果不能及时得到改善，就会引起体质虚弱、感冒、心血管、呼吸管道、精神性、肌肉骨关节等疾病，所以对人体疲劳状态实时监测预示及追踪具有重要的现实意义。

现有技术中针对人体运动数据的监测包括以下几种类型，1、通过视频采集，获取多帧的面部图像或眼部图像，根据面部的初始点标定计算出被测人脸部特征位置，判断人眼与嘴巴的闭合状态分析出人体疲劳状态，而眼部图像监测法是通过采集到的面部图像定位出眼部位置，基于眼部位置的红外图像获得眼部运动特征的数据，从而分析出人体疲劳状态数据，另外还有一些发明是通过摄像机或红外捕获到眼睛眼皮跳动的频率计算出人体疲劳程度。

2、通过采集人体的脉搏峰值、心电、血液波动、声音频率、脑电和唾液等人体生理参数，提取信号特征分析出人体疲劳程度。

3、步态加速度信号监测法，采用加速度传感器，通过预先采集到的无疲劳感时平地行走的步态加速度基准信号，与运动或疲劳时所采集到的信号进行对比，分析出人体疲劳信号。

然而采用类型1的方式进行测量时，根据面部的初始点标定计算出被测人脸部特征位置，判断人眼与嘴巴的闭合状态或眼皮跳动频率分析出人体疲劳状态，需要特定的环境和辅助设备才能完成监测，并且对人体肢体部位的关节疲劳、骨骼肌疲劳无法监测；类型2通过人体生理反应测试法或人体生理参数法来判定人体疲劳状态，部分发明数据采集来源单一，误判机率加大，能够做到多种人体生理参数采集的也容易受环境，生活习惯等个人行为因素影响判定的准确性，并且需要辅助设备和人员配合监测，无法做到随时监测和被测试者自己监测；类型3分三步，首先在人体无疲劳状态下行走采取基准数据，然后在人体疲劳状态下行走采取的数据与基准数据对比分析得出疲劳阀值，最后就是通过疲劳阀值进行疲劳监测。首先每个人的体质不同，所感受到的疲劳程度不一样，在生活或运动过程中，并不是让人感觉到疲劳才是疲劳、有些疲劳是无法通过直观感觉来发现的，并且生病状态、个人行为等等都会影响到基准信号的获取，基准信号的不准确，严重影响到疲劳的判断准确性。

发明内容

本发明实施例提供了一种实现疲劳实时监测的方法和智能服装，能够对人体疲劳状态随时随地进行实时监测，使智能服装穿戴人实时了解其当前疲劳状况。

有鉴于此，本发明实施例第一方面提供一种实现疲劳实时监测的智能服装，可包括：与人体生理结构相贴合的服装，所述服装上设有微处理器系统主机，所述服装上还设有与所述微处理器系统主机相连接的用于采集至少两种运动生理数据的运动生理数据采集端；

所述运动生理数据采集端包括应变式传感器组、肌电信号(EMGelectromyogram)传感器组和皮电传感器组之中的至少两种传感器组，每种所述传感器组均分别包含一个以上传感器，所述应变式传感器组对应人体关节处设置，所述EMG传感器组对应人体肌肉处设置，所述皮电传感器组对应人体皮肤处设置；

所述运动生理数据包括所述应变式传感器组从人体关节处采集的关节运动数据、所述EMG传感器组从人体肌肉处采集的肌电数据和所述皮电传感器组从人体皮肤处采集的皮电数据；

其中，所述微处理器系统主机包括，

微处理模块，用于预置与所述运动生理数据对应的生理阈值，所述生理阈值包括与关节运动数据对应的关节运动阈值、与所述肌电数据对应的肌电变化阈值以及与所述皮电数据对应的皮电水平阈值；

还用于接收并判断接收的至少两种所述运动生理数据中是否至少有一种低于与所述运动生理数据对应预置的生理阈值；

所述微处理器系统主机还包括，

警示模块，用于当微处理模块确定至少有一种运动生理数据低于与所述运动生理数据对应预置的生理阈值时，进行报警；

和/或，

通讯模块，用于将所述微处理模块判断出的结果发送至外部设备，以使得外部设备实时监测所述结果。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述警示模块具体用于：

根据低于所述生理阈值的运动生理数据的数量进行对应级别的报警。

结合第一方面，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述微处理模块包括：

存储单元，用于存储运动生理数据、以及与所述运动生理数据对应的生理阈值；

接收单元，用于接收至少两种所述运动生理数据；

判断单元，判断接收的至少两种所述运动生理数据中是否至少有一种低于与所述运动生理数据对应预置的生理阈值；

结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述存储单元还用于存储疲劳判断日志，所述疲劳判断日志中指示疲劳判断结果和与疲劳判断结果对应的关节运动数据、肌电数据和皮电数据；

所述微处理模块还包括日志追踪单元，用于根据存储于所述存储单元中的疲劳判断日志生成疲劳状态信息；

结合第一方面，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述警示模块包括震动马达、LED指示灯和扬声器之中的至少一种，所述通讯模块包括无线通讯模块和/或有线通讯模块；

结合第一方面，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述服装上还固定有屏蔽导线，所述应变式传感器组、EMG传感器组和皮电传感器组均通过所述屏蔽导线与微处理模块相连接；

结合第一方面，在第一方面的第六种可能的实现方式中，所述应变式传感器、EMG传感器和皮电传感器中至少有一种为集成于服装上的柔性传感器；

结合第一方面、第一方面的第一种可能的实现方式、第一方面的第二种可能的实现方式、第一方面的第三种可能的实现方式、第一方面的第四种可能的实现方式、第一方面的第五种可能的实现方式、第一方面的第六种可能的实现方式之中任意一种，在第一方面的第七种可能的实现方式中，所述服装为上衣，所述上衣上设有应变式传感器组、EMG传感器和皮电传感器组之中的至少两种传感器组，

其中，所述应变式传感器组设置于所述上衣上对应人体颈部和/或上肢关节处；

所述EMG传感器组设置于所述上衣上对应人体上肢骨骼肌处；

所述皮电传感器组设置于所述上衣上对应人体上身皮肤处；

所述微处理器系统主机悬挂于上衣的主体上。

结合第一方面、第一方面的第一种可能的实现方式、第一方面的第二种可能的实现方式、第一方面的第三种可能的实现方式、第一方面的第四种可能的实现方式、第一方面的第五种可能的实现方式、第一方面的第六种可能的实现方式之中任意一种，在第一方面的第八种可能的实现方式中，所述服装为下裤，所述下裤上设有应变式传感器组、EMG传感器组和皮电传感器组之中的至少两种传感器组；

其中，所述应变式传感器组设置于所述下裤上对应人体下肢关节处；

所述EMG传感器组设置于所述下裤上对应人体下肢骨骼肌处；

所述皮电传感器组设置于所述下裤上对应人体下肢皮肤处；

所述微处理器系统主机悬挂于下裤的主体上。

本发明实施例第二方面提供一种实现疲劳实时监测的方法，包括：

通过运动生理数据采集端采集至少两种运动生理数据；所述运动生理数据采集端包括应变式传感器组、EMG传感器组和皮电传感器组之中的至少两种传感器组，所述应变式传感器组对应人体关节处设置，所述EMG传感器组对应人体肌肉处设置，所述皮电传感器组对应人体皮肤设置；所述运动生理数据包括所述应变式传感器从人体关节处采集的关节运动数据、所述EMG传感器从人体肌肉处采集的肌电数据和所述皮电传感器从皮肤处采集的皮电数据；

接收至少两种所述运动生理数据；

判断接收的至少两种所述运动生理数据中是否至少有一种低于与所述运动生理数据对应预置的生理阈值；预置的所述生理阈值包括与关节运动数据对应的关节运动阈值、与所述肌电数据对应的肌电变化阈值以及与所述皮电数据对应的皮电水平阈值；

当确定至少有一种运动生理数据低于与所述运动生理数据对应预置的生理阈值时，进行报警；

和/或，

将判断的结果发送至外部设备，以使得外部设备实时监测所述结果。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：本发明实施例采用与人体生理结构贴合的服装，并通过在该服装上对应人体关节处设置应变式传感器组采集关节运动数据，在服装上对应人体肌肉处设置EMG传感器组采集肌电数据，在人体皮肤处设置皮电传感器组采集人体的皮电数据，三种传感器组至少在服装上设置两组，并将至少两组传感器组采集的对应的人体运动生理数据与预设的生理阈值进行对比，当采集的运动生理数据中至少有一种低于预设的生理阈值时，判断用户处于疲劳状态，如采集的关节运动数据低于关节运动阈值且采集的肌电数据低于肌电变化阈值时，通过报警的方式通知智能服装穿戴人其处于疲劳状态，也可通过通讯模块将判断出的结果发送至外部设备，以使得外部设备实时监测所述结果，从而能够使智能服装穿戴人通过外部设备能够实时监测判断结果，从而实现随时随地实时监测疲劳状态的目的，通过三种传感器组分别对关节、肌肉和皮肤表面之中至少两类部位进行监测，从而能够精准的判断出当前运动，通过应变式传感器监测关节运动数据确定动作状态，通过EMG传感器监测肌电数据确定外周神经及肌肉本身的功能状态，通过皮电传感器监测人体的皮电数据确定汗腺分泌水平，从而能实时把握当前疲劳状况。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例智能服装的一个实施例图；

图2是本发明实施例智能服装中微处理模块的一个实施例图；

图3是本发明实施例智能服装中警示模块的一个实施例图；

图4是本发明实施例智能服装的另一个实施例图；

图5是本发明实施例智能服装的另一个实施例图；

图6是本发明实施例方法的一个实施例图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种实现疲劳实时监测的方法和智能服装，能够对人体疲劳状态随时随地进行实时监测，使智能服装穿戴人实时了解其当前疲劳状况。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

以下分别进行详细说明。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或模块的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或模块，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块。

请参阅图1，图1结合图4或图5，为本发明实施例的智能服装的一个实施例图，可包括以下内容：包括与人体生理结构相贴合的服装1，服装1上设有微处理器系统主机2，服装1上还设有与微处理器系统主机2相连接的用于采集至少两种运动生理数据的运动生理数据采集端；

运动生理数据采集端包括应变式传感器组、EMG传感器组和皮电传感器组之中的至少两种传感器组，每种传感器组均分别包含一个以上传感器，应变式传感器组对应人体关节处设置，EMG传感器组对应人体肌肉处设置，皮电传感器组对应人体皮肤处设置；

运动生理数据包括应变式传感器组从人体关节处采集的关节运动数据、EMG传感器组从人体肌肉处采集的肌电数据和皮电传感器组从皮肤处采集的皮电数据；

其中，微处理器系统主机2包括，

微处理模块21，用于预置与运动生理数据对应的生理阈值，生理阈值包括与关节运动数据对应的关节运动阈值、与肌电数据对应的肌电变化阈值以及与皮电数据对应的皮电水平阈值；

还用于接收并判断接收的至少两种运动生理数据中是否至少有一种低于与运动生理数据对应预置的生理阈值；

微处理器系统主机2还包括，

警示模块22，用于当微处理模块21确定至少有一种运动生理数据低于与运动生理数据对应预置的生理阈值时，进行报警；

和/或，

通讯模块23，用于将微处理模块21判断出的结果发送至外部设备，以使得外部设备实时监测结果。

其中，警示模块22和通讯模块23可根据实际情况选择其中一种配备，或是两种均配备。

其中，该判断的结果包括判断出的是否疲劳的结果数据以及对应该判断的关节运动数据、关节运动阈值、肌电数据、肌电变化阈值、皮电数据和皮电水平阈值，在发送至外部设备时，外部设备上会对关节运动数据、关节运动阈值、肌电数据、肌电变化阈值、皮电数据和皮电水平阈值和是否疲劳的结果数据均予以显示，显然也可仅发送判断出的是否疲劳的结果数据，或是同时发送判断出的是否疲劳的结果数据、关节运动数据、肌电数据和皮电数据，根据实际情况的不同而有所不同，具体不作限定。

本发明实施例采用与人体生理结构贴合的服装1，并通过在该服装1上对应人体关节处设置应变式传感器组采集关节运动数据，在服装1上对应人体肌肉处设置EMG传感器组采集肌电数据，在人体皮肤处设置皮电传感器5采集人体的皮电数据，三种传感器组至少在服装1上设置两组，并将至少两组传感器组采集的对应的运动生理数据与预设的生理阈值进行对比，当采集的运动生理数据中至少有一种低于预设的生理阈值时，如采集的关节运动数据低于关节运动阈值且/或采集的肌电数据低于肌电变化阈值时，通过报警的方式通知智能服装穿戴人其处于疲劳状态，也可通过通讯模块将判断出的结果发送至外部设备，以使得外部设备实时监测所述结果，从而能够使智能服装穿戴人通过外部设备能够实时监测判断结果，从而实现随时随地实时监测疲劳状态的目的，通过三种传感器组分别对关节、肌肉和皮肤表面之中至少两类部位进行监测，从而能够精准的判断出当前疲劳状态，通过应变式传感器3监测关节运动数据确定关节部位弯曲和转动方式、转动维持时间、幅度、频次；通过EMG传感器4监测骨骼肌获取肌电信号特征、强度、功率、频率、时程；通过皮电传感器5监测人体皮肤获得皮肤电阻数据，从而能实时把握当前疲劳状况。

其中，应变式传感器3和EMG传感器4采集的运动生理数据对应的检测指标如表所示：

表1

另外，皮电传感器5采集的皮电数据为汗腺分泌指标，即皮肤出汗水平，通过皮肤电阻等来测量，其具体为汗内的盐成分较多使皮肤的导电能力增高、皮肤电阻下降，本发明实施例在判断采集的运动生理数据是否超出预置的生理阈值时，可采用的一种方式是通过采集的运动生理数据分析出上表1中的人体生理指标和/或汗腺分泌指标，生理阈值也具有对应的人体生理指标和/或汗腺分泌指标，因此，当采集的运动生理数据分析出的人体生理指标和/或汗腺分泌指标低于生理阈值对应的人体生理指标和/或汗腺分泌指标时，即判断运动生理数据低于生理阈值，从而判断用户处于疲劳状态。

其中，作为可选的，警示模块具体用于根据低于生理阈值的运动生理数据的数量进行对应级别的报警，具体如下表2至表5所示，

表2

皮电传感器5	1	1	1	0	0	1	0	0
									EMG传感器4	1	1	0	0	1	0	0	0
应变式传感器3	1	0	0	0	1	1	1	1
									疲劳指数	3	2	1	0	2	2	1	1

表3

皮电传感器5	1	1	0	0
					EMG传感器4	1	0	1	0
疲劳指数	2	1	1	0

表4

皮电传感器5	1	1	0	0
					应变式传感器3	1	0	1	0
疲劳指数	2	1	1	0

表5

应变式传感器3	1	1	0	0
					EMG传感器4	1	0	1	0
疲劳指数	2	1	1	0

其中，表2为皮电传感器5、EMG传感器4和应变式传感器3三种传感器组合的疲劳监测方式；表3为皮电传感器5和EMG传感器4组合；表4为皮电传感器5和应变式传感器3组合；表5为应变式传感器3和EMG传感器4组合。

其中，表中传感器处的“0”表示该传感器采集的对应运动生理数据不低于预设的生理阈值，“1”表示该传感器采集的对应运动生理数据低于预设的生理阈值；疲劳指数分为四档，疲劳指数“0”表示用户处于非疲劳状态，疲劳指数“1”表示用户处于轻度疲劳状态，疲劳指数“2”表示用户处于中度疲劳状态，疲劳指数“3”表示用户处于重度疲劳状态，根据这种不同的分级警示方式，用户能对全面了解自身的疲劳状态变化情况。

在本实施例中，作为可选的，微处理模块21还用于通过关节运动数据和肌电数据确定人体动作的动作幅度和动作力度；其中，关节运动数据用以指示具体关节的变化程度，即弯曲程度，肌电数据为EMG传感器4实时采集肌肉和周围神经的生物电信号，从而获得人体运动中的肌肉运动变化的生理信息数据，即肌电数据，该肌电数据反映周围神经和肌肉的功能状态，该肌电数据结合肌肉控制的关节处的关节运动数据能由微处理模块21得出相应人体动作的动作幅度和动作力度，本实施例中的皮电传感器5主要测试人体的皮电水平，人体由于运动导致汗腺活动加强，分泌汗液较多，由于汗内盐成分较多使皮肤导电能力增高，形成大的皮肤电反应，结合对人体动作的监测，如该人体动作的关节运动数据和/或肌电数据在预置的关节运动阈值和/或肌电变化阈值内时，且此时人体的皮电水平比较高时，则判断人体处于非疲劳状态，而当关节运动数据和/或肌电数据低于预置的关节运动阈值和肌电变化阈值时，且/或又测得皮电水平比较低时，则判断人体处于疲劳状态，需要对其进行警示。

需要说明的是，在实际监测过程中，预置的各项数值均对应人体的基本参数，如针对某一动作，由于不同年龄、不同身高和不同性别表现出来的动作的各项数据实际是不相同的，即针对这些不同的属性有不同的标准，因此本发明实施例中预置的阈值跟人体的身高、年龄和性别是对应的，在监测时，可通过设置于微处理器系统主机上的输入装置，如键盘对这些属性进行设定，而后进行监测。

在本实施例中，作为可选的，请参阅图2，为本发明智能服装实施例中微处理模块的结构示意图，该微处理模块21的可包括：

存储单元211，用于存储运动生理数据、以及与运动生理数据对应的生理阈值；

接收单元212，用于接收至少两种运动生理数据；

判断单元213，判断接收的至少两种运动生理数据中是否至少有一种低于与运动生理数据对应预置的生理阈值。

可以看出，微处理模块21的具体工作过程为，首先接收单元212接收应变式传感器3采集的关节运动数据以及EMG传感器4采集的肌电数据以及皮电传感器5采集的皮电数据，该应变式传感器3采集的关节运动数据根据应变式传感器3的类型不同而有所不同，如应变式拉力传感器、应变式压力传感器、应变式扭矩传感器、应变式位移传感器、应变式加速度传感器、应变式温度传感器等分别采集测量拉力、压力、扭矩、位移、加速度和温度等多种物理量，从而获取人体基本的生理特征，EMG传感器4通过采集肌肉和周围神经的生物电信号，从而获得人体运动中的肌肉运动状态的生理信息数据，即肌电数据，皮电传感器5主要采集人体的皮电水平，皮电水平与人体的皮肤汗腺分泌水平密切相关，皮电水平(皮肤电阻)较低时，皮肤汗腺分泌水平较高；存储单元211内部存储有对应的数值类型的关节运动数据、关节运动阈值、肌电数据、肌电变化阈值、皮电数据和皮电水平阈值，判断单元213对接收到的关节运动数据与预置的对应人体动作的关节运动阈值进行比对，对接收到的肌电数据与预置的对应人体动作的肌电变化阈值进行比对，并且还对接收到的皮电数据与预置的对应人体动作的皮电水平阈值进行比较，根据比较结果的不同，判断人体是否处于疲劳状态，如监测到关节运动数据、肌电数据和皮电数据之中的两种数据，并且这两种数据中至少有一种低于预置的对应阈值时，则判断人体处于疲劳状态，或为同时监测到关节运动数据、肌电数据和皮电数据三种数据，并且这三种数据之中至少有一种低于预置的对应阈值时，亦可判断人体处于疲劳状态，除上述情形之外，则判断处于非疲劳状态；其中该关节运动阈值和肌电变化阈值可以是一个固定的数值，也可以是一个表示运动状态正常的数值范围，还可预置与该关节运动阈值和肌电变化阈值相关的其他数值，如单位时间采集的关节运动数据和肌电数据分析出的关节弯曲角度值、动作幅度变化值、数值范围动作频率及时间系数，维持系数、扩展系数等数据，系统内置可设动作上限位，人体动作追踪等多种的统计模式和预警模式，能有限防止关节损伤、肌肉拉伤等意外出现。结合人体生理特征、人体骨骼学等原理内置系统预设参数分析出当前运动的动作状态、运动时间长度等作为分析基础。

其中，存储单元211还用于存储疲劳判断日志，疲劳判断日志中指示疲劳判断结果和与疲劳判断结果对应的关节运动数据、肌电数据和皮电数据；

微处理模块还包括日志追踪单元214，用于根据存储于存储单元中的疲劳判断日志生成疲劳状态信息。

微处理模块21对每次的疲劳判断过程以日志的方式进行记录，并存储于存储单元211中，可通过通讯模块23连接至微处理器系统主机2并查看该疲劳判断日志；微处理模块21还会以该疲劳判断日志为基础，对一段时间内的疲劳日志进行分析统计，并生成一段时间内的疲劳状态信息，用户可直接查看该疲劳状态信息得知前一时间段内自身的疲劳状态情况，对自身的身体状况有更深入的了解。

其中，请参阅图3，作为可选的，为本发明智能服装实施例中警示模块的结构示意图，该警示模块22包括震动马达221、LED指示灯222和扬声器223之中的至少一种，根据实际需求的不同可选择不同的搭配方式，如在安静环境下，可选择震动马达221，通过其震动来提示智能服装用户具体某一处部位处于疲劳状态；LED指示灯222和扬声器223也可选择对应需求的环境的搭配设置。

需要说明的是，震动马达221震动的方式、LED指示灯222指示的方式以及扬声器223的发出声音可根据警示的部位不同而不同，如对于震动马达221来说，长震动表示大腿处及膝关节处处于疲劳状态，短震动表示颈椎处处于疲劳状态等，对于LED指示灯222来说，常亮表示大腿处及膝关节处处于疲劳状态，闪亮颈椎处处于疲劳状态等，对于扬声器223来说，短促的蜂鸣表示大腿处及膝关节处处于疲劳状态，连续的蜂鸣表示颈椎处处于疲劳状态等，可根据智能服装监测的部位的不同设置不同的警示方式，具体不做限定。

其中，作为可选的，通讯模块23可采用有线通讯模块231或是无线通讯模块232或是二者均采用，其中有线通讯模块可与PC机等设备进行数据交互，采用无限通讯模块可与同样具有无线通讯设备的其他设备进行数据交互，如平板电脑、手机和笔记本电脑等设备，再由这些设备对关节运动数据实时查看、分析、统计和储存，并且还可通过这些设备将关节运动数据上传至服务器或网络云端。

其中，应变式传感器3、EMG传感器4和皮电传感器5通过设置于服装1上的屏蔽导线4与微处理器系统主机2相连接，屏蔽导线4可通过缝合的方式内置于服装1的材料中。可以理解的是，采用屏蔽导线4能屏蔽其他信号的干扰，使得微处理器系统主机2接收的关节运动数据由于不会受到干扰，从而更加精确。

其中，作为可选的，应变式传感器3、EMG传感器4和皮电传感器5中至少一种可以采用与服装1贴合效果更好的柔性传感器，这种柔性传感器具有可以大幅度弯曲、拉伸的性质，在与服装1集成后能满足用户对与人体生理结构贴合的服装1的柔软度的要求，并且采用柔性传感器的服装1监测的精度更高、监测范围更大、适用部位更广。

需要说明的是，根据监测部位的不同，本发明实施例服装1对不同情况下对疲劳的监测有所不同，以下通过上衣和下裤分别予以说明：

一、采用上衣方式监测，请参阅图4，为本发明实施例的智能服装的一个实施例图，在本实施例中，服装1为上衣，应变式传感器组中的应变式传感器3分别设置于上衣上对应人体肩关节和肘关节处，EMG传感器组中的EMG传感器4分别设置于上衣上对应人体肱二头肌和肱桡肌处，皮电传感器5设置于所述上衣上后背皮肤处，微处理器系统主机2悬挂于上衣上腰部处。

需要说明的是，传感器组的组合方式除上述应变式传感器3和EMG传感器4和皮电传感器5组合的方式之外，还具有应变式传感器3和EMG传感器4的组合方式，以及应变式传感器3和皮电传感器5组合的方式，以及EMG传感器4和皮电传感器5的组合方式，同样可达到疲劳监测的目的，应变式传感器3、EMG传感器4和皮电传感器5和微处理器系统主机2在上衣上的位置设置上并不限定于本实施例中描述的位置，可根据实际情况进行设置，仅需保证应变式传感器3对应人体关节处、EMG传感器4对应人体肌肉处，皮电传感器5对应人体皮肤处即可，微处理器系统主机2可根据其实际形状悬挂于上衣上，具体不作限定。

本实施例的具体工作过程为：该智能服装的用户穿戴好智能服装，而后可启动智能服装的电源，在微处理器系统主机2上的输入设备或是通过通讯模块与微处理器系统主机2相连接作为输入设备上输入实际的基本生理信息，如身高数据、年龄数据和性别数据，并开始进行疲劳监测，首先由应变式传感器3采集人体肩关节和肘关节的关节运动数据，EMG传感器4采集人体肱二头肌和肱桡肌处的肌电数据，以及皮电传感器5采集人体后背皮肤处的皮电数据，再由微处理器系统主机2内的微处理模块21进行处理，以这些不同部位的一段时间内的关节运动数据、肌电数据和皮电数据为基础，当其中至少一个运动生理数据小于生理阈值时，则判断人体处于疲劳状态，并根据小于生理阈值的运动生理数据的个数推断疲劳状态级别，反之，则处于非疲劳状态，在确定处于疲劳状态后，由微处理模块21记录下此次判断的过程并生成日志存储于微处理模块21中，并对一段时间内存储的日志进行统计分析，生成疲劳判断信息；同时可采用两种方式通知该服装1的用户，其一是通过微处理器系统主机2内设有的震动马达221或是LED灯222或扬声器223发出警示，提示该上衣的用户其正处于疲劳状态，或是还可将该疲劳状态的结果通过通讯模块23，如通过无线通讯模块232发送至该服装1的用户的手机上，以便于使该用户能实时查看并通过判断结果得知其某一被监测部位处于疲劳状态，用户也能通过通讯模块23连接到微处理器系统主机2对日志和一段时间内的疲劳判断信息进行查看。

一、采用下裤方式监测，请参阅图5，为本发明实施例的智能服装的一个实施例图，在本实施例中，服装1为下裤，应变式传感器组中的应变式传感器3分别设置于下裤上对应人体膝关节处，EMG传感器组中的EMG传感器4分别设置于下裤上对应人体股四头肌和腓肠肌处，皮电传感器5设置于所述下裤上对应人体大腿皮肤处，微处理器系统主机2悬挂于下裤上腰部处。

需要说明的是，传感器组的组合方式除上述应变式传感器3和EMG传感器4和皮电传感器5组合的方式之外，还具有应变式传感器3和EMG传感器4的组合方式，以及应变式传感器3和皮电传感器5组合的方式，以及EMG传感器4和皮电传感器5的组合方式，同样可达到疲劳监测的目的，应变式传感器3、EMG传感器4和皮电传感器5和微处理器系统主机2在下裤上的位置设置上并不限定于本实施例中描述的位置，可根据实际情况进行设置，仅需保证应变式传感器3对应人体关节处、EMG传感器4对应人体肌肉处，皮电传感器5对应人体皮肤处即可，微处理器系统主机2可根据其实际形状悬挂于下裤上，具体不作限定。

本实施例的具体工作过程为：该智能服装的用户穿戴好智能服装，而后可启动智能服装的电源，在微处理器系统主机2上的输入设备或是通过通讯模块与微处理器系统主机2相连接作为输入设备上输入实际的基本生理信息，如身高数据、年龄数据和性别数据，并开始进行疲劳监测，首先由应变式传感器3采集人体膝关节的关节运动数据，EMG传感器4采集人体股四头肌和腓肠肌处的肌电数据，以及皮电传感器5采集人体大腿皮肤处的皮电数据，再由微处理器系统主机2内的微处理模块21进行处理，以这些不同部位的一段时间内的关节运动数据、肌电数据和皮电数据基础，当其中至少一个运动生理数据小于生理阈值时，则判断人体处于疲劳状态，并根据小于生理阈值的运动生理数据的个数推断疲劳状态级别，反之，则处于非疲劳状态，在确定处于疲劳状态后，由微处理模块21记录下此次判断的过程并生成日志存储于微处理模块21中，并对一段时间内存储的日志进行统计分析，生成疲劳判断信息；同时可采用两种方式通知该服装1的用户，其一是通过微处理器系统主机2内设有的震动马达221或是LED灯222或扬声器223发出警示，提示该下裤的用户其正处于疲劳状态，或是还可将该疲劳状态的结果通过通讯模块23，如通过无线通讯模块232发送至该服装1的用户的手机上，以便于使该用户能实时查看并通过判断结果得知其疲劳状态，用户也能通过通讯模块23连接到微处理器系统主机2对日志和一段时间内的疲劳判断信息进行查看。

上面对本发明实施例中智能服装进行了描述，下面对本发明实施例中的方法进行描述。

请参阅图6，为本发明实施例的方法的一个实施例图，可包括：

101、通过运动生理数据采集端采集至少两种运动生理数据；

其中，运动生理数据采集端包括应变式传感器组、EMG传感器组和皮电传感器组之中的至少两种传感器组，应变式传感器组对应人体关节处设置，EMG传感器组对应人体肌肉处设置，皮电传感器组对应人体皮肤处设置；运动生理数据包括应变式传感器自人体关节处采集的关节运动数据、EMG传感器自人体肌肉处采集的肌电数据和皮电传感器自皮肤处采集的皮电数据。

102、接收至少两种运动生理数据；

其中，预置的生理阈值包括与关节运动数据对应的关节运动阈值、与肌电数据对应的肌电变化阈值以及与皮电数据对应的皮电水平阈值。

103、判断接收的至少两种运动生理数据中是否至少有一种低于与运动生理数据对应预置的生理阈值；

根据低于运动生理数据的数量不同，分别发出不同级别的警示，仅有一种为轻度疲劳，两种为中度疲劳，三种则为重度疲劳。

104、进行报警；

其中、当确定至少有一种运动生理数据低于与运动生理数据对应预置的生理阈值时，需要进行报警。

105、将判断的结果发送至外部设备。

通过将判断的结果发送至外部设备，以使得外部设备实时监测所述结果。

106、将判断的结果记录成疲劳判断日志存储；

其中，每一次判断的结果均单独记录成一个疲劳判断日志，在一段时间内会根据监测的次数生成对应数量的疲劳判断日志进行存储。

107、对存储的疲劳判断日志进行统计分析，生成疲劳判断信息。

其中，该疲劳判断信息可以直观的显示出在一段时间内进行疲劳提醒的次数，以及显示疲劳提醒的分布情况等。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种实现疲劳实时监测的智能服装，其特征在于，包括与人体生理结构相贴合的服装，所述服装上设有微处理器系统主机，所述服装上还设有与所述微处理器系统主机相连接的用于采集至少两种运动生理数据的运动生理数据采集端；

所述运动生理数据采集端包括应变式传感器组、EMG传感器组和皮电传感器组之中的至少两种传感器组，每种所述传感器组均包含一个以上对应所述传感器组的传感器，所述EMG传感器组对应人体肌肉处设置，所述应变式传感器组对应人体关节处设置，所述皮电传感器组对应人体皮肤处设置；

所述运动生理数据包括所述应变式传感器组从人体关节处采集的关节运动数据、所述EMG传感器组从人体肌肉处采集的肌电数据和所述皮电传感器组从皮肤采集的皮电数据；

其中，所述微处理器系统主机包括，

微处理模块，用于预置与所述运动生理数据对应的生理阈值，所述生理阈值包括与关节运动数据对应的关节运动阈值、与所述肌电数据对应的肌电变化阈值以及与所述皮电数据对应的皮电水平阈值；

还用于接收并判断接收的至少两种所述运动生理数据中是否至少有一种低于与所述运动生理数据对应预置的生理阈值；

所述微处理器系统主机还包括，

警示模块，用于当微处理模块确定至少有一种运动生理数据低于与所述运动生理数据对应预置的生理阈值时，进行报警；

和/或，

通讯模块，用于将所述微处理模块判断出的结果发送至外部设备，以使得外部设备实时监测所述结果。

2.根据权利要求1所述的实现疲劳实时监测的智能服装，其特征在于，所述警示模块具体用于：

根据低于所述生理阈值的运动生理数据的数量进行对应级别的报警。

3.根据权利要求1所述的实现疲劳实时监测的智能服装，其特征在于，所述微处理模块包括：

存储单元，用于存储运动生理数据、以及与所述运动生理数据对应的生理阈值；

接收单元，用于接收至少两种所述运动生理数据；

判断单元，判断接收的至少两种所述运动生理数据中是否至少有一种低于与所述运动生理数据对应预置的生理阈值。

4.根据权利要求3所述的实现疲劳实时监测的智能服装，其特征在于，所述存储单元还用于存储疲劳判断日志，所述疲劳判断日志中指示疲劳判断结果和与疲劳判断结果对应的关节运动数据、肌电数据和皮电数据；

所述微处理模块还包括日志追踪单元，用于根据存储于所述存储单元中的疲劳判断日志生成疲劳状态信息。

5.根据权利要求1所述的实现疲劳实时监测的智能服装，其特征在于：所述警示模块包括震动马达、LED指示灯和扬声器之中的至少一种，所述通讯模块包括无线通讯模块和/或有线通讯模块。

6.根据权利要求1所述的实现疲劳实时监测的智能服装，其特征在于：所述服装上还固定有屏蔽导线，所述应变式传感器组、EMG传感器组和皮电传感器组均通过所述屏蔽导线与微处理模块相连接。

7.根据权利要求1所述的实现疲劳实时监测的智能服装，其特征在于：所述应变式传感器、EMG传感器和皮电传感器中至少有一种为集成于服装上的柔性传感器。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的实现疲劳实时监测的智能服装，其特征在于：所述服装为上衣，所述上衣上设有应变式传感器组、EMG传感器组和皮电传感器组之中的至少两种传感器组，

其中，所述应变式传感器组设置于所述上衣上对应人体颈部和/或上肢关节处；

所述EMG传感器组设置于所述上衣上对应人体上肢骨骼肌处；

所述皮电传感器组设置于所述上衣上对应人体上身皮肤处；

所述微处理器系统主机悬挂于上衣的主体上。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的实现疲劳实时监测的智能服装，其特征在于：所述服装为下裤，所述下裤上设有应变式传感器组、EMG传感器组和皮电传感器组之中的至少两种传感器组；

其中，所述应变式传感器组设置于所述下裤上对应人体下肢关节处；

所述EMG传感器组设置于所述下裤上对应人体下肢骨骼肌处；

所述皮电传感器组设置于所述下裤上对应人体下肢皮肤处；

所述微处理器系统主机悬挂于下裤的主体上。

10.一种实现疲劳实时监测的方法，所述方法应用于如权利要求1所述的实现疲劳实时监测的智能服装，其特征在于，包括：

通过运动生理数据采集端采集至少两种运动生理数据；所述运动生理数据采集端包括应变式传感器组、EMG传感器组和皮电传感器组之中的至少两种传感器组，所述EMG传感器组对应至少一处人体肌肉处设置，所述应变式传感器组对应至少一处人体关节处设置，所述皮电传感器组对应至少一处人体皮肤处设置；所述运动生理数据包括所述应变式传感器组从人体关节处采集的关节运动数据、所述EMG传感器组从人体肌肉处采集的肌电数据和所述皮电传感器组从皮肤采集的皮电数据；

接收至少两种所述运动生理数据；

判断接收的至少两种所述运动生理数据中是否至少有一种低于与所述运动生理数据对应预置的生理阈值；预置的所述生理阈值包括与关节运动数据对应的关节运动阈值、与所述肌电数据对应的肌电变化阈值以及与所述皮电数据对应的皮电水平阈值；

当至少有一种运动生理数据低于与所述运动生理数据对应预置的生理阈值时，进行报警；

和/或，

将判断的结果发送至外部设备，以使得外部设备实时监测所述结果。