CN106551680A - 一种智能可穿戴的生命体征监测系统及其监测方法 - Google Patents

一种智能可穿戴的生命体征监测系统及其监测方法 Download PDF

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CN106551680A CN201611050792.9A CN201611050792A CN106551680A CN 106551680 A CN106551680 A CN 106551680A CN 201611050792 A CN201611050792 A CN 201611050792A CN 106551680 A CN106551680 A CN 106551680A
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Abstract

本发明属于消防智能穿戴领域，特别涉及一种智能可穿戴的生命体征监测系统及其监测方法。本系统包括数据采集系统、控制系统、数据传输系统、监控平台系统，所述数据采集系统通过接收来自所述控制系统的控制指令采集抢险人员的生命体征数据，并将所述生命体征数据依次通过控制系统、数据传输系统传送至监控平台系统；所述控制系统与数据采集系统、数据传输系统之间双向通信连接；数据传输系统与监控平台系统之间双向通信连接；监控平台系统用于接收来自用户输入的控制指令，并依次将控制指令通过数据传输系统、控制系统传输至数据采集系统。本系统能够提早发现抢险人员的身体险情，根据个人身体状况提前调整作战计划，而且本系统体积小、反应灵敏。

Description

一种智能可穿戴的生命体征监测系统及其监测方法
技术领域
本发明属于消防智能穿戴领域，特别涉及一种智能可穿戴的生命体征监测系统及其监测方法。
背景技术
消防员是一种特殊的职业，肩负着灭火救灾、抢险救援等圣神职责使命，其工作环境大多是火灾现场或是自然灾害现场，为了最大程度保护人民生命安全、降低财产损失，消防员时常需要深入到极其危险的环境下开展灭火救援工作，超体能、超负荷工作下，消防员受伤甚至牺牲时有发生。在开展救援的同时保障消防员自身的生命安全尤为重要。消防人员的生命体征信息不仅在灭火救灾、抢险救援工作中需要监测，在消防官兵日常训练和消防实战演习任务中也需要及时掌握。
现有技术中的生命体征监测系统通常具有体积大、灵敏度低、可靠性低的缺陷，因此亟需提出一种能够根据个人身体状况提前调整作战计划、且体积小、反应灵敏、可靠性高的一种智能可穿戴的生命体征监测系统。
发明内容
本发明为了克服上述现有技术的不足，提供了一种智能可穿戴的生命体征监测系统，本系统能够提早发现抢险人员的身体险情，根据个人身体状况提前调整作战计划，而且本系统体积小、反应灵敏、可靠性高。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术措施：
一种智能可穿戴的生命体征监测系统包括数据采集系统、控制系统、数据传输系统以及监控平台系统，其中，
数据采集系统，通过接收来自所述控制系统的控制指令采集抢险人员的生命体征数据，并将所述生命体征数据依次通过控制系统、数据传输系统传送至监控平台系统；
控制系统，与数据采集系统、数据传输系统之间双向通信连接；
数据传输系统，与监控平台系统之间双向通信连接；
监控平台系统，用于接收来自用户输入的控制指令，并依次将所述控制指令通过数据传输系统、控制系统传输至数据采集系统。
优选的，所述数据采集系统包括处理器模块、存储器模块、显控模块、按键模块、传感器模块、马达模块、蓝牙通信模块、电源管理模块，其中，
处理器模块，其信号输入端连接按键模块、传感器模块的信号输出端，处理器模块的信号输出端连接显控模块、马达模块的信号输入端，且处理器模块与存储器模块、蓝牙通信模块之间双向通信连接；
处理器模块的内部设置有采样间隔计时器，所述采样间隔计时器用于设置传感器模块的采样时间间隔；
存储器模块，用于存储所述处理器模块接收的传感器模块采集的抢险人员的生命体征数据；
显控模块、马达模块均根据监控平台系统、按键模块输入的控制指令，进行相关操作；
按键模块，抢险人员通过按键模块输入控制指令；
传感器模块，用于采集抢险人员的生命体征数据；
蓝牙通信模块，用于将处理器模块解析后的抢险人员的生命体征数据发送至控制系统，并接收来自控制系统的控制指令；
电源管理模块，用于为处理器模块、存储器模块、显控模块、按键模块、传感器模块、马达模块、蓝牙通信模块供电。
优选的，所述数据采集系统还包括GPS定位模块、语音模块、GSM/3G通信模块，其中，
GPS定位模块，用于获取抢险人员的位置信息数据，GPS定位模块的信号输出端连接处理器模块的信号输入端；
语音模块，用于采集抢险人员的语音输入，或用于根据监控平台系统、按键模块输入的控制指令，进行相关操作；
GSM/3G通信模块，用于将处理器模块解析后的抢险人员的生命体征数据发送至控制系统，并接收来自控制系统的控制指令。
优选的，所述传感器模块至少包括温度传感器、心率传感器、脉搏传感器，所述温度传感器、心率传感器、脉搏传感器的信号输出端均连接处理器模块的信号输入端。
进一步的，所述控制系统与数据传输系统之间、数据传输系统与监控平台系统之间均通过GSM/3G移动网络双向通信连接。
进一步的，所述数据采集系统为智能可穿戴终端。
进一步的，所述数据采集系统为智能手环。
更进一步的，所述数据采集系统为智能手表。
本发明还提供了一种智能可穿戴的生命体征监测系统的监测方法，包括以下步骤：
S1、在监测系统中注册数据采集系统以及抢险人员的信息，将抢险人员与数据采集系统进行绑定，如果绑定成功，则进行步骤S2操作，否则，继续将抢险人员与数据采集系统进行绑定，直至绑定成功；
S2、启动监测系统；
S3、监测系统判断抢险人员绑定的采集系统是否连接上网络，若连接上网络则进行步骤S5操作，否则，进行步骤S4操作；
S4、所述控制系统提醒采集系统没有连接上网络，转入步骤S15操作即为所述监控平台系统显示告警信息；
S5、采集系统如果工作在应急模式下，则进行步骤S10操作；采集系统如果工作在查询模式下，则进行步骤S6操作；采集系统如果工作在定时模式下，则进行步骤S8操作；
S6、如果采集系统的查询方式是即时查询则进行步骤S10操作，如果是历史查询则进行步骤S7操作；
S7、调用监测系统数据库的历史数据，并转入步骤S15操作；
S8、采集系统获取采样频度F0以及采样间隔计时器预装初值T＝1/F0；
S9、采集系统倒计时，如果时间未达到1/F0计时时间，则继续步骤S9操作，如果时间达到1/F0计时时间，则进行步骤S10操作；
S10、所述采集系统采集抢险人员生命体征数据，并将生命体征数据发送至控制系统，同时所述采样间隔计时器重装初值1/F0；
S11、所述控制系统通过数据传输系统将抢险人员生命体征数据发送至监控平台系统；
S12、所述监控平台系统对生命体征数据进行解析处理，并将解析后的生命体征数据存入监测系统数据库；
S13、监控平台系统判断抢险人员生命体征数据是否超出设置的阈值，若超出则进行步骤S14操作，未超出则进行步骤S15操作；
S14、所述监控平台系统产生超出阈值告警；
S15、所述监控平台系统显示抢险人员生命体征数据和/或告警信息；
S16、所述监控平台系统处警并消警，流程结束。
本发明的有益效果在于：
1)、本发明包括数据采集系统、控制系统、数据传输系统以及监控平台系统，所述数据采集系统用于采集抢险人员生命体征数据，并将所述生命体征数据依次通过控制系统、数据传输系统传送至监控平台系统，所述监控平台系统用于接收来自用户输入的控制指令，并依次将所述控制指令通过数据传输系统、控制系统传输至数据采集系统，本监测系统可以实时监控救援现场抢险人员的生命体征信息，对身体出现危险情况，第一时间告警，因此本系统能够提早发现抢险人员的身体险情，根据个人身体状况提前调整作战计划，而且本系统体积小、反应灵敏。
2)、所述控制系统与数据传输系统之间、数据传输系统与监控平台系统之间均通过GSM/3G移动网络双向通信连接，因此本监测系统的信号传输速度快、可靠性高。
3)、所述数据采集系统为智能可穿戴终端，所述智能可穿戴终端为智能手表或智能手环，大大地减小了本监测系统的体积，而且本监测系统耗电量小、可随身穿戴，不会给抢险人员在灭火救灾或应急救援工作过程中带来额外的负担。
4)、所述控制系统为设置于电脑或手机上的应用，因此本监测系统通用性强，使用方便。
附图说明
图1为本发明的监测系统的架构图；
图2为本发明的使用蓝牙通信模块通信的数据采集系统的结构框图；
图3为本发明的使用GSM/3G通信模块通信的数据采集系统的结构框图；
图4为本发明的控制系统的功能图；
图5为本发明的监测系统的数据传输示意图；
图6为本发明的监控平台系统的功能图；
图7为本发明的监测方法的系统预处理流程图；
图8为本发明的监测方法的流程图。
10—数据采集系统 11—处理器模块 12—存储器模块
13—显控模块 14—按键模块 15—传感器模块
16—马达模块 17—蓝牙通信模块 18—电源管理模块
20—控制系统 30—数据传输系统 40—监控平台系统
具体实施方式
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，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种智能可穿戴的生命体征监测系统，包括数据采集系统10、控制系统20、数据传输系统30以及监控平台系统40，所述数据采集系统10通过接收来自所述控制系统20的控制指令采集抢险人员的生命体征数据，并将所述生命体征数据依次通过控制系统20、数据传输系统30传送至监控平台系统40；所述控制系统20与数据采集系统10、数据传输系统30之间双向通信连接；所述数据传输系统30与监控平台系统40之间双向通信连接；所述监控平台系统40用于接收来自用户输入的控制指令，并依次将所述控制指令通过数据传输系统30、控制系统20传输至数据采集系统10。
如图2所示，所述数据采集系统10包括处理器模块11、存储器模块12、显控模块13、按键模块14、传感器模块15、马达模块16、蓝牙通信模块17、电源管理模块18，所述处理器模块11的信号输入端连接按键模块14、传感器模块15的信号输出端，处理器模块11的信号输出端连接显控模块13、马达模块16的信号输入端，且处理器模块11与存储器模块12、蓝牙通信模块17之间双向通信连接；处理器模块11的内部设置有采样间隔计时器，所述采样间隔计时器用于设置传感器模块15的采样时间间隔；所述存储器模块12用于存储所述处理器模块11接收的传感器模块15采集的抢险人员的生命体征数据；显控模块13、马达模块16均根据监控平台系统40、按键模块14输入的控制指令，进行相关操作；抢险人员通过按键模块14输入控制指令；传感器模块15用于采集抢险人员的生命体征数据；蓝牙通信模块17用于将处理器模块11解析后的抢险人员的生命体征数据发送至控制系统20，并接收来自控制系统20的控制指令；电源管理模块18用于为处理器模块11、存储器模块12、显控模块13、按键模块14、传感器模块15、马达模块16、蓝牙通信模块17供电。
所述传感器模块15至少包括温度传感器、心率传感器、脉搏传感器，所述温度传感器、心率传感器、脉搏传感器的信号输出端均连接处理器模块11的信号输入端。
处理器模块11、存储器模块12、显控模块13、按键模块14、传感器模块15、马达模块16、蓝牙通信模块17、电源管理模块18设置为智能可穿戴终端，具体的设置为智能手环。
温度传感器、心率传感器、脉搏传感器按照内嵌软件协议规定频度采集抢险人员的生命体征数据并发送至处理器模块11，处理器模块11一方面接收、处理传感器模块15采集的生命体征数据，并储存到本地的存储器模块12，并通过蓝牙通信模块17将处理后的生命体征数据发送至控制系统20，处理器模块11另一方面通过蓝牙通信模块17接收监控平台系统40下发的控制指令以及抢险人员通过按键模块14输入的控制指令，从而控制显控模块13、马达模块16以及传感器模块15的工作状态。
如图3所示，所述数据采集系统10还包括GPS定位模块、语音模块、GSM/3G通信模块，所述GPS定位模块用于获取抢险人员的位置信息数据，GPS定位模块的信号输出端连接处理器模块11的信号输入端；所述语音模块用于采集抢险人员的语音输入，或用于根据监控平台系统40、按键模块14输入的控制指令，进行相关操作；所述GSM/3G通信模块用于将处理器模块11解析后的抢险人员的生命体征数据发送至控制系统20，并接收来自控制系统20的控制指令。
处理器模块11、存储器模块12、显控模块13、按键模块14、传感器模块15、马达模块16、蓝牙通信模块17、电源管理模块18、GPS定位模块、语音模块、GSM/3G通信模块设置为智能可穿戴终端，具体的设置为智能手表。
GPS定位模块实时获取抢险人员的位置信息数据，语音模块采集抢险人员的语音输入，处理器模块11一方面接收、处理传感器模块15采集的生命体征数据，并通过GSM/3G通信模块将处理后的生命体征数据发送至控制系统20，处理器模块11另一方面通过GSM/3G通信模块接收监控平台系统40下发的控制指令以及抢险人员通过按键模块14输入的控制指令，从而控制显控模块13、马达模块16、语音模块以及传感器模块15的工作状态。控制系统20集成于智能手表中，智能手表具备GSM/3G通信功能，其采集的生命体征数据可直接通过GSM/3G移动网络传输至监控平台系统40。
如图5所示，所述控制系统20与数据传输系统30之间、数据传输系统30与监控平台系统40之间均通过GSM/3G移动网络双向通信连接。
所述控制系统20为设置于电脑或手机上的应用，因此本监测系统通用性强，使用方便。
如图4所示，所述控制系统20具备多种功能，包括终端连接、账号设置、阈值设置、频度设置、手动采集、数据同步、告警提醒、推送提醒、友邻状况、电量显示。
如图6所示，所述监控平台系统40具备多种功能，包括账户管理、数据存储、历史查询、数据分析、人员网格化管理、信息发布、处警消警。
如图7、8所示，一种智能可穿戴的生命体征监测系统的监测方法，包括以下步骤：
监测系统预处理阶段：S1、在监测系统中注册数据采集系统10以及抢险人员的信息，将抢险人员与数据采集系统10进行绑定，如果绑定成功，则进行步骤S2操作，否则，继续将抢险人员与数据采集系统10进行绑定，直至绑定成功；
S2、启动监测系统；
S3、监测系统判断抢险人员绑定的采集系统10是否连接上网络，若连接上网络则进行步骤S5操作，否则，进行步骤S4操作；
S4、所述控制系统20提醒采集系统10没有连接上网络，转入步骤S15操作即为所述监控平台系统40显示告警信息；
S5、采集系统10如果工作在应急模式下，则进行步骤S10操作；采集系统10如果工作在查询模式下，则进行步骤S6操作；采集系统10如果工作在定时模式下，则进行步骤S8操作；
S6、如果采集系统10的查询方式是即时查询则进行步骤S10操作，如果是历史查询则进行步骤S7操作；
S7、调用监测系统数据库的历史数据，并转入步骤S15操作；
S8、采集系统10获取采样频度F0以及采样间隔计时器预装初值T＝1/F0；
S9、采集系统10倒计时，如果时间未达到1/F0计时时间，则继续步骤S9操作，如果时间达到1/F0计时时间，则进行步骤S10操作；
S10、所述采集系统10采集抢险人员生命体征数据，并将生命体征数据发送至控制系统20，同时所述采样间隔计时器重装初值1/F0；
S11、所述控制系统20通过数据传输系统30将抢险人员生命体征数据发送至监控平台系统40；
S12、所述监控平台系统40对生命体征数据进行解析处理，并将解析后的生命体征数据存入监测系统数据库；
S13、监控平台系统40判断抢险人员生命体征数据是否超出设置的阈值，若超出则进行步骤S14操作，未超出则进行步骤S15操作；
S14、所述监控平台系统40产生超出阈值告警；
S15、所述监控平台系统40显示抢险人员生命体征数据和/或告警信息；
S16、所述监控平台系统40处警并消警，流程结束。
采集系统10可工作于三种模式下，分别是：定时模式、应急模式以及查询模式。定时模式为默认模式，系统激活后常态工作在此模式下，按照预设频度定时采集上报生命体征数据；应急模式为特殊模式，在紧急状态下，由抢险人员触发模式切换，立即采集生命体征数据并上报；查询模式为特殊模式，抢险人员与监控平台系统40的工作人员均可以触发该模式切换，查询抢险人员当前的或是历史的生命体征信息。
本发明不仅可以供消防人员在灭火救灾、抢险救援工作中使用，还可以供抗洪抢险等一切抢险工作人员使用，本发明能够根据个人身体状况提前调整作战计划，保证了抢险工作人员的生命安全。

Claims (10)

1.一种智能可穿戴的生命体征监测系统，其特征在于：包括数据采集系统(10)、控制系统(20)、数据传输系统(30)以及监控平台系统(40)，其中，
数据采集系统(10)，通过接收来自所述控制系统(20)的控制指令采集抢险人员的生命体征数据，并将所述生命体征数据依次通过控制系统(20)、数据传输系统(30)传送至监控平台系统(40)；
控制系统(20)，与数据采集系统(10)、数据传输系统(30)之间双向通信连接；
数据传输系统(30)，与监控平台系统(40)之间双向通信连接；
监控平台系统(40)，用于接收来自用户输入的控制指令，并依次将所述控制指令通过数据传输系统(30)、控制系统(20)传输至数据采集系统(10)。
2.如权利要求1所述的一种智能可穿戴的生命体征监测系统，其特征在于：所述数据采集系统(10)包括处理器模块(11)、存储器模块(12)、显控模块(13)、按键模块(14)、传感器模块(15)、马达模块(16)、蓝牙通信模块(17)、电源管理模块(18)，其中，
处理器模块(11)，其信号输入端连接按键模块(14)、传感器模块(15)的信号输出端，处理器模块(11)的信号输出端连接显控模块(13)、马达模块(16)的信号输入端，且处理器模块(11)与存储器模块(12)、蓝牙通信模块(17)之间双向通信连接；
处理器模块(11)的内部设置有采样间隔计时器，所述采样间隔计时器用于设置传感器模块(15)的采样时间间隔；
存储器模块(12)，用于存储所述处理器模块(11)接收的传感器模块(15)采集的抢险人员的生命体征数据；
显控模块(13)、马达模块(16)均根据监控平台系统(40)、按键模块(14)输入的控制指令，进行相关操作；
按键模块(14)，抢险人员通过按键模块(14)输入控制指令；
传感器模块(15)，用于采集抢险人员的生命体征数据；
蓝牙通信模块(17)，用于将处理器模块(11)解析后的抢险人员的生命体征数据发送至控制系统(20)，并接收来自控制系统(20)的控制指令；
电源管理模块(18)，用于为处理器模块(11)、存储器模块(12)、显控模块(13)、按键模块(14)、传感器模块(15)、马达模块(16)、蓝牙通信模块(17)供电。
3.如权利要求2所述的一种智能可穿戴的生命体征监测系统，其特征在于：所述数据采集系统(10)还包括GPS定位模块、语音模块、GSM/3G通信模块，其中，
GPS定位模块，用于获取抢险人员的位置信息数据，GPS定位模块的信号输出端连接处理器模块(11)的信号输入端；
语音模块，用于采集抢险人员的语音输入，或用于根据监控平台系统(40)、按键模块(14)输入的控制指令，进行相关操作；
GSM/3G通信模块，用于将处理器模块(11)解析后的抢险人员的生命体征数据发送至控制系统(20)，并接收来自控制系统(20)的控制指令。
4.如权利要求2或3所述的一种智能可穿戴的生命体征监测系统，其特征在于：所述传感器模块(15)至少包括温度传感器、心率传感器、脉搏传感器，所述温度传感器、心率传感器、脉搏传感器的信号输出端均连接处理器模块(11)的信号输入端。
5.如权利要求1所述的一种智能可穿戴的生命体征监测系统，其特征在于：所述控制系统(20)与数据传输系统(30)之间、数据传输系统(30)与监控平台系统(40)之间均通过GSM/3G移动网络双向通信连接。
6.如权利要求2或3所述的一种智能可穿戴的生命体征监测系统，其特征在于：所述数据采集系统(10)为智能可穿戴终端。
7.如权利要求2所述的一种智能可穿戴的生命体征监测系统，其特征在于：所述数据采集系统(10)为智能手环。
8.如权利要求3所述的一种智能可穿戴的生命体征监测系统，其特征在于：所述数据采集系统(10)为智能手表。
9.如权利要求3所述的一种智能可穿戴的生命体征监测系统，其特征在于：所述控制系统(20)为设置于电脑或手机上的应用。
10.如权利要求7或8所述的一种智能可穿戴的生命体征监测系统的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在监测系统中注册数据采集系统(10)以及抢险人员的信息，将抢险人员与数据采集系统(10)进行绑定，如果绑定成功，则进行步骤S2操作，否则，继续将抢险人员与数据采集系统(10)进行绑定，直至绑定成功；
S2、启动监测系统；
S3、监测系统判断抢险人员绑定的采集系统(10)是否连接上网络，若连接上网络则进行步骤S5操作，否则，进行步骤S4操作；
S4、所述控制系统(20)提醒采集系统(10)没有连接上网络，转入步骤S15操作即为所述监控平台系统(40)显示告警信息；
S5、采集系统(10)如果工作在应急模式下，则进行步骤S10操作；采集系统(10)如果工作在查询模式下，则进行步骤S6操作；采集系统(10)如果工作在定时模式下，则进行步骤S8操作；
S6、如果采集系统(10)的查询方式是即时查询则进行步骤S10操作，如果是历史查询则进行步骤S7操作；
S7、调用监测系统数据库的历史数据，并转入步骤S15操作；
S8、采集系统(10)获取采样频度F0以及采样间隔计时器预装初值T＝1/F0；
S9、采集系统(10)倒计时，如果时间未达到1/F0计时时间，则继续步骤S9操作，如果时间达到1/F0计时时间，则进行步骤S10操作；
S10、所述采集系统(10)采集抢险人员生命体征数据，并将生命体征数据发送至控制系统(20)，同时所述采样间隔计时器重装初值1/F0；
S11、所述控制系统(20)通过数据传输系统(30)将抢险人员生命体征数据发送至监控平台系统(40)；
S12、所述监控平台系统(40)对生命体征数据进行解析处理，并将解析后的生命体征数据存入监测系统数据库；
S13、监控平台系统(40)判断抢险人员生命体征数据是否超出设置的阈值，若超出则进行步骤S14操作，未超出则进行步骤S15操作；
S14、所述监控平台系统(40)产生超出阈值告警；
S15、所述监控平台系统(40)显示抢险人员生命体征数据和/或告警信息；
S16、所述监控平台系统(40)处警并消警，流程结束。
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