CN109730655A - 一种基于大数据分析的智能手环及健康监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于大数据分析的智能手环及健康监测方法，包括腕带，腕带包括中间的主带和两端的调节带，主带的外侧面中央固定安装有主监测处理块，主带的内部设置有若干个安装槽，安装槽的内侧均连接有条形孔，安装槽内均设置有间隔监测块，间隔监测块的外端均连接有采集块，采集块的外端均设置有弧形接触面，该装置在监测人体状况时，能够使监测结构与人体的接触面积更大，使得监测的结果更精准，有利于准确判断人体的实际生理状况，同时不需要将装置紧贴在手腕上，便能进行精准的监测，可以避免影响佩戴者的使用体验，此外，该装置通过进行大数据分析，能够对不同环境下报警装置的报警阈值进行调整，使得装置使用更灵活。

Description

一种基于大数据分析的智能手环及健康监测方法

技术领域

本发明涉及智能手环领域，具体为一种基于大数据分析的智能手环及健康监测方法。

背景技术

智能手环是一种穿戴式智能设备。通过这款手环，用户可以记录日常生活中的锻炼、睡眠、部分还有饮食等实时数据，并将这些数据与手机、平板同步，起到通过数据指导健康生活的作用。智能手环作为目前备受用户关注的科技产品，其拥有的强大功能正悄无声息地渗透和改变人们的生活，其内置的电池可以坚持10天，振动马达非常实用，简约的设计风格也可以起到饰品的装饰作用。智能手环这种设计风格对于习惯佩戴首饰的用户而言，颇具有诱惑力，更重要的是，手环的设计风格堪称百搭。而且，别看小小手环个头不大，其功能还是比较强大的，比如它可以说是一款高档的计步器，具有普通计步器的一般计步，测量距离、卡路里、脂肪等功能，同时还具有睡眠监测、高档防水、蓝牙4.0数据传输、疲劳提醒等特殊功能，能够对人体的健康状况进行监测。

大数据分析是指对规模巨大的数据进行分析。大数据可以概括为4个V，数据量大(Volume)、速度快(Velocity)、类型多(Variety)、价值(Value)。大数据作为时下最火热的IT行业的词汇，随之而来的数据仓库、数据安全、数据分析、数据挖掘等等围绕大数据的商业价值的利用逐渐成为行业人士争相追捧的利润焦点，随着大数据时代的来临，大数据分析也应运而生。

随着人们生活水平的提高，对健康的监测也越来越受重视，通过智能手环进行健康监测，不仅美观，而且实用，得到广泛的应用，现有的智能手环及其健康监测方法通常是在手环上安装监测块，监测块内设置有温度传感器、心率传感器和微处理器等，用于监测人体的各项生理情况，当某项监测结果超过指标时，微处理器会通过报警装置报警，同时，也可以通过监测块上的显示屏对具体生理数值进行查看。

但是，现有的智能手环及健康监测方法存在以下缺陷：

(1)现有的智能手环的监测结构通常安装在一小块监测块上，使得监测结构与人体的实际接触面积很小，监测结果会存在较大误差，无法精准的判断人体的实际生理情况；

(2)现有的智能手环通常要紧贴在人体的手腕上才能进行监测，但是这样会影响佩戴者的使用体验，且容易因散热不充分和紧迫感而造成监测结果的偏差；

(3)由于受外界环境的影响，人体的生理状况会发生细微的变化，而现有的智能手环的报警装置无法根据环境的不同进行报警调整，因此常出现误报警的情况，影响装置的使用效果。

发明内容

为了克服现有技术方案的不足，本发明提供一种基于大数据分析的智能手环及健康监测方法，该装置在监测人体状况时，能够使监测结构与人体的接触面积更大，使得监测的结果更精准，有利于准确判断人体的实际生理状况，同时，不需要将装置紧贴在手腕上，便能进行精准的监测，可以避免影响佩戴者的使用体验，且能够避免因散热不充分和紧迫感而造成监测结果的偏差，此外，该装置通过进行大数据分析，能够对不同环境下报警装置的报警阈值进行调整，使得装置使用更灵活，且能够避免出现误报警的情况，能有效的解决背景技术提出的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于大数据分析的智能手环，包括腕带，所述腕带包括中间的主带和两端的调节带，且两个调节带上分别设置有调节扣和调节孔，所述主带的外侧面中央固定安装有主监测处理块，所述主监测处理块的内部设置有微处理器，且主监测处理块的外侧面设置有显示屏；

所述主带的内部设置有若干个安装槽，且安装槽的内侧均连接有贯穿主带的条形孔，所述安装槽内均设置有间隔监测块，且间隔监测块的内侧均通过弹性条与安装槽连接，所述间隔监测块的外端均连接有穿过条形孔且呈倒“T”形的采集块，所述采集块的外端均设置有弧形接触面。

进一步地，所述间隔监测块内均设置有人体生理监测传感器组，且人体生理监测传感器组连接有人体信号转换电路，所述人体信号转换电路连接有信号调理电路，且信号调理电路通过模数转换电路与微处理器连接，所述人体信号转换电路能够分别将人体生理监测传感器组采集的人体温度、心率、血压信号转化为电压信号，且电压信号在通过信号调理电路进行滤波处理后，能够通过模数转换电路转化为微处理器能够识别和运算的数字信号。

进一步地，所述主带的外侧面固定安装有环境监测块，且环境监测块内安装有外界环境监测传感器组，所述外界环境监测传感器组连接有环境信号转换电路，所述环境信号转换电路连接有滤波电路，且滤波电路通过AD转换电路与微处理器连接，所述环境信号转换电路能够分别将外界环境监测传感器组采集的外界环境的温度、湿度信号转化为电压信号，且电压信号在通过滤波电路进行滤波处理后，能够通过AD转换电路转化为微处理器能够识别和运算的数字信号。

进一步地，所述微处理器连接有存储模块、大数据库、报警模块、显示模块和电源模块，且显示模块与显示屏连接，所述微处理器与大数据库之间通过大数据分析模块连接。

进一步地，所述主监测处理块的侧面设置有USB口，且USB口上设置有活动掀盖。

另外，本发明还提供了一种基于大数据分析的智能手环健康监测方法，包括如下步骤：

S100、将若干间隔监测块均匀分布在手环的腕带内侧，并且在间隔时间内通过间隔监测块获取监测数据；

S200、根据同一时刻获取的监测数据，判断各个间隔监测块是否接触人体，并去除未接触人体的间隔监测块获取的数据；

S300、根据间隔监测块位置的不同，对剩余的有效监测数据进行关联度处理，得到一系列实际监测数据，最后将实际监测数据平均，得到最终监测结果；

S400、设置一个报警阈值范围，当最终监测结果超出报警阈值范围，报警模块进行报警。

进一步地，在步骤S200中，判断间隔监测块是否接触人体的方法是预先采集使用者的各项生理数据，确定其各项生理数据最大范围，并存储在存储模块中，若间隔监测块获取的监测数据不在其生理数据最大范围内，则判断该间隔监测块没有接触人体。

进一步地，在步骤S300中，对监测数据进行关联度处理的具体步骤为：

S301、确定各个间隔监测块对应人体手腕的部位；

S302、通过大数据分析确定人体手腕各部位温度、心率、血压的监测结果与实际人体温度、心率、血压的关联函数，并确定各个关联度；

S303、在间隔监测块获取人体手腕各部位的监测数据后，通过关联度处理得到实际监测数据。

进一步地，在步骤S400中，设置报警阈值范围的具体步骤为：

根据标准环境状况下人体各项生理指标，确定基础报警阈值范围；

通过网络大数据和大数据分析，获取不同环境状况下人体各项生理数据相对于标准环境状况下人体各项生理数据的变化值；

通过外界环境监测传感器组测定使用者当前所处外界环境状况，根据当前环境状况对基础报警阈值范围作对应调整。

进一步地，在步骤S200中，若某一时刻间隔监测块全部未接触人体，则直接进行下一轮的监测，若连续多次均无法获得有效监测数据，则报警模块进行报警，且此时的报警方式与最终监测结果超出报警阈值范围时的报警方式不同。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明在监测人体状况时，能够使监测结构与人体的接触面积更大，使得监测的结果更精准，有利于准确判断人体的实际生理状况；

(2)本发明不需要将装置紧贴在手腕上，便能进行精准的监测，可以避免影响佩戴者的使用体验，且能够避免因散热不充分和紧迫感而造成监测结果的偏差；

(3)本发明通过进行大数据分析，能够对不同环境下报警装置的报警阈值进行调整，使得装置使用更灵活，且能够避免出现误报警的情况。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的俯视结构示意图；

图3为本发明的采集块剖面结构示意图；

图4为本发明的微处理器连接结构示意图；

图5为本发明的整体流程结构示意图。

图中标号：

1-腕带；2-主带；3-调节带；4-调节扣；5-调节孔；6-主监测处理块；7-微处理器；8-显示屏；9-安装槽；10-条形孔；11-间隔监测块；12-弹性条；13-采集块；14-弧形接触面；15-人体生理监测传感器组；16-人体信号转换电路；17-信号调理电路；18-模数转换电路；19-环境监测块；20-外界环境监测传感器组；21-环境信号转换电路；22-滤波电路；23-AD转换电路；24-存储模块；25-大数据库；26-报警模块；27-显示模块；28-电源模块；29-大数据分析模块；30-USB口；31-活动掀盖。

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至图4所示，本发明提供了一种基于大数据分析的智能手环，包括腕带1，腕带1包括中间的主带2和两端的调节带3，且两个调节带3上分别设置有调节扣4和调节孔5，通过调节扣4和调节孔5能够调节腕带1的松紧度。

主带2的外侧面中央固定安装有主监测处理块6，主监测处理块6的内部设置有微处理器7，且主监测处理块6的外侧面设置有显示屏8，主带2的内部设置有若干个安装槽9，且安装槽9的内侧均连接有贯穿主带2的条形孔10，安装槽9内均设置有间隔监测块11，且间隔监测块11的内侧均通过弹性条12与安装槽9连接。

与现有技术中常见的智能手环不同的是，主监测处理块6并不直接接触人体，直接接触人体的是间隔监测块11，间隔监测块11在接触人体收集数据后，将数据传递至主监测处理块6，由主监测处理块6完成数据的统计与计算，并得出最终的监测结果，由于间隔监测块11均匀分布在手环的腕带1内侧，能够使监测结构与人体的接触面积更大，使得监测的结果更精准，有利于准确判断人体的实际生理状况，此外，该装置在实际使用中，并不需要将全部间隔监测块11接触人体，只需其中的一个以上接触人体，便能获取监测数据，因此该装置在佩戴时，无需要紧贴在手腕上，随着人体的运动，总能有若干个间隔监测块11接触到人体表面，可以避免因散热不充分和紧迫感而造成监测结果的偏差，同时能够不影响佩戴者的佩戴体验。

间隔监测块11的外端均连接有穿过条形孔10且呈倒“T”形的采集块13，采集块13的外端均设置有弧形接触面14，采集块13用于直接接触人体表面，采集人体生理数据，将采集块13设置为倒“T”形，且接触面为弧形，能够增大采集块13与人体皮肤的接触面积，同时，为了避免间隔监测块11影响主带2的歪曲，间隔监测块11和采集块13的宽度不宜过大。

间隔监测块11内均设置有人体生理监测传感器组15，人体生理监测传感器组15包括温度传感器、心率传感器、血压传感器等，用于监测人体的体温、心率、血压等情况，人体生理监测传感器组15连接有人体信号转换电路16，人体信号转换电路16连接有信号调理电路17，且信号调理电路17通过模数转换电路18与微处理器7连接，人体信号转换电路16能够分别将人体生理监测传感器组15采集的人体温度、心率、血压信号转化为电压信号，且电压信号在通过信号调理电路17进行滤波处理后，能够通过模数转换电路18转化为微处理器7能够识别和运算的数字信号，并由微处理器7完成数据的统计和计算，得到最终的监测结果。

主带2的外侧面固定安装有环境监测块19，且环境监测块19内安装有外界环境监测传感器组20，外界环境监测传感器组20包括温度传感器、湿度传感器等，用于监测外界环境的温湿度情况，外界环境监测传感器组20连接有环境信号转换电路21，环境信号转换电路21连接有滤波电路22，且滤波电路22通过AD转换电路23与微处理器7连接，环境信号转换电路21能够分别将外界环境监测传感器组20采集的外界环境的温度、湿度信号转化为电压信号，且电压信号在通过滤波电路22进行滤波处理后，能够通过AD转换电路23转化为微处理器7能够识别和运算的数字信号，并由微处理器7完成数据的统计和计算，得到外界环境状况的各项数据。

微处理器7连接有存储模块24、大数据库25、报警模块26、显示模块27和电源模块28，显示模块27与显示屏8连接，用于将监测结果显示出来，以便使用者即时了解自身状况，当然也可以当作手表使用，微处理器7与大数据库25之间通过大数据分析模块29连接，用于分析使用者的当前状况，以确保监测结果的精准性，存储模块24用于存储使用者的基本生理信息，以及在不同时间段的监测数据，报警模块26用于在监测结果超出预设范围时进行报警，以便使用者察觉自身状况，电源模块28用于设备的电能供应及充电。

主监测处理块6的侧面设置有USB口30，且USB口30上设置有活动掀盖31，USB口30与USB线连接，用于设置的充电，同时，也可以将存储模块24内存储的不同时间段的监测数据提取出来，以便了解使用者的生理趋势。

另外，如图5所示，本发明还提供了一种基于大数据分析的智能手环健康监测方法，包括如下步骤：

步骤S100、将若干间隔监测块均匀分布在手环的腕带内侧，并且在间隔时间内通过间隔监测块获取监测数据，通过设置多个间隔监测块代替现有技术中常用的一整块监测块，能够使监测结构与人体的接触面积、接触范围更大，能够确保监测结果的精准性，且不必将手环紧贴在手腕上，可以避免影响使用者的佩戴体验。

步骤S200、根据同一时刻获取的监测数据，判断各个间隔监测块是否接触人体，并去除未接触人体的间隔监测块获取的数据。

在步骤S200中，判断间隔监测块是否接触人体的方法是预先采集使用者的各项生理数据，确定其各项生理数据最大范围，并存储在存储模块中，若间隔监测块获取的监测数据不在其生理数据最大范围内，则判断该间隔监测块没有接触人体。

步骤S300、根据间隔监测块位置的不同，对剩余的有效监测数据进行关联度处理，得到一系列实际监测数据，最后将实际监测数据平均，得到最终监测结果。

在步骤S300中，对监测数据进行关联度处理的具体步骤为：

步骤S301、确定各个间隔监测块对应人体手腕的部位，由于主监测处理块6位于腕带的中央，因此手环在佩戴时，各个间隔监测块对应人体手腕的位置如手腕外侧、手腕内侧基本不变。

步骤S302、通过大数据分析确定人体手腕各部位温度、心率、血压的监测结果与实际人体温度、心率、血压的关联函数，并确定各个关联度，由于通过手腕外侧、内侧等获取的监测数据与人体的实际生理数据不同，因此不能将监测数据直接使用，但是，每一个位置获取的监测数据都与实际生理数据存在一定的关联度，通过大数据分析，能够确定手腕各个位置如手腕外侧、手腕内侧获取的监测数据与实际生理数据的关联函数及关联度，通过关联函数，便能够在获得手腕不同部位的监测数据后，计算出实际数据。

步骤S303、在间隔监测块获取人体手腕各部位的监测数据后，通过关联度处理得到实际监测数据。

步骤S400、设置一个报警阈值范围，当最终监测结果超出报警阈值范围，报警模块进行报警。

在步骤S400中，设置报警阈值范围的具体步骤为：

根据标准环境状况下人体各项生理指标，确定基础报警阈值范围；通过网络大数据和大数据分析，获取不同环境状况下人体各项生理数据相对于标准环境状况下人体各项生理数据的变化值；通过外界环境监测传感器组测定使用者当前所处外界环境状况，根据当前环境状况对基础报警阈值范围作对应调整。

报警阈值范围并不是固定不变的，在实际应用中，可以通过标准环境状况下人体各项生理指标，确定基础报警阈值范围，之后通过网络大数据和大数据分析，得到不同环境下人体生理状况的细微变化，并对报警阈值范围做适应性调整，可以避免出现误报警的情况，同时，当前环境状况可由外界环境监测传感器组测得。

在步骤S200中，若某一时刻间隔监测块全部未接触人体，则直接进行下一轮的监测，若连续多次均无法获得有效监测数据，则可以判断手环的佩戴有问题，或手环出现故障，报警模块进行报警，且此时的报警方式与最终监测结果超出报警阈值范围时的报警方式不同，避免使用者做出错误判断。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种基于大数据分析的智能手环，包括腕带(1)，其特征在于：所述腕带(1)包括中间的主带(2)和两端的调节带(3)，且两个调节带(3)上分别设置有调节扣(4)和调节孔(5)，所述主带(2)的外侧面中央固定安装有主监测处理块(6)，所述主监测处理块(6)的内部设置有微处理器(7)，且主监测处理块(6)的外侧面设置有显示屏(8)；

所述主带(2)的内部设置有若干个安装槽(9)，且安装槽(9)的内侧均连接有贯穿主带(2)的条形孔(10)，所述安装槽(9)内均设置有间隔监测块(11)，且间隔监测块(11)的内侧均通过弹性条(12)与安装槽(9)连接，所述间隔监测块(11)的外端均连接有穿过条形孔(10)且呈倒“T”形的采集块(13)，所述采集块(13)的外端均设置有弧形接触面(14)。

2.根据权利要求1所述的一种基于大数据分析的智能手环，其特征在于：所述间隔监测块(11)内均设置有人体生理监测传感器组(15)，且人体生理监测传感器组(15)连接有人体信号转换电路(16)，所述人体信号转换电路(16)连接有信号调理电路(17)，且信号调理电路(17)通过模数转换电路(18)与微处理器(7)连接，所述人体信号转换电路(16)能够分别将人体生理监测传感器组(15)采集的人体温度、心率、血压信号转化为电压信号，且电压信号在通过信号调理电路(17)进行滤波处理后，能够通过模数转换电路(18)转化为微处理器(7)能够识别和运算的数字信号。

3.根据权利要求1所述的一种基于大数据分析的智能手环，其特征在于：所述主带(2)的外侧面固定安装有环境监测块(19)，且环境监测块(19)内安装有外界环境监测传感器组(20)，所述外界环境监测传感器组(20)连接有环境信号转换电路(21)，所述环境信号转换电路(21)连接有滤波电路(22)，且滤波电路(22)通过AD转换电路(23)与微处理器(7)连接，所述环境信号转换电路(21)能够分别将外界环境监测传感器组(20)采集的外界环境的温度、湿度信号转化为电压信号，且电压信号在通过滤波电路(22)进行滤波处理后，能够通过AD转换电路(23)转化为微处理器(7)能够识别和运算的数字信号。

4.根据权利要求1所述的一种基于大数据分析的智能手环，其特征在于：所述微处理器(7)连接有存储模块(24)、大数据库(25)、报警模块(26)、显示模块(27)和电源模块(28)，且显示模块(27)与显示屏(8)连接，所述微处理器(7)与大数据库(25)之间通过大数据分析模块(29)连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于大数据分析的智能手环，其特征在于：所述主监测处理块(6)的侧面设置有USB口(30)，且USB口(30)上设置有活动掀盖(31)。

6.一种基于大数据分析的智能手环健康监测方法，其特征在于：包括如下步骤：

S100、将若干间隔监测块均匀分布在手环的腕带内侧，并且在间隔时间内通过间隔监测块获取监测数据；

S200、根据同一时刻获取的监测数据，判断各个间隔监测块是否接触人体，并去除未接触人体的间隔监测块获取的数据；

S300、根据间隔监测块位置的不同，对剩余的有效监测数据进行关联度处理，得到一系列实际监测数据，最后将实际监测数据平均，得到最终监测结果；

S400、设置一个报警阈值范围，当最终监测结果超出报警阈值范围，报警模块进行报警。

7.根据权利要求6所述的一种基于大数据分析的智能手环健康监测方法，其特征在于：在步骤S200中，判断间隔监测块是否接触人体的方法是预先采集使用者的各项生理数据，确定其各项生理数据最大范围，并存储在存储模块中，若间隔监测块获取的监测数据不在其生理数据最大范围内，则判断该间隔监测块没有接触人体。

8.根据权利要求6所述的一种基于大数据分析的智能手环健康监测方法，其特征在于：在步骤S300中，对监测数据进行关联度处理的具体步骤为：

S301、确定各个间隔监测块对应人体手腕的部位；

S302、通过大数据分析确定人体手腕各部位温度、心率、血压的监测结果与实际人体温度、心率、血压的关联函数，并确定各个关联度；

S303、在间隔监测块获取人体手腕各部位的监测数据后，通过关联度处理得到实际监测数据。

9.根据权利要求6所述的一种基于大数据分析的智能手环健康监测方法，其特征在于：在步骤S400中，设置报警阈值范围的具体步骤为：

根据标准环境状况下人体各项生理指标，确定基础报警阈值范围；

通过网络大数据和大数据分析，获取不同环境状况下人体各项生理数据相对于标准环境状况下人体各项生理数据的变化值；

通过外界环境监测传感器组测定使用者当前所处外界环境状况，根据当前环境状况对基础报警阈值范围作对应调整。

10.根据权利要求6所述的一种基于大数据分析的智能手环健康监测方法，其特征在于：在步骤S200中，若某一时刻间隔监测块全部未接触人体，则直接进行下一轮的监测，若连续多次均无法获得有效监测数据，则报警模块进行报警，且此时的报警方式与最终监测结果超出报警阈值范围时的报警方式不同。