CN110947165A - 一种基于物联网的健身过程数据处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于物联网的健身过程数据处理系统，对健身过程的数据进行采集并监控，基于预设协议及预设通信时间校准方式，进行数据通信，解析客户端传输的数据，并对数据进行处理，及储存，提供查询端口及数据操作端口。本发明定义参数信息的报警级别，根据不同个级别分别进行显示提示。系统提供多个通信通道进行数据通信，满足多个场景使用，多用户使用，用户与用户之间不干扰，通过图表形式向用户展示系统的综合诊断信息，包括健身设备的状态信息，环境装置的状态信息，向用户显示每个参数是否在阈值范围之内；为用户提供健身的日报告数据，月报告数据；用户可以按条件查询某一日期的健身历史信息，形成健身报告。

Description

一种基于物联网的健身过程数据处理系统

技术领域

本发明涉及健身运动技术领域，尤其涉及一种基于物联网的健身过程数据处理系统。

背景技术

健身是一种体育项目，如各种徒手健美操、韵律操、形体操以及各种自抗力动作，体操可以增强力量、柔韧性，增加耐力，提高协调，控制身体各部分的能力，从而使身体强健。

健身运动可以采用各种徒手练习，如各种徒手健美操、韵律操、形体操以及各种自抗力动作。也可以采用各种不同的运动器械进行各种练习，如哑铃、杠铃、壶铃等举重器械，单杠、双杠、绳、杆等体操器械，以及弹簧拉力器、滑轮拉力器、橡筋带和各种特制的综合力量练习架等，

目前在室内或者说在健身房内进行健身运行，这样可以提供一个舒适的环境以及避免外界影响。但是也会带来一些问题，比如健身房的环境如何匹配所对应的健身方式，每个健身人员的健身信息如何实时的获取到，并能够基于当前的身体状态，如何进行调节等等。

虽然目前采用了一些人工智能的方式，来对健身过程的数据进行采集并监控，但是对数据的及时性，完整性以及数据通信过程的精度都会大大折扣，这样导致所采集的数据以及获取的健身数据无法及时的更新到用户的终端上，影响用户对当前健身过程的准确判断，或者终端基于不准确的数据，会得出不符合当前健身条件的结论，进而误导用户采用了错误的健身方式。而且现有技术中仅仅是对用户健身数据的展示，让用户知晓，无法进行一个量值的判断和比对，无法提供相应的提升报警。

发明内容

为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供一种基于物联网的健身过程数据处理系统，包括：环境参数客户端，生物体证采集客户端和数据处理服务器；

环境参数客户端设置在各个独立分隔的健身区，并通过配置到环境采集终端中，采集环境参数信息，并将环境参数信息传输给数据处理服务器；

生物体证采集客户端配置在用户可穿戴终端；生物体证采集客户端通过用户可穿戴终端获取用户在健身状态下的身体参数信息以及用户健身前的身体状态信息，并将身体参数信息传输给数据处理服务器；

数据处理服务器接收用户的身体参数信息以及环境信息；将用户的身体参数信息与预设的身体状态信息进行比对，如果超出阈值通过用户可穿戴终端进行报警提示；还通过获取采集环境参数信息对每个独立分隔的健身区的环境控制装置进行控制调节环境参数；

数据处理服务器提供数据传输接口和传输协议，供健身设备，可穿戴设备以及环境调节设备接入，还基于预设协议及预设通信时间校准方式，进行数据通信，解析客户端传输的数据，并对数据进行处理，及储存，提供查询端口及数据操作端口。

优选地，数据处理服务器还用于对每个环境参数客户端以及每个生物体证采集客户端配置唯一的健身ID信息，并建立健身ID信息映射表；

当系统中增加新的环境参数客户端或生物体证采集客户端时，配置唯一的健身ID信息，并更新至健身ID信息映射表；

每个身体参数信息以及环境参数信息均附带健身ID信息，通过HTTP协议，以socket套接字方式传输至数据处理服务器。

优选地，数据处理服务器与每个环境参数客户端以及每个生物体证采集客户端配置唯一的通信通道；

环境参数客户端或生物体证采集客户端发起通信请求；数据处理服务器获取当前的空闲通信通道，并基于当前的空闲通信通道向请求客户端发送确认连接信息，并记录当前发送的第一时间点；

客户端接收到头部确认连接信息后记录当前接收时间为第二时间点，接收到全部确认连接信息后记录当前接收时间为第三时间点；

获取第一时间点与第二时间点之间的第一差值；

获取并记录当前系统的通信偏差值为第一差值+(第三时间点-第二时间点)；

经过预设个确认连接信息通信后，分别记录每个确认连接信息涉及的第一时间点，第二时间点，第三时间点以及通信偏差值；

对所有的通信偏差值进行加权平均值计算得出当前通信周期内的标准通信偏差值；

基于标准通信偏差值与第一时间点之间的和值确认为起始发送时间点以及第三时间点与标准通信偏差值之间的和值确认为接收时间点，并对数据进行处理。

优选地，数据处理服务器还用于每经过一预设时长接收用户的身体参数信息以及环境信息，将用户的身体参数信息以及环境信息缓存到缓冲器中，对每个信息进行处理顺序标识，按预设处理顺序进行数据处理；

当某一数据标识为优选处理时，定义处理指针指向所述数据，调整所述数据顺序，将所述数据搬移至优选预处理状态。

优选地，数据处理服务器还用于定义每个预设采集周期的数据采集量，将当前的数据采集量分配到各个通信通道；当通信通道达到预设数据分配采集量时，所述通信通道进入休眠状态，待下一采集周期开启时，获取数据分配采集量进行数据通信。

优选地，环境参数客户端和生物体证采集客户端分别用于将待发送的身体参数信息以及环境信息配置成预设格式文件，通过预设的通信通道，以及根据标准通信偏差值进行发送；

还通过判定待发送的身体参数信息以及环境信息是否合乎通信约定的规约，若符合规约则进行发送；

数据处理服务器接收发送的身体参数信息以及环境信息判断当前接收的数据与上一采集时间内接收的数据是否有更新，若新接收的数据有更新，则将该数据保存；对每个数据进行处理顺序标识，按预设处理顺序进行数据处理。

优选地，数据处理服务器配置有用户信息操作端口，对身体参数信息以及环境信息进行操作的参数信息操作端口；对当前的身体参数信息以及环境信息所处的状态进行判断；

定义参数信息的报警级别，包括：提示、提醒以及报警三个级别，分别进行显示提示；

数据处理服务器还配置有健身数据主页面和健身数据子页面，健身数据主页面展示整个健身房的整体数据；健身数据子页面展示每位健身用户的信息以及各个健身区的信息。

优选地，数据处理服务器还用于通过图表形式向用户展示系统的综合诊断信息，包括健身设备的状态信息，环境装置的状态信息，向用户显示每个参数是否在阈值范围之内；实时展示界面，展示形式包括曲线图、表格、动态图；

还用于为用户提供健身的日报告数据，月报告数据；用户可以按条件查询某一日期的健身历史信息，每小时的健身历史数据，以及基于每个时段内的平均健身信息，形成健身报告。

优选地，用户可穿戴终端包括：加速度传感器，陀螺仪，数据处理器，通信接口，通信模块，佩戴在用户手腕上的光电传感器，温度传感器，心率传感器，脉搏传感器，心率传感带；采集用户的静态心率、运动心率、峰值谷值心率、摄氧量、运动时间、运动距离、运动步数、手臂弯强度，腿部弯曲度。

优选地，用户可穿戴终端还用于获取用户运动参数信息，并基于用户预设的多个运动参数目标，实时监控用户运动参数信息；当达到用户预设的运动参数目标时，发出提示信息。

从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

本发明提供的基于物联网的健身过程数据处理系统可以对健身过程的数据进行采集并监控，基于预设协议及预设通信时间校准方式，进行数据通信，解析客户端传输的数据，并对数据进行处理，及储存，提供查询端口及数据操作端口。本发明定义参数信息的报警级别，根据不同个级别分别进行显示提示。系统提供多个通信通道进行数据通信，满足多个场景使用，多用户使用，用户与用户之间不干扰，满足在保证系统稳定运行的前提下实现高效的、实时的数据采集工作。

而且本发明通过图表形式向用户展示系统的综合诊断信息，包括健身设备的状态信息，环境装置的状态信息，向用户显示每个参数是否在阈值范围之内；实时展示界面，展示形式包括曲线图、表格、动态图；

为用户提供健身的日报告数据，月报告数据；用户可以按条件查询某一日期的健身历史信息，每小时的健身历史数据，以及基于每个时段内的平均健身信息，形成健身报告。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对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为基于物联网的健身过程数据处理系统示意图；

图2为基于物联网的健身过程数据处理系统实施例示意图。

具体实施方式

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

用户可穿戴终端可以以各种形式来实施。例如，本发明实施例中描述的终端可以包括诸如移动电话、智能电话、个人数字助理等等的移动终端。用户可穿戴终端可以包括：加速度传感器，陀螺仪，数据处理器，通信接口，通信模块，佩戴在用户手腕上的光电传感器，温度传感器，心率传感器，脉搏传感器，心率传感带；采集用户的静态心率、运动心率、峰值谷值心率、摄氧量、运动时间、运动距离、运动步数、手臂弯强度，腿部弯曲度。用户可穿戴终端还可以包括无线通信单元、音频视频单元、用户输入单元、感测单元、输出单元、存储器、接口单元、控制器和电源单元等等。但是应理解的是，并不要求实施所有示出的组件。可以替代地实施更多或更少的组件。将在下面详细描述移动终端的元件。

本发明所描述的一些方面允许用户使用设备来测量和记录运动信息。用户可以将记录的运动信息从数据处理服务器3下载到计算机上的收集软件工具，本地用户可穿戴终端充当客户端。然后，用户可穿戴终端将通过网络将下载的运动信息传送到数据处理服务器3。然后，数据处理服务器3上的显示配置用户可穿戴终端将保存所传送的运动信息。可以使用客户计算机或另一个本地计算机从服务器计算机检索所存储的运动信息。

本发明提供一种基于物联网的健身过程数据处理系统，如图1和图2所示，包括：环境参数客户端1，生物体证采集客户端2和数据处理服务器3；

环境参数客户端1设置在各个独立分隔的健身区，并通过配置到环境采集终端中，采集环境参数信息，并将环境参数信息传输给数据处理服务器3；

生物体证采集客户端2配置在用户可穿戴终端；生物体证采集客户端2通过用户可穿戴终端获取用户在健身状态下的身体参数信息以及用户健身前的身体状态信息，并将身体参数信息传输给数据处理服务器3；

数据处理服务器3接收用户的身体参数信息以及环境信息；将用户的身体参数信息与预设的身体状态信息进行比对，如果超出阈值通过用户可穿戴终端进行报警提示；还通过获取采集环境参数信息对每个独立分隔的健身区的环境控制装置进行控制调节环境参数；

数据处理服务器3提供数据传输接口和传输协议，供健身设备，可穿戴设备以及环境调节设备接入，还基于协议转换解析客户端传输的数据，并对数据进行处理，及储存，提供查询端口及数据操作端口。

具体的，数据处理服务器3配置有用户信息操作端口，用户信息操作端口包括对用户信息进行增删改查；对身体参数信息以及环境信息进行操作的参数信息操作端口；参数信息操作端口对信息进行增删改查。对当前的身体参数信息以及环境信息所处的状态进行判断；定义参数信息的报警级别，包括：提示、提醒以及报警三个级别，分别与百分比的方式进行显示；

每个报警级别都有上下限值。报警方式共有四种：身体状态信息以上报警，当身体状态信息测量值>报警上限时报警；身体状态信息以下报警，当身体状态信息测量值<报警下限时报警；区间报警，当报警下限<身体状态信息测量值<报警上限时报警；以下以上报警，当身体状态信息测量值>身体状态信息报警上限或身体状态信息测量值<身体状态信息报警下限的时候报警。

通过在线比较身体状态信息的测量值和标准值，进而判断其是否出现身体状态信息警报，若有警报以明显方式提示给用户，避免健身过程带来的损伤。

数据处理服务器3还配置有健身数据主页面和健身数据子页面，健身数据主页面展示整个健身房的整体数据；健身数据子页面展示每位健身用户的信息以及各个健身区的信息。

数据处理服务器3还用于通过图表形式向用户展示系统的综合诊断信息，包括健身设备的状态信息，环境装置的状态信息，向用户显示每个参数是否在阈值范围之内；实时展示界面，展示形式包括曲线图、表格、动态图；

还用于为用户提供健身的日报告数据，月报告数据；用户可以按条件查询某一日期的健身历史信息，每小时的健身历史数据，以及基于每个时段内的平均健身信息，形成健身报告。

用户可穿戴终端还用于获取用户运动参数信息，并基于用户预设的多个运动参数目标，实时监控用户运动参数信息；当达到用户预设的运动参数目标时，发出提示信息。本发明中，可以向用户提供改善以前的健身过程的选项。用户可以从建议的健身过程改进运行的列表中进行选择，或者基于再先记录的健身过程来定制健身过程。本发明可以建议提高健身过程的速度，距离，卡路里或运行时间改进健身过程。系统可以分析用户在预定义时间段内的趋势，并且识别预设时间段的平均进展量。本发明可以建议平均进展量的改进方案。本发明可以提供最高和最低的心率，手臂和腿部的最高和最低的仰角等。

为了保证健身数据的通信质量及实时性，本发明中，数据处理服务器3还用于对每个环境参数客户端1以及每个生物体证采集客户端2配置唯一的健身ID信息，并建立健身ID信息映射表；当系统中增加新的环境参数客户端1或生物体证采集客户端2时，配置唯一的健身ID信息，并更新至健身ID信息映射表；每个身体参数信息以及环境参数信息均附带健身ID信息，通过HTTP协议，以socket套接字方式传输至数据处理服务器3。

具体的，数据处理服务器的套接字方式并不定位具体的环境参数客户端，生物体证采集客户端，而是处于等待连接的状态，实时监控网络状态，等待环境参数客户端，生物体证采集客户端的连接请求。

环境参数客户端的套接字提出连接请求，生物体证采集客户端的套接字提出连接请求。环境参数客户端，生物体证采集客户端分别配置数据处理服务器套接字的地址和端口号，向数据处理服务器提出连接请求。

数据处理服务器连接确认后，建立一个通信通道或查找空闲的通信通道，把数据处理服务器套接字的描述发给环境参数客户端和生物体证采集客户端，环境参数客户端和生物体证采集客户端确认后，建立连接。连接后，配置传输协议，可以支持不同的传输层协议如TCP或UDP。

更为具体的讲，数据处理服务器与每个环境参数客户端以及每个生物体证采集客户端配置唯一的通信通道；

环境参数客户端或生物体证采集客户端发起通信请求；数据处理服务器获取当前的空闲通信通道，并基于当前的空闲通信通道向请求客户端发送确认连接信息，并记录当前发送的第一时间点；

客户端接收到头部确认连接信息后记录当前接收时间为第二时间点，接收到全部确认连接信息后记录当前接收时间为第三时间点；

获取第一时间点与第二时间点之间的第一差值；

获取并记录当前系统的通信偏差值为第一差值+(第三时间点-第二时间点)；

经过预设个确认连接信息通信后，分别记录每个确认连接信息涉及的第一时间点，第二时间点，第三时间点以及通信偏差值；

对所有的通信偏差值进行加权平均值计算得出当前通信周期内的标准通信偏差值；

基于标准通信偏差值与第一时间点之间的和值确认为起始发送时间点以及第三时间点与标准通信偏差值之间的和值确认为接收时间点，并对数据进行处理。

通过上述方式获取到数据处理服务器与每个环境参数客户端以及每个生物体证采集客户端之间的通信时差，这边可以基于通信时差来配置通信时段，保证通信的及时性。

本发明中，数据处理服务器还用于每经过一预设时长接收用户的身体参数信息以及环境信息，将用户的身体参数信息以及环境信息缓存到缓冲器中，对每个信息进行处理顺序标识，按预设处理顺序进行数据处理；当某一数据标识为优选处理时，定义处理指针指向所述数据，调整所述数据顺序，将所述数据搬移至优选预处理状态。也就是基于定义参数信息的报警级别，包括的提示、提醒以及报警三个级别，来判断当前对数据的处理顺序，如果未出现报警状态则按顺序进行数据处理。如果出现报警信息，则优先处理。避免健身过程带来的损伤。

这里定义每个预设采集周期的数据采集量，将当前的数据采集量分配到各个通信通道；当通信通道达到预设数据分配采集量时，所述通信通道进入休眠状态，待下一采集周期开启时，获取数据分配采集量进行数据通信。

系统提供多个通信通道进行数据通信，在不进行通信时，通信通道进入休眠状态，满足在保证系统稳定运行的前提下实现高效的、实时的数据采集工作。

本发明中，环境参数客户端和生物体证采集客户端分别用于将待发送的身体参数信息以及环境信息配置成预设格式文件，通过预设的通信通道，以及根据标准通信偏差值进行发送；

还通过判定待发送的身体参数信息以及环境信息是否合乎通信约定的规约，若符合规约则进行发送；数据处理服务器接收发送的身体参数信息以及环境信息判断当前接收的数据与上一采集时间内接收的数据是否有更新，若新接收的数据有更新，则将该数据保存；对每个数据进行处理顺序标识，按预设处理顺序进行数据处理。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种基于物联网的健身过程数据处理系统，其特征在于，包括：环境参数客户端，生物体证采集客户端和数据处理服务器；

环境参数客户端设置在各个独立分隔的健身区，并通过配置到环境采集终端中，采集环境参数信息，并将环境参数信息传输给数据处理服务器；

生物体证采集客户端配置在用户可穿戴终端；生物体证采集客户端通过用户可穿戴终端获取用户在健身状态下的身体参数信息以及用户健身前的身体状态信息，并将身体参数信息传输给数据处理服务器；

数据处理服务器接收用户的身体参数信息以及环境信息；将用户的身体参数信息与预设的身体状态信息进行比对，如果超出阈值通过用户可穿戴终端进行报警提示；还通过获取采集环境参数信息对每个独立分隔的健身区的环境控制装置进行控制调节环境参数；

数据处理服务器提供数据传输接口和传输协议，供健身设备，可穿戴设备以及环境调节设备接入，还基于预设协议及预设通信时间校准方式，进行数据通信，解析客户端传输的数据，并对数据进行处理，及储存，提供查询端口及数据操作端口。

2.根据权利要求1所述的基于物联网的健身过程数据处理系统，其特征在于，

数据处理服务器还用于对每个环境参数客户端以及每个生物体证采集客户端配置唯一的健身ID信息，并建立健身ID信息映射表；

当系统中增加新的环境参数客户端或生物体证采集客户端时，配置唯一的健身ID信息，并更新至健身ID信息映射表；

每个身体参数信息以及环境参数信息均附带健身ID信息，通过HTTP协议，以socket套接字方式传输至数据处理服务器。

3.根据权利要求2所述的基于物联网的健身过程数据处理系统，其特征在于，

数据处理服务器与每个环境参数客户端以及每个生物体证采集客户端配置唯一的通信通道；

环境参数客户端或生物体证采集客户端发起通信请求；数据处理服务器获取当前的空闲通信通道，并基于当前的空闲通信通道向请求客户端发送确认连接信息，并记录当前发送的第一时间点；

客户端接收到头部确认连接信息后记录当前接收时间为第二时间点，接收到全部确认连接信息后记录当前接收时间为第三时间点；

获取第一时间点与第二时间点之间的第一差值；

获取并记录当前系统的通信偏差值为第一差值+(第三时间点-第二时间点)；

经过预设个确认连接信息通信后，分别记录每个确认连接信息涉及的第一时间点，第二时间点，第三时间点以及通信偏差值；

对所有的通信偏差值进行加权平均值计算得出当前通信周期内的标准通信偏差值；

基于标准通信偏差值与第一时间点之间的和值确认为起始发送时间点以及第三时间点与标准通信偏差值之间的和值确认为接收时间点，并对数据进行处理。

4.根据权利要求1所述的基于物联网的健身过程数据处理系统，其特征在于，

数据处理服务器还用于每经过一预设时长接收用户的身体参数信息以及环境信息，将用户的身体参数信息以及环境信息缓存到缓冲器中，对每个信息进行处理顺序标识，按预设处理顺序进行数据处理；

当某一数据标识为优选处理时，定义处理指针指向所述数据，调整所述数据顺序，将所述数据搬移至优选预处理状态。

5.根据权利要求3所述的基于物联网的健身过程数据处理系统，其特征在于，

数据处理服务器还用于定义每个预设采集周期的数据采集量，将当前的数据采集量分配到各个通信通道；当通信通道达到预设数据分配采集量时，所述通信通道进入休眠状态，待下一采集周期开启时，获取数据分配采集量进行数据通信。

6.根据权利要求3所述的基于物联网的健身过程数据处理系统，其特征在于，

环境参数客户端和生物体证采集客户端分别用于将待发送的身体参数信息以及环境信息配置成预设格式文件，通过预设的通信通道，以及根据标准通信偏差值进行发送；

还通过判定待发送的身体参数信息以及环境信息是否合乎通信约定的规约，若符合规约则进行发送；

数据处理服务器接收发送的身体参数信息以及环境信息判断当前接收的数据与上一采集时间内接收的数据是否有更新，若新接收的数据有更新，则将该数据保存；对每个数据进行处理顺序标识，按预设处理顺序进行数据处理。

7.根据权利要求3所述的基于物联网的健身过程数据处理系统，其特征在于，

数据处理服务器配置有用户信息操作端口，对身体参数信息以及环境信息进行操作的参数信息操作端口；对当前的身体参数信息以及环境信息所处的状态进行判断；

定义参数信息的报警级别，包括：提示、提醒以及报警三个级别，分别进行显示提示；

数据处理服务器还配置有健身数据主页面和健身数据子页面，健身数据主页面展示整个健身房的整体数据；健身数据子页面展示每位健身用户的信息以及各个健身区的信息。

8.根据权利要求3所述的基于物联网的健身过程数据处理系统，其特征在于，

数据处理服务器还用于通过图表形式向用户展示系统的综合诊断信息，包括健身设备的状态信息，环境装置的状态信息，向用户显示每个参数是否在阈值范围之内；实时展示界面，展示形式包括曲线图、表格、动态图；

还用于为用户提供健身的日报告数据，月报告数据；用户可以按条件查询某一日期的健身历史信息，每小时的健身历史数据，以及基于每个时段内的平均健身信息，形成健身报告。

9.根据权利要求1所述的基于物联网的健身过程数据处理系统，其特征在于，

用户可穿戴终端包括：加速度传感器，陀螺仪，数据处理器，通信接口，通信模块，佩戴在用户手腕上的光电传感器，温度传感器，心率传感器，脉搏传感器，心率传感带；采集用户的静态心率、运动心率、峰值谷值心率、摄氧量、运动时间、运动距离、运动步数、手臂弯强度，腿部弯曲度。

10.根据权利要求1所述的基于物联网的健身过程数据处理系统，其特征在于，用户可穿戴终端还用于获取用户运动参数信息，并基于用户预设的多个运动参数目标，实时监控用户运动参数信息；当达到用户预设的运动参数目标时，发出提示信息。

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