CN111568397A - 一种人体健康体征数据采集系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种人体健康体征数据采集系统及方法，其中，系统包括传感采集单元、智能网关、云端服务器和语音单元，智能网关分别与传感采集单元、云端服务器相互通讯连接，智能网关还单向通讯连接至语音单元，传感采集单元用于采集用户人脸图像以及用户的各项体征数据；云端服务器基于人脸识别技术对用户身份进行确认，以及分析用户体征数据以输出健康报告，并通过智能网关分别输出控制指令给传感采集单元、输出语音数据流给语音单元；智能网关还用于对传感采集单元采集的体征数据进行初步核验。与现有技术相比，本发明基于人脸识别技术，能够快速准确地进行用户身份确认，同时能够自动采集体征数据并进行分析，采集效率高、人工成本低。

Description

一种人体健康体征数据采集系统及方法

技术领域

本发明涉及数据自动采集技术领域，尤其是涉及一种人体健康体征数据采集系统及方法。

背景技术

在进行人体健康体征数据采集时，传统方法是通过医务人员核对待采集用户信息后，对用户分别进行体温、血压、脉搏等体征数据的测量和记录，这些都是依靠医务人员的人工操作进行，一方面在核对用户信息时可能发生纰漏，导致采集数据与实际带采集用户不匹配；另一方面采集效率低、人工成本较大；此外，采集的数据若存在异常，并不能及时反馈给用户。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种人体健康体征数据采集系统，基于人脸识别技术，对用户信息进行确认并进行体征数据的自动采集，同时结合云端服务器对采集数据进行分析，实时输出健康报告并反馈给用户。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种人体健康体征数据采集系统，包括传感采集单元、智能网关、云端服务器和语音单元，所述智能网关分别与传感采集单元、云端服务器相互通讯连接，所述智能网关还单向通讯连接至语音单元，所述传感采集单元用于采集用户人脸图像以及用户的各项体征数据；

所述云端服务器通过智能网关获取传感采集单元采集的图像及用户体征数据，基于人脸识别技术对用户身份进行确认，以及分析用户体征数据以输出健康报告，并通过智能网关分别输出控制指令给传感采集单元、输出语音数据流给语音单元；

所述智能网关还用于对传感采集单元采集的体征数据进行初步核验。

进一步地，所述云端服务器上存储有不同体征数据的标准阈值、已注册用户的人脸信息及其历史体征数据。

进一步地，所述传感采集单元采集的体征数据包括体温数据、血压及脉搏数据。

进一步地，所述传感采集单元包括枪机摄像头、红外热像仪和血压测量仪，所述枪机摄像头用于采集用户的人脸图像，所述红外热像仪用于采集用户的体温数据，所述血压测量仪用于采集用户的血压及脉搏数据。

进一步地，所述智能网关通过蓝牙与传感采集单元相互通讯连接。

进一步地，所述智能网关通过TCP/IP协议与云端服务器相互通讯连接。

一种人体健康体征数据采集方法，包括以下步骤：

S1、传感采集单元采集用户人脸图像，并通过智能网关传输给云端服务器；

S2、云端服务器根据存储的已注册用户人脸信息，基于人脸识别技术，判断步骤S1中的人脸图像是否能够与已注册用户人脸信息匹配上，若能够匹配上，则执行步骤S4，否则执行步骤S3；

S3、云端服务器输出提示用户进行注册的语音数据流，并通过智能网关传输给语音单元，之后再次通过智能网关获取来自传感采集单元的人脸图像，若获取到新用户人脸图像，则首先将该新用户人脸图像存储到已注册用户人脸信息中，之后返回步骤S1，否则结束；

S4、云端服务器输出开始采集的控制指令，并通过智能网关传输给传感采集单元，使传感采集单元自动开始采集用户的各项体征数据；

S5、传感采集单元将采集的各项体征数据传输给智能网关，由智能网关分别对各项体征数据进行有效性的初步核验，若存在无效体征数据，则分别输出重新采集指令及对应的语音数据流给传感采集单元及语音单元，以重新采集体征数据，若不存在无效体征数据，则执行步骤S6；

S6、基于体征数据标准阈值表以及已注册用户的历史健康数据，云端服务器依次对采集的各项体征数据进行处理分析，以输出该用户的健康报告，并通过智能网关输出对应的语音数据流给语音单元。

进一步地，所述步骤S5中智能网关对各项体征数据进行有效性的初步核验具体是检验各项体征数据的数值中是否存在0值或空值或负值。

进一步地，所述步骤S6具体包括以下步骤：

S61、云端服务器接收采集的各项有效体征数据；

S62、从已注册用户的历史健康数据中提取该用户的年龄、体重和身高数据，之后基于存储的体征数据标准阈值表，查找出与该用户年龄、体重和身高相对应的体征数据标准阈值范围；

S63、将接收的各项有效体征数据与该用户相应的体征数据标准阈值范围进行一一比对，若各项有效体征数据均在对应标准阈值范围内，则输出该用户的健康报告结论为正常，通过智能网关输出对应的语音数据流给语音单元；

若各项有效体征数据中存在超出对应标准阈值范围的体征数据，则从该用户的历史健康数据中提取相应的历史体征数据，将此次超出标准阈值范围的体征数据与对应的历史体征数据进行比对，并将比对结果输入该用户的健康报告中，同时输出该用户的健康报告结论为存在异常，通过智能网关输出对应的语音数据流给语音单元。

进一步地，所述步骤S62中体征数据标准阈值表包括与年龄数据段相对应的体征数据标准阈值表、以及与身体质量指数相对应的体征数据标准阈值表；

在查找与用户年龄、体重和身高相对应的体征数据标准阈值范围时，具体过程为：

首先根据用户年龄，从与年龄数据段相对应的体征数据标准阈值表中找出与用户年龄相对应的体征数据标准阈值范围A1～An；

之后根据用户体重和身高，计算得到用户的身体质量指数，再从与身体质量指数相对应的体征数据标准阈值表中找出与用户身体质量指数相对应的体征数据标准阈值范围B1～Bn；

最后，计算A1～An与B1～Bn的平均值，得到(A1+B1)/2～(An+Bn)/2，即为与用户年龄、体重和身高相对应的体重数据标准阈值范围。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

一、本发明基于人脸识别技术，能够便捷快速地对用户身份进行识别确认，同时能够保证用户身份确认结果的准确性，此外，结合智能网关进行云端服务器与传感采集单元之间的数据传输，能够保证通讯数据的传输及时性和有效性，从而实现自动采集用户体征数据的目的、提高采集效率，结合智能语音交互，进一步降低医务人员的用工成本。

二、本发明通过在云端服务器上存储已注册用户的历史健康数据以及各项体征数据对应的标准阈值，并通过智能网关对采集的体征数据进行初步核验，既能保证采集体征数据的有效性，同时能够及时查找出与用户年龄、身高和体重相对应的体征数据标准阈值范围，以对采集的体征数据进行个性化分析处理，最终将包含分析结果的健康报告实时输出给用户。

附图说明

图1为本发明的系统连接示意图；

图2为本发明的方法流程示意图；

图中标记说明：1、传感采集单元，11、枪机摄像头，12、红外热像仪，13、血压测量仪，2、智能网关，3、云端服务器，4、语音单元。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

如图1所示，一种人体健康体征数据采集系统，包括传感采集单元1、智能网关2、云端服务器3和语音单元4：

a)传感采集单元1包括：枪机摄像头11，可准确捕捉人脸特征值；

红外热像仪12，通过非接触式测量人体温度；

血压测量仪13，通过简易自主佩戴可测量人体的血压及脉搏，

上述设备均遵守标准的通讯协议，能够通过蓝牙或TCP/IP协议，可将自身的各参数读值及状态传输给第三方。

b)智能网关2同时遵守标准的通讯协议(如蓝牙)，可以将所连接的传感采集单元1中各参数读值及状态采集上来，并且具备TCP/IP联网技术，与云端服务器3建立连接，将采集上来的数据实时上传至云端服务器3，同时也可接收云端服务器3发来的指令，并将其传递给传感采集单元1。

c)云端服务器3是一种基于API服务的中央处理平台，主要负责接收智能网关2采集上来的数据，并通过各种规则及应用逻辑对数据进行实时运算、处理，以识别当前用户的身份信息是否与已注册用户信息相匹配，采集的体征数据是否处于报警阈值范围内，如果处于报警阈值范围内，则记录当前的报警值及其他已预设的相关联数据，查询该用户的相关健康履历，结合相关数据分析，形成健康报告，同时也可将已授权智能语音交互下达的指令反馈等信息以语音数据流的形式传递给智能网关2，本实施例中，云端服务器3是已存在的医疗服务平台，新的用户在此注册后，便生成了其专属的健康电子档案，其中记录了用户的各类详细的健康医疗信息。

d)语音单元4即为系统与用户交互反馈之用，主要负责确认用户身份后进行“欢迎”、“提醒”、“引导”等语音输出、以及播报测量结果或预警结果。

图2所示为本发明的工作流程示意，主要包括：

步骤1：枪机摄像头对用户进行人连图像采集，以提取用户的人脸特征值，并通过智能网关将其上传至云端服务器进行特征比对，以确认用户身份信息。

步骤2：用户身份信息确认通过后，云端服务器将确认信息下发给智能网关。

步骤3.1：智能网关接收到确认成功信息后，通过蓝牙通讯协议，向语音单元发出交互指令，欢迎并引导使用者正确进行测量。

步骤3.2：智能网关接收智能语音设备就绪反馈，通过蓝牙通讯协议，向传感采集单元传输采集指令。

步骤3.3：传感采集单元接收到采集指令后，开始既定流程工作，采集用户体征数据。

步骤3.4：传感采集单元将采集到的体征数据回传给智能网关，智能网关对体征数据的有效性等做初步核验。

步骤3.5：若所有采集的体征数据都通过核验，则智能网关将各体征数据打包上传至云端服务器，若存在无效数据，智能网关会再次下发引导、调整语音流及采集指令，进行体征数据的再次采集。

步骤3.6：云端服务器接收到智能网关上传的有效体征数据，将其和平台内丰富的健康规则和逻辑，结合该用户电子档案中的历史健康数据进行数据分析，并生成健康报告，如果其数值达到预警范围，可根据事先设置的健康预案进行联动医务人员的操作。

步骤3.7：云端服务器将分析、整合的健康报告反馈给智能网关，智能网关以语音数据流的形式，通过语音单元向用户播报测量结果及具体分析详情。

步骤4：流程结束。

综上所述，本发明相比于传统的体征数据采集，带有云端服务器的智能实时体征数据采集系统具有更为丰富的健康规则和逻辑，可以进行更复杂、智能的健康预警逻辑处理，提供更精准健康信息；且所有的健康信息及预设的相关信息皆有记录，为数据统计、分析，建立数据模型，提供有效数据支撑；一旦采集的体征数据的数值达到预警范围，系统可根据事先设置的健康预案进行联动医务人员的操作，达成自动化、智能化处理健康预警的功能；此外，结合智能语音交互，可引导使用者简单、有效地进行自助操作，降低医务人员的用工成本。

Claims (10)

1.一种人体健康体征数据采集系统，其特征在于，包括传感采集单元(1)、智能网关(2)、云端服务器(3)和语音单元(4)，所述智能网关(2)分别与传感采集单元(1)、云端服务器(3)相互通讯连接，所述智能网关(2)还单向通讯连接至语音单元(4)，所述传感采集单元(1)用于采集用户人脸图像以及用户的各项体征数据；

所述云端服务器(3)通过智能网关(2)获取传感采集单元(1)采集的图像及用户体征数据，基于人脸识别技术对用户身份进行确认，以及分析用户体征数据以输出健康报告，并通过智能网关(2)分别输出控制指令给传感采集单元(1)、输出语音数据流给语音单元(4)；

所述智能网关(2)还用于对传感采集单元(1)采集的体征数据进行初步核验。

2.根据权利要求1所述的一种人体健康体征数据采集系统，其特征在于，所述云端服务器(3)上存储有体征数据标准阈值表、已注册用户的人脸信息及其历史体征数据。

3.根据权利要求1所述的一种人体健康体征数据采集系统，其特征在于，所述传感采集单元(1)采集的体征数据包括体温数据、血压及脉搏数据。

4.根据权利要求3所述的一种人体健康体征数据采集系统，其特征在于，所述传感采集单元(1)包括枪机摄像头(11)、红外热像仪(12)和血压测量仪(13)，所述枪机摄像头(11)用于采集用户的人脸图像，所述红外热像仪(12)用于采集用户的体温数据，所述血压测量仪(13)用于采集用户的血压及脉搏数据。

5.根据权利要求1所述的一种人体健康体征数据采集系统，其特征在于，所述智能网关(2)通过蓝牙与传感采集单元(1)相互通讯连接。

6.根据权利要求1所述的一种人体健康体征数据采集系统，其特征在于，所述智能网关(2)通过TCP/IP协议与云端服务器(3)相互通讯连接。

7.一种应用于如权利要求1所述系统的人体健康体征数据采集方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、传感采集单元(1)采集用户人脸图像，并通过智能网关(2)传输给云端服务器(3)；

S2、云端服务器(3)根据存储的已注册用户人脸信息，基于人脸识别技术，判断步骤S1中的人脸图像是否能够与已注册用户人脸信息匹配上，若能够匹配上，则执行步骤S4，否则执行步骤S3；

S3、云端服务器(3)输出提示用户进行注册的语音数据流，并通过智能网关(2)传输给语音单元(4)，之后再次通过智能网关(2)获取来自传感采集单元(1)的人脸图像，若获取到新用户人脸图像，则首先将该新用户人脸图像存储到已注册用户人脸信息中，之后返回步骤S1，否则结束；

S4、云端服务器(3)输出开始采集的控制指令，并通过智能网关(2)传输给传感采集单元(1)，使传感采集单元(1)自动开始采集用户的各项体征数据；

S5、传感采集单元(1)将采集的各项体征数据传输给智能网关(2)，由智能网关(2)分别对各项体征数据进行有效性的初步核验，若存在无效体征数据，则分别输出重新采集指令及对应的语音数据流给传感采集单元(1)及语音单元(4)，以重新采集体征数据，若不存在无效体征数据，则执行步骤S6；

S6、基于体征数据标准阈值表以及已注册用户的历史健康数据，云端服务器(3)依次对采集的各项体征数据进行处理分析，以输出该用户的健康报告，并通过智能网关(2)输出对应的语音数据流给语音单元(4)，所述用户的健康报告中包含此次采集的各项体征数据、报告结论以及各项体征数据比对结果。

8.根据权利要求7所述的一种人体健康体征数据采集方法，其特征在于，所述步骤S5中智能网关(2)对各项体征数据进行有效性的初步核验具体是检验各项体征数据的数值中是否存在0值或空值或负值。

9.根据权利要求7所述的一种人体健康体征数据采集方法，其特征在于，所述步骤S6具体包括以下步骤：

S61、云端服务器(3)接收采集的各项有效体征数据；

S62、从已注册用户的历史健康数据中提取该用户的年龄、体重和身高数据，之后基于存储的体征数据标准阈值表，查找出与该用户年龄、体重和身高相对应的体征数据标准阈值范围；

S63、将接收的各项有效体征数据与该用户相应的体征数据标准阈值范围进行一一比对，若各项有效体征数据均在对应标准阈值范围内，则输出该用户的健康报告结论为正常，通过智能网关(2)输出对应的语音数据流给语音单元(4)；

若各项有效体征数据中存在超出对应标准阈值范围的体征数据，则从该用户的历史健康数据中提取相应的历史体征数据，将此次超出标准阈值范围的体征数据与对应的历史体征数据进行比对，并将比对结果输入该用户的健康报告中，同时输出该用户的健康报告结论为存在异常，通过智能网关(2)输出对应的语音数据流给语音单元(4)。

10.根据权利要求9所述的一种人体健康体征数据采集方法，其特征在于，所述步骤S62中体征数据标准阈值表包括与年龄数据段相对应的体征数据标准阈值表、以及与身体质量指数相对应的体征数据标准阈值表；

在查找与用户年龄、体重和身高相对应的体征数据标准阈值范围时，具体过程为：

首先根据用户年龄，从与年龄数据段相对应的体征数据标准阈值表中找出与用户年龄相对应的体征数据标准阈值范围A1～An；

之后根据用户体重和身高，计算得到用户的身体质量指数，再从与身体质量指数相对应的体征数据标准阈值表中找出与用户身体质量指数相对应的体征数据标准阈值范围B1～Bn；

最后，计算A1～An与B1～Bn的平均值，得到(A1+B1)/2～(An+Bn)/2，即为与用户年龄、体重和身高相对应的体重数据标准阈值范围。

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