CN112006665A - 一种基于物联网的景区智能综合服务可穿戴系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于物联网的景区智能综合服务可穿戴系统，包括运动信息检测模块，安装在用户身上，用于采集用户的运动信息数据；生理信息检测模块，安装在用户身上，用于采集用户的生理信息数据；定位模块，安装在用户身上，用于获取用户的位置信息数据；服务器，用于保存用户的运动信息数据、生理信息数据、位置信息数据并对上传的所述数据进行处理，将处理结果反馈给景区管理方。本发明采集用户生理信息、运动信息和位置信息并上传到服务器端，服务器端保存数据并对上传的数据进行处理，最后反馈给景区管理方，可协助景区管理方实现用户体验自动收集、用户体验呈现、人流预测、依据生理数据的信息推送功能。

Description

一种基于物联网的景区智能综合服务可穿戴系统
技术领域
本发明属于景区管理的技术领域，尤其涉及一种基于物联网的景区智能综合服务可穿戴系统。
背景技术
由于我国人口众多、旅游业旺季集中的原因，再加上景区往往难以实现精细的管理，游客体验受到影响。如何更高效的对景区进行精细化管理提高游客体验成为提升我国旅游产业需要思考的问题。景区游客人数多而景区管理人员较少，在游客陷入危险情况下如何快速反应解救游客也成了一个问题。现有旺季人流量大，如何对人流及其走向进行及时的预测，从而做好人流疏导也是现有景区管理所需解决的问题。同时，景区管理如何高效获取游客的用户体验，从而为景区服务及设施的进一步提升，也是实现景区精细化管理的重要问题。随着各行各业数字化信息化的发展，我国旅游业如何实现数字化信息化也成为一个值得探索的问题。
发明内容
基于以上现有技术的不足，本发明所要解决的问题在于提供一种基于物联网的景区智能综合服务可穿戴系统，为多种生理参数进行多级判决，实现了用户情绪更好的分类，提高景区的综合服务。
为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案来实现：
本发明提供一种基于物联网的景区智能综合服务可穿戴系统，包括：
运动信息检测模块，安装在用户身上，用于采集用户的运动信息数据；
生理信息检测模块，安装在用户身上，用于采集用户的生理信息数据；
定位模块，安装在用户身上，用于获取用户的位置信息数据；
服务器，用于保存用户的运动信息数据、生理信息数据、位置信息数据并对上传的所述数据进行处理，将处理结果反馈给景区管理方。
可选的，所述服务器包括情绪检测模块，用于将用户的生理信息和运动信息按内建模型进行分析得到用户情绪，结合对应位置信息得到用户的用户体验。
可选的，所述服务器包括情绪类型判定模块，用于将情绪分为几种基本情绪，每种基本情绪分别对应一个情绪类型值。
进一步的，所述服务器包括情绪强度获得模块，用于反映用户情绪的激动程度。
可选的，所述生理信息检测模块包括血压传感器、血氧传感器和皮肤电传感器，分别用于检测人体的血压、血氧、皮肤电数据。
由上，本发明的基于物联网的景区智能综合服务可穿戴系统采集用户生理信息、运动信息和位置信息并上传到服务器端，服务器端保存数据并对上传的数据进行处理，最后反馈给景区管理方，可协助景区管理方实现用户体验自动收集、用户体验呈现、人流预测、依据生理数据的信息推送功能。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下结合优选实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。
图1是本发明的基于物联网的景区智能综合服务可穿戴系统的结构图；
图2是本发明的人流统计程序流程图；
图3是本发明的人流疏导功能程序流程图；
图4是本发明的预警功能程序流程图；
图5是本发明的游客体验反馈功能程序流程图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式，其作为本说明书的一部分，通过实施例来说明本发明的原理，本发明的其他方面、特征及其优点通过该详细说明将会变得一目了然。在所参照的附图中，不同的图中相同或相似的部件使用相同的附图标号来表示。
如图1-5所示，本发明的基于物联网的景区智能综合服务可穿戴系统包括运动信息检测模块、生理信息检测模块和定位模块，其中，生理信息检测模块包括血压传感器、血氧传感器和皮肤电传感器，本发明采用运动信息检测模块和生理信息检测模块采集用户生理信息和运动信息，通过定位模块获取用户的位置信息，本发明需配合服务器使用，采集的用户生理信息、运动信息和位置信息上传到服务器端，服务器端保存数据并对上传的数据进行处理，最后反馈给景区管理方。
本发明采集到用户生理信息和运动信息后上传到服务器端进行处理，先将用户运动状态下的生理信息结合运动烈度状态、用户个人信息转化为静止运动信息，输出给运动状态的情绪检测模块，按内建模型进行分析得到用户情绪结合对应位置信息得到用户的用户体验。情绪检测模块采用的数据分析方法实现了对运动状态下用户情绪及体验的处理，同时相对于直接处理运动状态的生理信息发到情绪而言减少了数据处理量。
本发明的服务器还包括情绪类型判定模块和情绪强度获得模块，以通过服务器端数据分析算法得到确切的情绪范围值，采用多传感器获取用户运动信息和生理信息后生成静态下的心率范围，再将该静态心率范围代入生产情绪范围值的情绪库，最后比对之前时段获取的运动信息和生理信息以及情绪范围值进行最后的修正运算得到更准确的情绪范围值。
实现流程：
步骤1：完成用户生理和运动数据的采集，包括：血压、呼吸、心率、血氧、运动同步检测得到血压变化波形、呼吸波形、心率波形、血氧波形、运动速度变化波形；
步骤2：波形预处理，对上述波形通过小波变换方式，完成去噪声滤波处理后，后经Lora无线网络上传到服务器；
步骤3：静态转换：对于第t时刻的运动速率Vt，通过查询该速度在衰减系数列表对应的系数At，将该值对应乘以该t时刻的呼吸速率Bt与心率Ht，得到估算静态下的呼吸速率bt以及静态下的心率ht。心率波形、呼吸波形经过上述操作后得到静态下的心率波形、静态下血压波形和静态下的呼吸波形。
说明：现有通过心率、血压波形、呼吸波形进行分析得到情绪类型往往在静态情况下有较高的准确率，但在运动情况下受运动的影响将导致波形失真，需要将运动对心率、血压与呼吸的影响尽可能排除，这也是做静态转换的原因。
衰减系数列表：存储着不同运动速度及其对应衰减系数的列表，如表1所示。该表列由实际测量总结得到。不排除以后引入更多数据来与衰减系数对应，如引入血氧参数后如表2所示，衰减系数根据运动速度、血氧参数进行动态调整。
表1：衰减系数列表
速度 对应衰减系数
0 1
1 0.8
表2：衰减系数与运动速度、血氧参数关系
Figure BDA0002079058800000051
步骤4：多生理参数混合分析的情绪类型判定，判定方法为：将情绪分为几种基本情绪，每种基本情绪分别对应一个情绪类型值，(如喜悦为600，惊奇为700，以此类推其他几种情绪也被定义的情绪类型值为N*100，N为正整数)
S1：第0级判决：正性情绪(喜悦、悲伤、惊奇、恐惧、愤怒、厌恶等)中性情绪、与负性情绪(抑郁和焦虑等)的判断：将呼吸波形求导得到其呼吸频率的变化波形并输入判决器，当其呼吸频率数值低于某一值时判定为负性情绪，输出0(说明：在负性情绪下呼吸速率将显著降低，在正性情绪下将加快)，若大于某一数值则判定为正性情绪，输出1；其他则判定为正常情绪，输出高阻态。
S2：第1级判决：当第0级输出0或高阻态时，进行负性情绪与中性情绪的判断，将血压波形输入判决器，当其输入值大于某一值时判定为负性，输出为100，反之为中性，输出为200。
当第0级输出1时，进行正性情绪中【愤怒、恐惧、喜悦、惊奇】与悲伤的识别：将心率波形变换为其导数形式输入判决器，当其值(心率变化率)大于某一值时判定为【愤怒、恐惧、喜悦、惊奇】，输出为1，当其值小于某一值时判定为悲伤，输出为300，其他则判定为正常，输出200；
S3：第2级判决：【恐惧、喜悦】与【愤怒、惊奇】的识别：将呼吸波形经呼吸周期标准差计算得到其呼吸周期标准差波形并输入到判决器，当其呼吸周期标准差波形大于一定值时判定为【恐惧、喜悦】，输出1，反之判定为【愤怒、惊奇】，输出0；
S4：第3级判决器：当第2级判决器输出为0时，进行愤怒与惊奇的识别：对输入的心率变换为其导数形式输入判决器，当其值大于某一值时判定为愤怒，输出为300，其他则判定为惊奇，输出400；
当第2级判决其输出为1时，进行恐惧与高兴的识别：输入血压波形到判决器，当其幅值大于一定值时判定为恐惧，输出500，反之7则判定为喜悦，输出600
步骤5：分析得出情绪强度，对步骤3得到的心率波形进行功率谱密度分析，其低频段(如：0.04-0.15)的功率定义为LF，高频段(如：0.15-0.4Hz)的功率定义为HF，两者比值LF/HF定义为情绪强度，反映了用户情绪的激动程度。情绪强度乘以一定数值后得到情绪强度值(该值范围为0-99)
步骤6:情绪类型与强度的叠加得到情绪值，由步骤4得到情绪类型确定情绪值的百位，步骤5得到的情绪强度值与步骤4得到的数值相加，得到情绪值。
步骤7：样本采集与训练，本发明的可穿戴系统允许用户主动上传自身的情绪值，传感器采集的各数据也将共同上传到服务器作为训练样本，用于确定衰减系数与步骤4中判定依据值(即所说的某一值)，其中样本采集步骤为：
用户到达某一位置后(如，出景点门口)，可穿戴系统显示用户情绪值输入页面，用户输入数值后，将一定时间内测得的数据以及该情绪值上传到服务器作为样本；
本发明采用多种生理参数进行多级判决，实现了会更好的分类效果，同时引入功率谱分析方式计算情绪强度，并将情绪分类结果和情绪强度相结合得到能直观显示情绪类型和强度的数据类型，便于后面情绪直观显示方法的呈现。
将保存的用户体验信息直观的呈现给管理方以提高、改善服务与管理，是本发明的目的。本发明将同一时间同一位置范围的多个用户对所在景区位置的情绪感受，进行汇总分析得到该时间该位置的汇总情绪，汇总情绪按照不同情绪对应不同颜色的方式结合位置信息呈现在数字地图的对应时间位置上输出为用户体验分析，该用户体验分析直观地反映了景区某一时间的总体和局部用户体验。
本发明可实现将某一地理区域内多个用户的情绪值汇总显示，将一定区域内划分为多个小区域，对于小区域内的多个用户上传的情绪值处理后生产生汇总值，按汇总值使该小区域以不同颜色。
实现步骤：
①提供一定区域的地理地图(含有确切的地理位置信息)；
②提供该区域内所有用户上传的包含地理位置信息、时间信息、情绪值的数据包；
③导入数据包，将该地理地图划分为多个小区域，配置小区域的显示方式(指定时间求众数、指定时间求均值)；
④按照配置的显示方法以对应方式处理数据包生成汇总值；
⑤在地理地图上的各个小区域按照对应的汇总值在显示对应的颜色。
该方法直观地反应了指定时间内一定区域内的用户情绪反馈，便于景区管理方分析、改善、提升该区域管理与服务。
本发明还可以及时对游客按个人生理信息反馈数据，进行个人身体状态危险预警、休息建议，采集用户生理数据进行分析，根据数据分析得到的信息向用户推送，更贴近用户需求。集成心率传感器、心电传感器、血氧传感器、血压传感器、皮肤电传感器、温度传感器、运动传感器，分别检测人体的心率、心电、血氧、血压、皮肤电、体表温度等数据，根据用户的上述生理数据推送信息(如行程建议、生理预警信息、景区统一推送信息等)。
①采集游客生理数据进行健康数据分析，提供更加人性化服务及信息推送，更能贴近用户需求。
②通过服务器端大数据分析，快速有效的分析用户上传的生理数据，并通过无线反向链路将行程建议、生理预警信息、景区统一推送信息下传至用户端设备。
实现流程：
步骤1：用户佩戴设备获取各项生理参数；
步骤2：将各项数生理参数上传至服务器；
步骤3：服务器将数据曲线与正常值对比得到用户的生理状态；
步骤4：服务器根据分析得出的用户的生理状态推送信息。例如根据用户生理状态：疲劳状态、缺水状态提醒用户得到信息进行休息、补充水分等，对应可推荐附近休息场所、餐饮地点等。
相较于现有的基于对过去人流统计进行匹配直接得到未来一段时间的人流分布算法，本发明结合过去保存的用户轨迹和现有用户的位置和运动信息对用户个体进行分析预测用户个体的未来轨迹，再进行多个用户的预测的汇总分析得到总的人流预测。该种方法结合了用户个体的运动信息使得用户预测更加准确。
该方法集成多种姿态传感器(加速度传感器、陀螺传感器)、定位模块、通信模块，定时上传该用户的以上传感器及模块所采集的特征信息和位置信息(一定时间内的多个位置信息形成轨迹)；用户上传的特征信息通过大数据分析的方式，与数据库中保存的其他已有用户信息的轨迹和特征信息进行匹配，然后比对匹配到的用户的轨迹进而推测出该用户的下一时间的位置概率分布。汇总一定区域内所有用户的概率分布即可得到一定区域内未来一定时间的人流分布。
实施步骤：
S1：用户定时上传该用户的特征信息和位置轨迹信息，保存进数据库；
S2：用户上传的特征信息将和数据库中保存的其他已有用户信息的轨迹和特征信息进行大数据分析与匹配；
S3：位置信息比对匹配到的用户的轨迹以及结合传感器得到的运动信息(运动方向)进而推测出该用户的下一时间的位置概率分布；
S4：汇总一定区域内所有用户的概率分布即可得到一定区域内未来一定时间的人流分布。
该方法可以较为准确的进行个人的轨迹预测，更方便的提供景区管理方在较短时间内的人流分布预测数据。
本发明通过软硬件结合的方式，设计实现了一种基于物联网的景区智能综合服务可穿戴系统，本发明可协助景区管理方实现用户体验自动收集、用户体验呈现、人流预测、依据生理数据的信息推送功能。
以上所述是本发明的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变动，这些改进和变动也视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于物联网的景区智能综合服务可穿戴系统，其特征在于，包括：
运动信息检测模块，安装在用户身上，用于采集用户的运动信息数据；
生理信息检测模块，安装在用户身上，用于采集用户的生理信息数据；
定位模块，安装在用户身上，用于获取用户的位置信息数据；
服务器，用于保存用户的运动信息数据、生理信息数据、位置信息数据并对上传的所述数据进行处理，将处理结果反馈给景区管理方。
2.如权利要求1所述的基于物联网的景区智能综合服务可穿戴系统，其特征在于，所述服务器包括情绪检测模块，用于将用户的生理信息和运动信息按内建模型进行分析得到用户情绪，结合对应位置信息得到用户的用户体验。
3.如权利要求1所述的基于物联网的景区智能综合服务可穿戴系统，其特征在于，所述服务器包括情绪类型判定模块，用于将情绪分为几种基本情绪，每种基本情绪分别对应一个情绪类型值。
4.如权利要求3所述的基于物联网的景区智能综合服务可穿戴系统，其特征在于，所述服务器包括情绪强度获得模块，用于反映用户情绪的激动程度。
5.如权利要求1所述的基于物联网的景区智能综合服务可穿戴系统，其特征在于，所述生理信息检测模块包括血压传感器、血氧传感器和皮肤电传感器，分别用于检测人体的血压、血氧、皮肤电数据。
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