CN112666851A - 一种带环境监测功能的投影仪及个人健康数据生成方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及投影仪领域，尤其涉及一种带环境监测功能的投影仪及个人健康数据生成方法，投影仪包括：壳体以及设置在壳体内部的电路，电路包括中央控制模块、光学投影模块、音频输出模块、电源模块、环境监测模块、边缘计算环境分析模块；个人健康数据生成方法包括环境信息采集、信号转换、去噪处理、边缘计算，本发明提供的带环境监测功能的投影仪及个人健康数据生成方法，能够采集用户周围环境信息，并对环境信息进行实时分析监控，为用户的健康诊断提供个人健康数据支持，提高健康诊断正确率。

Description

一种带环境监测功能的投影仪及个人健康数据生成方法

技术领域

本发明涉及投影仪技术领域，尤其涉及一种带环境监测功能的投影仪及个人健康数据生成方法。

背景技术

投影仪，是一种可以将图像或视频投射到幕布上的设备，可以通过不同的接口同计算机、VCD、DVD、BD、游戏机、DV等相连接播放相应的视音频信号，广泛应用于家庭、多媒体会议、学校、以及一些娱乐场所；目前的投影仪功能单一，市面上还未有能够辅助医生对用户进行健康诊断的投影仪，有数据表明，环境信息如空气状态、温度、湿度等对人体体质有很大影响，而人体体质在健康诊断中是一项重要的依据，在不了解人的体质时进行的诊断误诊几率会增大。

现有技术中有单独的人体健康检测机，如专利号为CN109859843A的专利，但只能监测用户的生理数据信息如血糖血脂，不涉及到对环境信息的收集，医生在根据生理数据监测结果进行诊断时由于没有环境信息以及用户体质等健康数据的辅助会存在较大的误诊率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带环境监测功能的投影仪，可以实现对环境信息的采集与分析，为用户的健康诊断提供数据支持，另一个目的在于提供一种基于上述带环境监测功能的投影仪的个人健康数据的生成方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种带环境监测功能的投影仪，包括：壳体以及设置在壳体内部的电路，电路包括中央控制模块、光学投影模块、音频输出模块、电源模块、环境监测模块、边缘计算环境分析模块；中央控制模块分别与光学投影模块、音频输出模块、电源模块、环境监测模块、边缘计算环境分析模块电连接；

环境监测模块包括环境传感器、A/D转换单元，环境传感器用于监测环境信息并将监测到的环境信息发送给A/D转换单元，A/D转换单元将环境传感器监测到的环境信息转换为数字环境信号发送给边缘计算环境分析模块进行分析处理生成个人健康数据。

进一步的，环境监测模块还包括与A/D转换单元电连接的用于去噪的去噪单元，去噪单元将数字环境信号进行去噪处理后发送给边缘计算环境分析模块进行分析处理。

进一步的，电路还包括远程指纹开关模块，远程指纹开关模块与中央控制模块电连接或远程指纹开关模块与中央控制模块无线连接，用户通过远程指纹开关模块控制投影仪开机，同时，环境监测模块开启，光学投影模块出现白屏。

进一步的，电路还包括散热模块，散热模块与中央控制模块电连接，用于对运行的投影仪进行散热。

进一步的，电源模块包括电源控制电路、锂电池和外接电源适配接口，锂电池和外接电源适配接口通过电源控制电路进行电源的切换和输入。

进一步的，音频输出模块包括内置扬声器和音频输出接口。

进一步的，电路还包括无线模块，无线模块与中央控制模块连接。

进一步的，电路还包括存储模块，存储模块与中央控制模块、边缘计算环境分析模块电连接。

进一步的，边缘计算环境分析模块包括高效缓存单元、神经网络加速单元、数据可视化单元、异常网络信息反馈单元，其中：神经网络加速单元用于对环境监测模块传输的环境信息进行分析处理生成个人健康数据并发送至高效缓存单元进行缓存；数据可视化单元用于将神经网络加速单元生成的个人健康数据以及神经网络加速单元无法处理的环境信息进行数据可视化处理传输至异常网络信息反馈单元进行反馈。

进一步的，本发明还提供基于上述的带环境监测功能的投影仪的个人健康数据生成方法，方法包括：

S101:投影仪开机，环境监测模块开启；

S102：环境监测模块采集环境信息，环境信息包括温度信息、湿度信息、空气状态信息；

S103：对采集到的环境信息进行模数转换处理、去噪处理；

S104：将步骤S103处理后的环境信息实时传输至边缘计算环境分析模块进行分析处理后生成环境信息变化数据；

S105：边缘计算环境分析模块将步骤S104生成的环境信息变化数据进行综合分析，生成个人体质信息及相应的个人体质报告。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明提供的投影仪增加了环境监测模块、边缘计算环境分析模块，能够通过环境监测模块采集环境信息，并对这些数据进行分析计算，实时分析用户所处的环境信息，并在一定时期内进行监控，分析用户长期处在这种环境时的体质，当医生对本投影仪的用户进行健康诊断时，本投影仪的用户可以将本投影仪进行分析处理后的环境信息图表以及用户体质报告等个人健康数据提供给医生作为进行健康诊断的依据，从而使医生能够更加准确的进行诊断，降低误诊率。

2、本发明提供的投影仪还包括有无线模块、存储模块、远程指纹开关模块，能够实现投影仪与外部设备或云端之间的数据交互、能够存储大容量的个人健康数据，实现个人健康数据的长期追踪分析、能够实现远程指纹开关投影仪，更加方便。

附图说明

图1为本发明一种实施例的内部电路结构示意图；

图2为本发明一种实施例的环境监测模块电路结构示意图；

图3为本发明又一实施例的内部电路结构示意图；

图4为本发明一种实施例的电源模块电路结构示意图；

图5为本发明一种实施例的音频输出模块电路结构示意图；

图6为本发明一种实施例的边缘计算环境分析模块电路结构示意图；

图7为本发明一种实施例的个人健康数据生成方法流程图；

1-中央控制模块、2-光学投影模块、3-音频输出模块、4-电源模块、5-边缘计算环境分析模块、6-环境监测模块、7-远程指纹开关模块、8-散热模块、 9-无线模块、10-存储模块、301-音频输出接口、302-内置扬声器、401-电源控制电路、402-锂电池、403-外接电源适配接口、501-高效缓存单元、502-神经网络加速单元、503-数据可视化单元、504-异常网络信息反馈单元、601-环境传感器、602-A/D转换单元、603-去噪单元。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，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，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。

在本发明提供的一实施例中，一种带环境监测功能的投影仪，包括壳体以及设置在壳体内部的电路，带环境监测功能的投影仪的内部电路结构示意图如图1 所示，壳体内部的电路结构包括中央控制模块1、光学投影模块2、音频输出模块3、电源模块4、边缘计算环境分析模块5以及环境监测模块6。中央控制模块1分别与光学投影模块2、音频输出模块3、电源模块4、边缘计算环境分析模块5、环境监测模块6电连接，控制各个模块正常运转。具体的，中央控制模块1是指系统芯片及辅助电路，主要用于控制各个功能模块的工作，例如控制投影仪的开关机、开关操作系统，主要承担系统控制、数据中转等。而环境信息的分析处理则主要由边缘计算环境分析模块5完成。电源模块4分别与中央控制模块1、光学投影模块2、音频输出模块3、环境监测模块6以及边缘计算环境分析模块5电连接，为各个模块供电，保证各个模块的正常工作。

具体的，如图2所示，环境监测模块6包括环境传感器601、A/D转换单元 602，环境传感器601可以监测用户生活环境的空气状态如氧气含量、PM2.5含量等以及温度、湿度等数据，环境传感器601与A/D转换单元602电连接，环境传感器601将采集到的环境信息如空气状态信息、温度信息、湿度信息等发送给A/D转换单元602，由A/D转换单元602进行模数转换，将上述环境信息转换为边缘计算环境分析模块5能够处理的数字环境信号。

可选的，A/D转换单元602可以为双八位高速ADC转换器MXT2002。A/D转换单元602将转换后的数字环境信号发送给边缘计算环境分析模块5，将环境传感器601检测到空气状态信息、温度信息、湿度信息等环境信息后发送给边缘计算环境分析模块5，由边缘计算环境分析模块5对环境信息进行分析处理，生成个人健康数据。

具体的，边缘计算环境分析模块5将一定时期内的各类环境信息如空气状态信息、温度信息、湿度信息等分别进行分析计算，生成空气状态变化数据、温度变化数据、湿度变化数据以及相应的变化图表等等，从而实时监控环境信息变化，并且边缘计算环境分析模块5通过对生成的空气状态变化数据、温度变化数据、湿度变化数据等环境变化数据进行综合分析，得出用户的个人体质信息及相应的个人体质报告，当医生对用户进行健康诊断时，用户可以将投影仪上监测分析得到的环境变化图表以及用户体质报告作为个人健康数据提供给医生，降低医生进行健康诊断时的误诊率。可选的，A/D转换单元602还可以将进行了模数转换后得到的数字环境信号发送给中央控制模块1，中央控制模块1进行处理后可以控制音频输出模块3进行语音播报，提示用户当前的环境信息。

可选的，边缘计算环境分析模块5可以为地平线公司的XForce边缘AI计算平台，Google的TPU、寒武纪的DianNao系列、Eyeriss的NPU等AI芯片、 socionea的神经网路加速器、嘉楠科技的神将网络加速器。增加边缘计算环境分析模块5，能够产生以下的有益效果：1、大量的计算任务能够在数据采集端处理，无需传输到云端，这大大缓解了网络的传输压力，同时也减小了数据中心的压力；2、边缘计算分布式以及靠近设备端的特性注定它实时处理的优势，所以它能够更好的支撑本地业务实时处理与执行，任务是在边缘处理的，因此，数据在网络中传输的时间急剧减少，用户得到响应的时间会更快。3、由于投影仪提取分析的用户所处环境信息、体质情况均是十分隐私的数据，如果将这些个人隐私数据上传到云端去计算处理，存在一定的安全风险，在投影仪上增加边缘计算环境分析模块5可以更好的保护隐私数据。

进一步的，如图2所示，在本发明的又一实施例中，环境监测模块6还包括去噪单元603，去噪单元603设置在A/D转换单元602之后，环境传感器601采集环境信息，但是采集的环境信息容易收到噪声的干扰和污染，不能准确的反应用户的周边环境状况，不宜直接传输给边缘计算环境分析模块5进行边缘计算处理，因此在将环境信号传输给边缘计算环境分析模块5之前先进行去噪处理，能够提升数据的准确性，便于后续的边缘计算环境分析。可选的，去噪单元603 可以为市售的滤波器。

在本发明的又一实施例中，如图3所示，电路还包括远程指纹开关模块7，远程指纹开关模块7与中央控制模块1电连接或远程指纹开关模块7与中央控制模块1无线连接，用户通过远程指纹开关模块7控制投影仪开机，同时环境监测模块6开启，光学投影模块2出现白屏。

具体的，远程指纹开关模块7主要用于控制带环境监测功能的投影仪的开机，通过按压开关打开电源，同时通过按压输入用户的指纹信息，经指纹信息匹配成功后，投影仪开机；可选择的，为了使用的便利，还可以在带环境监测功能的投影仪内部增加语音控制模块，使得用户可以输入开机语音控制指令实现开机、关机，当然也可以使用遥控器进行开机关机；指纹识别单元可以集成在远程指纹开关模块7中并配有独立的指纹存储单元预先存储一个或多个用户指纹信息。当然如果在电路中增加语音控制模块，语音控制模块同样配有独立的语音存储单元预先存储一个或多个用户语音信息，投影仪开机后，可通过语音控制模块或遥控器输入电视、电影播放指令，换台指令、游戏指令等，即，此时的语音控制模块可以作为遥控进行使用。

进一步的，在本发明的又一实施例中，如图3所示投影仪还包括散热模块 8，散热模块8与中央控制模块1电连接，用于对运行的投影仪进行散热。

具体的，投影仪在运转过程中，尤其进行大量数据传输与计算时，投影仪不可避免的由于高速运转会导致机器温度急速上升，为了更好的保护投影仪的各个部件免于烧坏以及保证投影仪的高速运转，需要设置散热模块8，对运行的投影仪或主要部件进行散热。散热模块8可以采用现有较成熟的散热板等，本发明不做具体限定。

进一步的，在上述实施例的基础上，如图4所示，电源模块4包括电源控制电路401、锂电池402和外接电源适配接口403，锂电池402和外接电源适配接口403通过电源控制电路401进行电源的切换和输入。机器启动后，电源控制电路401内的各稳压芯片为投影仪内部各个模块提供所需的电源电压，并使各功能模块、各驱动电路开始正常工作，若使用外接电源，在完成上述进程的同时，会通过电源控制电路401根据锂电池402的电量确定是否执行充电操作，当不使用外接电源时，则锂电池402放电为投影仪内部的各个模块进行供电。

进一步的，在上述实施例的基础上，如图5所示，音频输出模块3包括音频输出接口301和内置扬声器302。内置扬声器302通过位于机壳下表面的喇叭播放声音，音频输出接口301连接外部的音箱、耳机等设备。

在本发明的又一实施例中，如图3所示，壳体内的电路还包括无线模块9，无线模块9与中央控制模块1连接。可选的，无线模块9包括无线路由器、红外遥控信号接收器和蓝牙装置，投影仪可以通过无线模块9和其他的智能设备或者网络进行信息的交互，如可以和其他的健康检测设备、医疗数据库或云平台进行信息的交互，收集这些健康检测设备、医疗数据库、云平台存储的人体生理数据信息，并通过中央控制模块1发送给边缘计算环境分析模块5进行处理计算。可选的，无线模块9还可以获取网络上的天气信息、空气质量信息等信息，也可与家庭中的其他智能设备进行信息的交互，如可以与空气质量检测仪进行通信，获取空气质量，包括空气内各种成分的含量等环境信息，将这些信息传输到边缘计算环境分析模块5的相应数据库中进行分析计算。同时无线模块9还可以将边缘计算环境分析模块5分析计算得出的结果发送给用户的其他智能终端，方便用户查看。

在本发明的又一实施例中，如图3所示，电路还包括存储模块10，存储模块10与中央控制模块1、边缘计算环境分析模块5电连接，存储模块10具有大容量的存储器，可以对边缘计算环境分析模块5生成的个人健康数据进行长期存储，虽然边缘计算环境分析模块5虽然也可以对个人健康数据进行暂时的缓存，但是由于个人健康数据量大且边缘计算环境分析模块5无法对这些数据进行长期的存储，只能存储一定时间段内的数据，从而在进行分析处理时也只能进行短期分析，而加入存储模块10后，能够实现对个人健康数据的长期监测与追踪，为边缘计算环境分析模块5进行数据的长期综合计算分析提供支持。边缘计算环境分析模块5进行分析计算的结果存入存储模块10中进行存储，减轻了边缘计算环境分析模块5的存储压力。伴随用户的使用次数、时间的增多，存储模块10存储的个人健康数据量越来越大，继而为后续的边缘计算等提供充足的数据支持。另外，本发明的投影仪的存储模块10，可以根据实际存储的个人健康数据的类型进行分类存储，例如温度数据变化库、湿度数据变化库、空气状态变化库等等。

进一步的，在本发明上述实施例的基础上，如图6所示，边缘计算环境分析模块5包括高效缓存单元501、神经网络加速单元502、数据可视化单元503、异常网络信息反馈单元504，其中：

神经网络加速单元502用于对环境监测模块6输送的环境信息实时进行分析处理生成个人健康数据并发送至高效缓存单元501以及存储模块10进行缓存。具体的，神经网络加速单元502首先对一定时间内接收到的环境信息：温度信息、湿度信息以及空气状态信息等进行分析计算，得到湿度信息变化数据、温度信息变化数据、空气状态信息变化数据等数据发送给数据可视化单元503进行可视化处理生成对应的湿度信息变化图表、温度信息变化图表、空气状态信息变化图表，将生成的湿度信息变化图表、温度信息变化图表、空气状态信息变化图表存储到存储模块10；同时神经网络加速单元502将得到的湿度信息变化数据、温度信息变化数据、空气状态信息变化数据等发送给高效缓存单元501以及存储模块10进行存储。

每隔一段时间，神经网络加速单元502会提取高效缓存单元501中存储的湿度信息变化数据、温度信息变化数据、空气状态信息变化数据再进行综合处理分析生成人体体质信息，在提取后高效缓存单元501内存储的数据会清除，从而使高效缓存单元501能够继续存储新生成的数据。生成的个人体质信息再次发送给高效缓存单元501以及存储模块10存储。这里可将时间设置为每隔5天、 10天、半个月等进行一次综合处理分析，具体的时间设置可以根据实际情况确定，本发明对此不作限定。

数据可视化单元503用于将神经网络加速单元502生成的个人健康数据(包括湿度信息变化数据、温度信息变化数据、空气状态信息变化数据、用户体质信息等)进行数据可视化处理，并传输至异常网络信息反馈单元504进行反馈以及传输至存储模块10进行存储。同时如果神经网络加速单元502有无法分析处理的环境信息也可以发送给数据可视化单元503进行可视化处理并传输至异常网络信息反馈单元504进行反馈。

异常网络信息反馈单元504将通过无线模块或者通信协议把接收到的可视化的数据发给云平台转给第三方，或者通过连接的光学投影模块2显示给用户本人。本发明的投影仪凡是要传输出去供用户或者第三方查看的数据都要传输至异常网络信息反馈单元504进行反馈。

本发明提供的投影仪，具有环境监测模块6，能够对用户所处的环境信息进行实时的、长期的监测，并通过边缘计算环境分析模块5进行分析计算得到个人健康数据，具体的，个人健康数据包括用户所处环境信息变化数据如空气状态变化数据、湿度变化数据、温度变化数据以及这些变化数据对应的图表，同时个人健康数据还包括个人体质信息及相应的个人体质报告。在医生对本投影仪的用户进行健康诊断时，投影仪的用户可以将投影仪中存储的这些个人健康数据发送给医生，帮助医生进行诊断，降低误诊率。

如图7所示，本发明还提供一种基于上述的带环境监测功能的投影仪的健康数据生成方法，方法包括：

S101:投影仪开机，环境监测模块开启；

S102：环境监测模块采集环境信息；环境信息包括温度信息、湿度信息、空气状态信息；

S103：对采集到的环境信息进行模数转换处理、去噪处理；

S104：将步骤S103处理后的环境信息实时传输至边缘计算环境分析模块进行分析处理后生成环境信息变化数据及相应的环境信息变化图表；这里的环境信息变化数据包括：空气状态变化数据、温度变化数据、湿度变化数据。

S105：边缘计算环境分析模块将步骤S104生成的环境信息变化数据进行综合分析，生成个人体质信息及相应的个人体质报告。

通过上述方法生成的个人体质信息、环境信息变化数据以及相应的个人体质信息报告、环境信息变化图表可以作为个人健康数据，在医生对用户进行健康诊断时提供个人健康数据支持，提高健康诊断的正确率，由于具体的生成过程上文中有详细描述，再此不再进行赘述。

本发明提供的带环境监测功能的投影仪，除了具有普通的投影仪都具有的投影，播放视频、图片、音乐等功能外，通过在投影仪上增加环境监测模块以及边缘计算环境分析模块，还能够采集、提取用户的周围环境信息，为用户做健康诊断时提供数据支持，用户的周围环境会影响用户的体质，在用户进行健康诊断时，可以根据用户长期处于什么样的生活环境来判断用户当前的体质状态，从而能够针对用户体质以及具体的生理数据来给用户更加准确的健康诊断。

以上借助具体实施例对本发明做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本发明的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本发明所保护的范围。

Claims (10)

1.一种带环境监测功能的投影仪，其特征在于，所述投影仪包括：壳体以及设置在所述壳体内部的电路，所述电路包括中央控制模块、光学投影模块、音频输出模块、电源模块、环境监测模块、边缘计算环境分析模块；所述中央控制模块分别与所述光学投影模块、所述音频输出模块、所述电源模块、所述环境监测模块、所述边缘计算环境分析模块电连接；

所述环境监测模块包括环境传感器、A/D转换单元，所述环境传感器用于监测环境信息并将监测到的环境信息发送给所述A/D转换单元，所述A/D转换单元将所述环境传感器监测到的环境信息转换为数字环境信号发送给所述边缘计算环境分析模块进行分析处理生成个人健康数据。

2.如权利要求1所述的带环境监测功能的投影仪，其特征在于，所述环境监测模块还包括与所述A/D转换单元电连接的用于去噪的去噪单元，所述去噪单元将所述数字环境信号进行去噪处理后发送给所述边缘计算环境分析模块进行分析处理。

3.如权利要求1所述的带环境监测功能的投影仪，其特征在于，所述电路还包括远程指纹开关模块，所述远程指纹开关模块与所述中央控制模块电连接或所述远程指纹开关模块与所述中央控制模块无线连接，用户通过所述远程指纹开关模块控制所述投影仪开机，同时，所述环境监测模块开启，所述光学投影模块出现白屏。

4.如权利要求1所述的带环境监测功能的投影仪，其特征在于，所述电路还包括散热模块，所述散热模块与所述中央控制模块电连接，用于对运行的所述投影仪进行散热。

5.如权利要求1所述的带环境监测功能的投影仪，其特征在于，所述电源模块包括电源控制电路、锂电池和外接电源适配接口，所述锂电池和所述外接电源适配接口通过所述电源控制电路进行电源的切换和输入。

6.如权利要求1所述的带环境监测功能的投影仪，其特征在于，所述音频输出模块包括内置扬声器和音频输出接口。

7.如权利要求1所述的带环境监测功能的投影仪，其特征在于，所述电路还包括无线模块，所述无线模块与所述中央控制模块电连接。

8.如权利要求1所述的带环境监测功能的投影仪，其特征在于，所述电路还包括存储模块，所述存储模块与所述中央控制模块、所述边缘计算环境分析模块电连接。

9.如权利要求1-8任一项所述的带环境监测功能的投影仪，其特征在于，所述边缘计算环境分析模块包括高效缓存单元、神经网络加速单元、数据可视化单元、异常网络信息反馈单元，其中：

所述神经网络加速单元用于对所述环境监测模块传输的环境信息进行分析处理生成个人健康数据并发送至所述高效缓存单元进行缓存；

所述数据可视化单元用于将所述神经网络加速单元生成的个人健康数据以及所述神经网络加速单元无法处理的环境信息进行数据可视化处理传输至所述异常网络信息反馈单元进行反馈。

10.一种基于权利要求1-9任一项所述的带环境监测功能的投影仪的个人健康数据生成方法，其特征在于，所述方法包括：

S101:投影仪开机，环境监测模块开启；

S102：环境监测模块采集环境信息，所述环境信息包括温度信息、湿度信息、空气状态信息；

S103：对采集到的所述环境信息进行模数转换处理、去噪处理；

S104：将步骤S103处理后的环境信息实时传输至边缘计算环境分析模块进行分析处理后生成环境信息变化数据及相应的环境信息变化图表；

S105：边缘计算环境分析模块将步骤S104生成的环境信息变化数据进行综合分析，生成个人体质信息及相应的个人体质信息报告。

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