CN112669963B - 智能健康机、健康数据生成方法以及健康数据管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及个人健康管理系统技术领域，尤其涉及一种智能健康机、健康数据生成方法以及健康数据管理系统。本发明的智能健康机，包括摄像模块、语音模块、生理特征采集模块、无线通讯模块、存储模块、边缘计算模块、以及中央控制模块。本发明的健康数据生成方法包括以下步骤：生理特征信息采集、健康机开机、人脸匹配打开操作系统、分别计算生成个人健康数据、综合计算给出健康解决方案。个人健康数据管理系统，包括智能健康机、云平台、医疗服务机构。智能健康机、健康数据生成方法以及健康数据管理系统最终在具有人机互动、可视对话、中医望闻问切、及远程诊断功能的视音频介质作用下，实现了集人类智慧的机器医生和专家的精准健康与医疗服务。

Description

智能健康机、健康数据生成方法以及健康数据管理系统

技术领域

本发明涉及个人健康管理系统技术领域，尤其涉及一种智能健康机、健康数据生成方法以及健康数据管理系统。

背景技术

影响人健康的因数很多，只有在充分了解这些因数之后才能提出有助于人健康的方法、方式。

现实情况是：1、物质条件不好时没有人关心自己的健康情况。2、温饱问题解决之后，人们开始关心自己的健康追求养生，但是因为不知道自己的健康状态来龙去脉，吃错了，用错了反而没病找病，或者感觉不好时才去医院救助医生。3、没有个人健康信息的持续记载，医生就只能依靠病人的口述和当时由设备检测的结果给予治疗。因为不知道发病的前因后果，往往误诊，导致不良结果。4、现有健康检测设备，有些是可穿戴式的，有些是医院和检测机构的检测设备，但是，但这些设备较为分散，不能集成多种健康数据，因而不能给出较为准确的健康意见信息。

因此，很有必要研发一种智能健康机，来克服现有技术中所存在的问题，满足现代人群的需要。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种智能健康机，通过摄像模块、语音模块、生理特征采集模块，从而实现了个人健康信息的全面采集，以及通过边缘计算模块计算分析生成个人健康数据；本发明的另一个目的在于提供一种基于上述智能健康机的个人健康数据生成方法；本发明的再一个目的在于提供一种健康数据管理系统，可实现在线健康诊断及给出使用者个人健康解决方案。

为了实现上述目的，本发明提供了一种智能健康机，其特征在于，包括摄像模块、语音模块、生理特征采集模块、无线通讯模块、存储模块、边缘计算模块、以及中央控制模块，其中：摄像模块与边缘计算模块电连接，用于采集使用者身体特征图像并传输至边缘计算模块分析计算生成个人健康数据第一部分，存储至存储模块；语音模块与边缘计算模块电连接，用于录入使用者的语音信息并传输至边缘计算模块分析计算生成个人健康数据第二部分，存储至存储模块；生理特征采集模块与边缘计算模块电连接或无线连接，用于采集使用者的生理特征信息并通过无线通讯模块传输至边缘计算模块分析计算生成个人健康数据第三部分，存储至存储模块；存储模块存储的个人健康数据第一部分、个人健康数据第二部分、与个人健康数据第三部分共同组成使用者的个人健康数据库；摄像模块、语音模块、无线通讯模块、存储模块、边缘计算模块还分别与中央控制模块电连接。

进一步的，智能健康机，还包括光学投影模块以及音频输出模块，光学投影模块、音频输出模块分别与中央控制模块电连接，用于显示边缘计算模块分析计算生成的个人健康数据或者用于使用者与智能健康机进行人机交互。

进一步的，智能健康机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无线连接，其中：智能健康机通过远程指纹开关模块控制智能健康机开机，同时，摄像模块开启，光学投影模块出现白屏；或者，智能健康机通过语音模块输入开机语音指令控制智能健康机开机，同时，摄像模块开启，光学投影模块出现白屏。

进一步的，摄像模块采集的身体特征图像包括人脸图像、虹膜图像、舌苔图像、以及掌纹图像。

进一步的，摄像模块包括微存储单元，其中：微存储单元中存储有一个或多个使用者的人脸信息；摄像模块采集使用者人脸图像并与微存储单元中存储的人脸信息进行比对，并根据比对结果控制智能投影仪操作系统的开关。

进一步的，语音模块包括健康机指令控制单元、录音单元、语音存储单元，语音存储单元中存储有一个或多个使用者的语音信息，健康机指令控制单元用于采集健康机指令控制信息并与语音存储单元中存储的语音信息进行比对，并根据比对结果控制智能健康机的开关机和操作系统运行，录音单元录入的使用者语音信息包括健康机指令控制信息、饮食信息、用药信息、情绪信息、以及生活言语信息中的一种或多种，语音模块在智能健康机打开操作系统后录入饮食信息、用药信息、情绪信息、以及生活言语信息，并发送至边缘计算模块进行分析计算生成个人健康数据的第二部分，存储至存储模块；生理特征采集模块采集的使用者的生理特征信息包括血粘度、血氧、心率、心电、血压、以及血糖中的一种或多种，生理特征采集模块在智能健康机开机后做好将采集的使用者生理特征信息发送至边缘计算模块的准备，并且在智能健康机打开操作系统后将使用者生理特征信息发送至边缘计算模块进行分析计算生成个人健康数据的第三部分，存储至存储模块。

进一步的，智能健康机还包括环境监测模块，环境监测模块与边缘计算模块电连接，用于录入使用者所处环境信息并传输至边缘计算模块分析计算生成个人健康数据第四部分，存储至存储模块；存储模块存储的个人健康数据第一部分、个人健康数据第二部分、个人健康数据第三部分、与个人健康数据第四部分共同组成使用者的个人健康数据库。

进一步的，智能健康机还包括散热模块，散热模块与中央控制模块电连接，用于对运行的智能健康机进行散热。

进一步的，边缘计算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摄像模块、生理特征采集模块、语音模块、环境检测模块发来的信息分别进行计算分析生成个人健康数据并发送至高效缓存单元和存储模块，以及用于对高效缓存单元集结的个人健康数据进行综合分析生成诊断数据并给出个人健康解决方案；数据可视化单元用于接收神经网络加速单元无法处理的数据信息，并传输至异常网络信息反馈单元进行反馈。

本发明的一种智能健康机，具有以下有益效果：

1、本发明的智能健康机，通过摄像模块、语音模块、生理特征采集模块的设置从而实现了使用者各类个人健康信息的采集，以及通过边缘计算模块计算分析生成个人健康数据，为个人健康分析诊断提供了可靠的数据支持。

2、本发明的智能健康机，具有多种开机方式，并且远程指纹开关模块可以单独设置也可以设置在其它设备上，从而便于智能健康机的随时随地控制；此外，通过人脸识别控制健康机操作系统的打开，多重验证识别，保证了健康机内信息的安全性，也可以更好的保护使用者的隐私。

3、本发明的智能健康机，摄像模块采集的身体特征图像包括人脸图像、虹膜图像、舌苔图像、以及掌纹图像，即本发明的智能健康机集成了人脸识别系统、虹膜识别系统、舌苔识别系统、掌纹识别系统等多个功能系统，从而可以通过人脸识别实现健康机的开关操作系统控制，以及实现身体健康状况判断最主要特征的采集或扫描，例如虹膜、舌苔特征。

4、本发明的智能健康机，通过语音模块采集使用者语音信息，从而提取声纹特征，对这些数据进行边缘计算，结合人脸图像分析得出使用者的情绪及心理变化，且能够录入使用者的饮食、用药状况，统计得出使用者饮食规律、用药信息，为之后的使用者健康诊断、就医等提供数据支持，降低医生误诊率。

5、本发明的智能健康机，生理特征采集模块可以是睡眠机、各种可穿戴设备、或嵌入式设备，从而实现使用者的血粘度、血氧、心率、心电、血压、以及血糖等健康信息的时刻采集与随时传输；此外，远程指纹开关模块可选择的设置在睡眠机或手环上，从而实现智能健康机开关机的便捷控制。

6、本发明的智能健康机，通过环境信息采集模块，可以采集使用者当前居住环境的环境信息，例如，空气状态、温度、湿度等，并通过边缘计算模块分析使用者所处的环境信息，并在一定时期内进行监控，分析使用者长期处在这种环境时的体质，作为健康诊断的辅助依据，从而能够为使用者提供更加准确的健康诊断分析依据。

7、本发明的本发明的智能健康机，通过摄像模块、语音模块、生理特征采集模块的设置从而实现了使用者各种个人健康信息的采集，以及通过边缘计算模块单独计算分析生成个人健康数据，为个人健康分析诊断提供了可靠的数据支持，及综合计算分析形成诊断数据，最终给出个人健康解决方案。

本发明提供的一种基于上述智能健康机的个人健康数据生成方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

S101:生理特征采集模块采集使用者的生理特征信息；

S102：智能健康机语音开机或者通过开关开机，随之摄像模块开启；

S103：摄像模块采集使用者的人脸图像；

S104:将步骤S103采集的人脸图像转换为数字图像信号，并与预存储的人脸信息进行比对，若比对成功执行步骤S105，若比对不成功，工作结束；

S105:智能健康机打开操作系统，随后，摄像模块采集使用者的虹膜图像、舌苔图像、以及掌纹图像，语音模块录入使用者的语音信息；

S106:生理特征采集模块采集的生理特征信息、摄像模块采集的身体特征图像、以及语音模块录入的语音信息传输至边缘计算模块分别进行分析计算后生成个人健康数据；

S107:边缘计算模块对步骤S106生成的个人健康数据进行综合计算分析，给出使用者个人健康解决方案。

本发明的个人健康数据生成方法，具有以下有益效果：

本发明的个人健康数据生成方法，开机与开操作系统分步进行，保证了个人信息的安全性与隐私性；此外，包括身体特征图像采集、生理特征信息、以及语音信息录入等多个步骤，保证了个人健康数据采集的全面性，继而保证了边缘计算模块计算分析生成的个人健康数据的完善性，以及给出的个人健康解决方案的准确性。

本发明提供的一种个人健康数据管理系统，其特征在于，包括上述的智能健康机、云平台、以及一个或多个医疗服务机构，其中：智能健康机与医疗服务机构之间通过云平台进行通讯，医疗服务机构通过云平台将使用者的就医资料信息传输至智能健康机边缘计算模块计算分析后生成个人健康数据第五部分，并存储至存储模块；存储模块存储的个人健康数据第一部分、个人健康数据第二部分、个人健康数据第三部分、个人健康数据第四部分、与个人健康数据第五部分共同组成使用者的个人健康数据库；边缘计算模块依据个人健康数据库数据进行综合计算分析给出使用者个人健康解决方案；或者，智能健康机与医疗服务机构之间通过云平台进行通讯，智能健康机通过云平台将使用者的个人健康数据传输至医疗服务机构，使用者通过智能健康机进行在线就医。

本发明的个人健康数据管理系统，具有以下有益效果：

1、本发明的个人健康数据管理系统，智能健康机通过云平台与多个医疗服务机构进行通讯，一方面可以生成使用者个人健康解决方案，供使用者进行参考，另一方面可实现使用者与多个医疗服务机构进行在线咨询或诊断，并可以以先前存储的个人健康数据为诊断依据，提高了医生的诊断效率，丰富了医生的诊疗手段，同时也给使用者提供了一个能及时获取医疗服务的途径，增强了现代化医疗服务的体验和质量；即,个人健康数据管理系统最终在具有人机互动、可视对话、中医的望闻问切、及远程诊断功能的视音频介质的作用下，实现了向使用者提供营养师、心理师、健身师、生物治疗、中医、西医等，甚至集人类智慧的机器医生和专家的精准健康与医疗服务。

2、更进一步的，本发明的个人健康数据管理系统，智能健康机通过身体各种信息和对身体有影响的数据不间断采集、整理、定时(小时、周、月、年)或不定时(特殊情况下由医疗服务机构，例如第三方就诊医院、健康咨询机构、养生会所等)分析提出解决方案，解决方案的实施结果对于身体各项指标发生影响产生新的信息。新的信息又被采集、整理、分析得出新的方案，新方案的实施，身体又产生新信息，周而复始，使智能健康机发现人体健康的规律和影响人体健康的原因，从而提出的解决方案更加贴近人体健康的本身需要，实现精准健康和医疗。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，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它附图。

图1为本发明的智能健康机的一种实施例的模块结构示意图；

图2为本发明的智能健康机的又一种实施例的模块结构示意图；

图3为本发明的智能健康机的摄像模块的模块结构示意图；

图4为本发明的智能健康机的语音模块的模块结构示意图(一)；

图5为本发明的智能健康机的语音模块的模块结构示意图(二)；

图6为本发明的智能健康机的边缘计算模块的模块结构示意图；

图7为本发明的个人健康数据生成方法的流程示意图；

图8为本发明的个人健康数据管理系统的模块结构示意图；

图中：1-中央控制模块、2-边缘计算模块、21-高效缓存单元、22-神经网络加速单元、23-数据可视化单元、24-异常网络信息反馈单元、3-摄像模块、301-摄像单元、302-感光单元、303-图像A/D转换单元、304-微处理单元、305-微存储单元、306-图像去噪单元、4-语音模块、401-录音单元、402-语音A/D转换单元、403-语音去噪单元、404-声纹检测提取单元、405-健康机指令控制单元、406-语音存储单元、5-生理特征采集模块、6-无线通讯模块、7-存储模块、8-光学投影模块、9-音频输出模块、10-远程指纹开关模块、11-环境监测模块、12-医疗服务机构、13-云平台、14-智能健康机、15-散热模块；

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。

如图1所示，本发明实施例一的一种智能健康机，包括摄像模块3、语音模块4、生理特征采集模块5、无线通讯模块6、存储模块7、边缘计算模块2、以及中央控制模块1，其中：摄像模块3与边缘计算模块2电连接，用于采集使用者身体特征图像并传输至边缘计算模块2分析计算生成个人健康数据第一部分，存储至存储模块7；语音模块4与边缘计算模块2电连接，用于录入使用者的语音信息并传输至边缘计算模块2分析计算生成个人健康数据第二部分，存储至存储模块7；生理特征采集模块5与边缘计算模块2电连接或无线连接，用于采集使用者的生理特征信息并通过无线通讯模块6传输至边缘计算模块2分析计算生成个人健康数据第三部分，存储至存储模块7；存储模块7存储的个人健康数据第一部分、个人健康数据第二部分、与个人健康数据第三部分共同组成使用者的个人健康数据库；摄像模块3、语音模块4、无线通讯模块6、存储模块7、边缘计算模块2还分别与中央控制模块1电连接。应当指出的是本发明中的“第一”“第二”“第三”只是为了描述的方便，不应该理解为对本发明实质内容的限制。

具体的，如图3所示，摄像模块3具有摄像、抓拍、扫描等多种功能，继而摄像模块3采集的身体特征图像包括人脸图像、虹膜图像、舌苔图像、以及掌纹图像，优选的，采用莱卡摄像头可以有超暗光拍照功能；更具体的，摄像模块3包括依次电连接的摄像单元301、感光单元302、图像A/D转换单元303、以及微处理单元304，微处理单元304与边缘计算模块2电连接；摄像单元301用于采集或扫描身体特征图像，并将采集/扫描到的图像传输至感光单元302；可选的，摄像单元301为摄像镜头，摄像单元301采集的身体特征图像可以包括人脸图像、虹膜图像、舌苔图像、以及掌纹图像等；感光单元302采集图像信息并生成光学图像电信号传输至图像A/D转换单元303，可选的，感光单元302为CCD图像传感器；图像A/D转换单元303将光学图像电信号转换为数字图像信号传输至微处理单元304，微处理单元304对数字图像信号进行加工处理后传输至边缘计算模块2计算分析生成个人健康数据第一部分，可选的，微处理单元304为数字信号处理器，即DSP。当然，使用者也可以根据实际应用，可选择的进行人脸图像、虹膜图像、舌苔图像、以及掌纹图像中的一种或者多种进行采集或扫描。本发明的边缘计算模块2为边缘计算单元与图像处理单元的集成模块，即具有边缘计算功能与图像处理功能的模块，本发明的图像处理主要由边缘计算模块2完成；可选的，边缘计算模块2为带有边缘计算功能的GPU，GPU为图形处理器，目前的GPU已经不再局限于3D图形处理了，GPU通用计算技术发展已经引起业界不少的关注，事实也证明在浮点运算、并行计算等部分计算方面，GPU可以提供数十倍乃至于上百倍于CPU的性能，在目前的GPU中加入具有边缘计算功能的芯片能够快速实现对大数据的处理及分析。因为人的身体健康状态可以直接反应在虹膜特征、舌苔特征上，以及喜怒哀乐可以直接反应在面部表情上，因此，边缘计算模块2可以对提取到的数字图像信息进行计算分析，分析出用户当前的情绪心理状态，同时边缘计算模块2还可以统计近期内用户的身体健康状况，为用户之后的健康诊断提供辅助数据支持。可选的，边缘计算模块2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。

具体的，如图5所示，语音模块4包括录音单元401、语音A/D转换单元402、声纹检测提取单元404，录音单元401用于录入用户语音，录音单元401与语音A/D转换单元402电连接，可选的，录音单元401可以为麦克风及市售的录音芯片，如型号为WTR050、WT2000的语音芯片等等，用于采集或录制使用者的语音信息，使用者录制口述的个人日常饮食、服用药物等情况、日常生活中的言语信息等，并输出给语音A/D转换单元402。语音A/D转换单元402为模数转换器，可选的，可以使用双八位高速ADC转换器MXT2002，将语音模拟信号转换为健康机后续能够处理的数字信号，语音A/D转换单元402与声纹检测提取单元404电连接，将转换后的数字信号输出给声纹检测提取单元404。声纹检测提取单元404对输入的数字信号进行声纹、声波检测，提取声纹特征，并发送给边缘计算模块2；边缘计算模块2与使用者存储的正常语音数据进行比对分析，提取语速、语频信息，同时识别语义，分析病人的措辞等，与前面的图像信息一同进行情绪/心理相关的综合分析，识别判断病人的实时情绪/心理状态，以及提取、强化异常病理数据，例如感冒、呼吸道疾病时所需的呼吸道音频数据的可用信息参考。因为人的情绪会对声纹产生一定影响，在使用者生气、开心时发出的声音的声纹是存在区别的，边缘计算模块2可以对提取到的声纹特征进行计算分析，分析出使用者当前的情绪心理状态以及一定时间内的情绪、心理状态波动情况，为使用者之后的健康诊断提供辅助数据支持，降低医生的误诊率。此外，边缘计算模块2根据提取的声纹信息分析生成日常饮食数据、用药数据等个人健康数据第二部分，存储至存储模块7。当然，也可以根据实际情况如图4所示，将录音单元401与健康机指令控制单元405作为并列输入单元。

具体的，生理特征采集模块5可以为可采集使用者睡眠状态下生理特征信息的各种睡眠机以及可以获取个人生理特征信息的嵌入体内的装置，可穿戴装置、皮肤上光刻电路等等，每时每刻获取生理信息，例如血粘度、血氧、心率、心电、血压、以及血糖等等。生理特征采集模块5通过无线通讯模块6与边缘计算模块2连接，更具体的，生理特征采集模块5与边缘计算模块2基于蓝牙通讯协议的物联网的信息传输方式进行数据传输，继而实现了使用者夜间及白天全天候生理健康数据的采集与传输。边缘计算模块2对接收的来自生理特征采集模块5的生理特征信息进行分析计算从而生成个人健康数据第三部分，存储至存储模块7。

存储模块7存储的个人健康数据第一部分、个人健康数据第二部分、与个人健康数据第三部分共同组成使用者的个人健康数据库，并且伴随之使用者的使用次数的增多，存储模块7存储的个人健康数据量越来越大，继而为后续的边缘计算、云计算、神经元网络分析等提供充足的数据支持。另外，本发明的智能健康机的存储模块7，根据实际存储的个人健康数据可进行分类存储，例如日常饮食数据库、用药数据库、睡眠质量数据库、情绪波动数据库等等。此外，应当指出的是，本发明的智能健康机可以是一台，同时实现本发明的摄像模块3、语音模块4、生理特征采集模块5等功能模块的所有功能，也可以是通过网络连接的多台设备的集合，用于分别实现摄像模块3、语音模块4、生理特征采集模块5等功能模块的各自功能及数据存储，本发明不做具体限定，均属于本发明的保护范围。

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，例如控制智能健康机的开关机、开关操作系统，主要承担系统控制、数据中转等。而图像和音频数据相结合而产生的进一步情绪、心理、病理相关性的综合特征分析则主要由边缘计算模块2完成。

由此可见，本发明的智能健康机增加边缘计算模块2，能够产生以下的有益效果：

1)能够在本地即智能健康机上实现对采集的各种健康信息的计算、分析、与存储，无需将各种信息传输给云端在云端进行分析；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，使用者得到响应的时间会更快；

3)由于健康机提取的使用者的各种健康信息均是十分隐私的数据，如果将这些个人隐私数据上传到云中心去计算处理，存在一定的安全风险，在健康机上增加边缘计算模块可以更好的保护隐私数据。

在本发明的智能健康机的上述实施例的基础上，本发明的智能健康机的实施例二，如图2所示，智能健康机还包括光学投影模块8以及音频输出模块9，光学投影模块8、音频输出模块9分别与中央控制模块1电连接，用于显示边缘计算模块2分析计算生成的个人健康数据或者用于使用者与智能健康机进行人机交互。

可选的，本发明的智能健康机可以与投影仪进行融合，即在现有投影仪的基础上集成本发明的智能健康机的功能模块，从而丰富现有投影仪的功能，也便于使用者在家庭、单位等任意场合随时进行个人健康诊断。本发明的音频输出模块9用于语音提示使用者进行各种操作，比如身体特征图像采集中的舌头卷曲等。光学投影模块8以及音频输出模块9共同实现使用者与智能健康机之间的人机交互，操作简便，使用体验感较好。更具体的，音频输出模块9包括内置扬声器和音频输出接口，内置扬声器通过位于机壳下表面的喇叭播放声音，音频输出接口连接外部的音箱、耳机等设备。

进一步的，智能健康机还包括散热模块15，散热模块15与中央控制模块1电连接，用于对运行的智能健康机进行散热。

具体的，智能健康机在运转过程中，尤其进行大量数据传输与计算时，健康机不可避免的由于高速运转会导致机器温度急速上升，为了更好的保护健康机的各个部件免于烧坏以及保证健康机的高速运转，需要设置散热模块15，对运行的智能健康机或主要部件进行散热。散热模块15可以采用现有较成熟的散热板等，本发明不做具体限定。

在本发明的智能健康机的上述实施例的基础上，本发明的智能健康机的实施例三，如图2所示，智能健康机还包括远程指纹开关模块10，远程指纹开关模块10与中央控制模块1电连接或无线连接，其中：智能健康机通过远程指纹开关模块10控制智能健康机开机，同时，摄像模块3开启，光学投影模块8出现白屏；或者，智能健康机通过语音模块4输入开机语音指令控制智能健康机开机，同时，摄像模块3开启，光学投影模块8出现白屏；当然，也可选择的，智能健康机通过遥控器输入开机指令控制智能健康机开机，同时，摄像模块3开启，光学投影模块8出现白屏。

具体的，远程指纹开关模块10主要用于控制智能健康机的开机，通过按压开关打开电源，同时通过按压输入使用者的指纹信息，经指纹信息匹配成功后，智能健康机开机；可选择的，为了使用的便利，可通过语音模块4输入开机语音控制指令实现开机；当然，此时的语音开机指令可通过声纹提取单元提取声纹信息并与使用者预先存储或者录入的声纹信息进行比对，比对成功后，智能健康机开机。指纹识别单元可以集成在远程指纹开关模块10中并配有独立的指纹存储单元预先存储一个或多个使用者指纹信息，当然语音模块4同样配有独立的语音存储单元406预先存储一个或多个使用者语音信息。此外，健康机开机后，可通过语音模块4输入电视、电影播放指令，换台指令、游戏指令等，即，此时的语音模块4可以作为遥控进行使用。

在本发明的智能健康机的上述实施例的基础上，本发明的智能健康机的实施例四，如图3所示，摄像模块3包括微存储单元305，其中：微存储单元305中存储有一个或多个使用者的人脸信息；摄像单元301用于采集使用者人脸图像并与微存储单元305中存储的人脸信息进行比对，并根据比对结果控制智能投影仪操作系统的开关。

具体的，微存储单元305中预先存储有一个或多个使用者的人脸信息；当摄像单元301采集到使用者人脸图像并经感光单元302、A/D转换单元、以及微处理单元304处理后与微存储单元305中存储的人脸信息进行比对，当比对配对成功时，将比对成功结果信息发送至中央控制模块1，并由中央控制模块1控制智能健康机的打开操作系统；当比对配对不成功时，健康机保持操作系统关闭的状态，或者，将比对失败结果信息发送至中央控制模块1，并由中央控制模块1控制音频输出模块9输出语音提示，“人脸匹配不成功，请重新采集人脸信息”。本发明的智能健康机经多重身份验证后才可最终实现操作系统的打开，保证了个人健康数据的安全性，可以很好的保护使用者的个人隐私。应当指出的是，本发明该实施例中的“打开系统”指的是打开操作系统，例如安卓、鸿蒙等，“开关操作系统”指的是对操作系统的控制，而并非是开关机。

在本发明的智能健康机的上述实施例的基础上，本发明的智能健康机的实施例五，本实施例的语音模块包括健康机指令控制单元405、录音单元401、语音存储单元406，语音存储单元406中存储有一个或多个使用者的语音信息，健康机指令控制单元405用于采集使用者健康机指令控制信息并与语音存储单元406中存储的语音信息进行比对，并根据比对结果通过中央控制模块1控制智能健康机的开关机和操作系统运行，如图5，录音单元401录入的使用者语音信息包括健康机指令控制信息、饮食信息、用药信息、情绪信息、以及生活言语信息，语音模块4在智能健康机打开操作系统后录入饮食信息、用药信息、情绪信息、以及生活言语信息，并发送至边缘计算模块2进行分析计算生成个人健康数据的第二部分，存储至存储模块7。如图4时，录音单元401录入的使用者语音信息包括饮食信息、用药信息、情绪信息、以及生活言语信息，语音模块4在智能健康机打开操作系统后录入饮食信息、用药信息、情绪信息、以及生活言语信息，并发送至边缘计算模块2进行分析计算生成个人健康数据的第二部分，存储至存储模块7。生理特征采集模块5采集的使用者的生理特征信息包括血粘度、血氧、心率、心电、血压、以及血糖中的一种或多种，生理特征采集模块5在智能健康机开机后做好将采集的使用者生理特征信息发送至边缘计算模块2的准备，并且在智能健康机打开操作系统后将使用者生理特征信息发送至边缘计算模块2进行分析计算生成个人健康数据的第三部分，存储至存储模块7。

在本发明的智能健康机的上述实施例的基础上，本发明的智能健康机的实施例六，如图2所示，智能健康机还包括环境监测模块11，环境监测模块11与边缘计算模块2电连接，用于录入使用者所处环境信息并传输至边缘计算模块2分析计算生成个人健康数据第四部分，存储至存储模块；存储模块存储的个人健康数据第一部分、个人健康数据第二部分、个人健康数据第三部分、与个人健康数据第四部分共同组成使用者的个人健康数据库。

具体的，环境监测模块11，用于通过通讯系统接收环境信息以及用于通过环境监测传感器感应室内环境信息并传输至边缘计算模块2分析生成使用者居住环境信息，即个人健康数据第四部分，并存储至存储模块7。更具体的，环境监测模块11可以采集使用者当前居住环境的环境信息，例如，空气状态、温度、湿度等，并通过边缘计算模块2分析使用者所处的环境信息，并在一定时期内进行监控，分析使用者长期处在这种环境时的体质，作为健康诊断的辅助依据，从而能够为使用者提供更加准确的健康诊断分析。

进一步的，如图3所示，摄像模块3还包括有图像去噪单元306，图像去噪单元306位于图像A/D转换单元303与微处理单元304之间，用于对图像A/D转换单元303转换的数字图像信号进行去噪处理，而后,将去噪处理过的数字图像信号传输至微处理单元304。经过图像去噪单元306进行去噪后可以有效的消除数字图像信号中的杂音，得到更加精确的图像信息，方便之后的计算处理，提高后续边缘计算的准确率。

同理，如图4、图5所示，语音模块4同样可以设置有语音去噪单元403，经过语音去噪单元403进行去噪后可以有效的消除语音信息中的杂音，得到更加精确的语音信息，方便之后的声纹检测提取以及语音识别、语音录制，降低声纹检测提取以及语音识别的难度，提高声纹检测提取、语音识别的准确率并且可以保证录音的音效。可选的，语音去噪单元403可以为市售的滤波器。

同理，环境监测模块11同样可以设置环境去噪单元，在将环境信息传输给边缘计算模块2前进行去噪处理，使得环境信息更加准确，有利于后续边缘计算模块2顺利进行数据处理与分析。

在本发明的智能健康机的上述实施例的基础上，本发明的智能健康机的实施例七，如图6所示，边缘计算模块包括高效缓存单元21、神经网络加速单元22、数据可视化单元23、异常网络信息反馈单元24，其中，神经网络加速单元22用于对摄像模块3、生理特征采集模块5、语音模块4、环境检测模块11发来的信息分别进行计算分析生成个人健康数据并发送至高效缓存单元21和存储模块7，以及用于对高效缓存单元21集结的个人健康数据进行综合分析生成诊断数据并给出个人健康解决方案；数据可视化单元23用于接收神经网络加速单元22无法处理的数据信息，并传输至异常网络信息反馈单元24进行反馈。神经网络加速单元22与摄像模块3、生理特征采集模块5、语音模块4、环境检测模块11分别电连接，用于对摄像模块3、生理特征采集模块5、语音模块4、环境检测模块11发来的信息分别进行分析生成个人健康数据(即个人健康数据第一部分至第四部分，及后续所提到的第五部分)并发送至高效缓存单元21和存储模块3，以及用于对高效缓存单元21集结的个人健康数据进行综合分析形成诊断数据，最终给出个人健康解决方案存储至存储模块7和数据可视化单元23。神经网络加速单元22生成的单个的个人健康数据存储在高效缓存单元21这个缓存中，神经网络加速单元22从高效缓存单元21提取已存个人健康数据进行综合分析，在提取之时，高效缓存单元21中已存数据全部为零。神经网络加速单元22将无法处理的信息，例如需要提供给第三方(医院、健康管理中心等)处理的方案数据、信息等和需要机主使用者本人执行的方案数据、信息等，输送到数据可视化单元23。异常网络信息反馈单元24将通过无线通讯模块6或者通信协议发给云平台转给第三方，或者通过连接的光学投影模块8显示送达使用者本人。本发明的智能健康机凡是要传输出去的方案、数据、和对使用者的指令都要传输至异常网络信息反馈单元进行反馈。由于摄像模块3、生理特征采集模块5、语音模块4、环境检测模块11采集的信息，对于个人健康分析来说，不可避免的需要综合考虑，因此神经网络加速单元22不单单要分析计算单一功能模块采集的信息，还应该具有综合信息计算处理的功能。

本发明的本发明的智能健康机，通过摄像模块3、语音模块4、生理特征采集模块5的设置从而实现了使用者各种个人健康信息的采集，以及通过边缘计算模块2单独计算分析生成个人健康数据，为个人健康分析诊断提供了可靠的数据支持，及综合计算分析形成诊断数据，最终给出个人健康解决方案。

如图7所示，本发明的一种基于上述任一实施例的智能健康机的个人健康数据生成方法，包括以下几个步骤：

S101:生理特征采集模块采集使用者的生理特征信息；

S102：智能健康机语音开机或者通过开关开机，随之摄像模块开启；

S103：摄像模块采集使用者的人脸图像；

S104:将步骤S103采集的人脸图像转换为数字图像信号，并与预存储的人脸信息进行比对，若比对成功执行步骤S105，若比对不成功，工作结束；

S105:智能健康机打开操作系统，摄像模块采集使用者的虹膜图像、舌苔图像、以及掌纹图像，语音模块录入使用者的语音信息；

S106:生理特征采集模块采集的生理特征信息、摄像模块采集的身体特征图像(包括人脸图像、虹膜图像、舌苔图像、以及掌纹图像)、以及语音模块录入的语音信息传输至边缘计算模块分别进行分析计算后生成个人健康数据；

S107:边缘计算模块对步骤S106生成的个人健康数据进行综合计算分析，给出使用者个人健康解决方案。

本发明的个人健康数据生成方法，开机与开操作系统分步进行，保证了个人信息的安全性；此外，包括身体特征图像采集、生理特征信息、以及语音信息录入等多个步骤，保证了个人健康数据采集的全面性，继而保证了边缘计算模块计算分析生成的个人健康数据的完善性，以及给出的个人健康解决方案的准确性。

如图2、图8所示，本发明提供的一种个人健康数据管理系统，包括上述的智能健康机14、云平台13、以及一个或多个医疗服务机构12，其中：智能健康机14与医疗服务机构12之间通过云平台13进行通讯，医疗服务机构12通过云平台13将使用者的就医资料信息传输至智能健康机14边缘计算模块2计算分析后生成个人健康数据第五部分，并存储至存储模块7；存储模块7存储的个人健康数据第一部分、个人健康数据第二部分、个人健康数据第三部分、个人健康数据第四部分、与个人健康数据第五部分共同组成使用者的个人健康数据库；边缘计算模块2依据个人健康数据库数据进行综合计算分析给出使用者个人健康解决方案；或者，智能健康机14与医疗服务机构12之间通过云平台13进行通讯，智能健康机14通过云平台13将使用者的个人健康数据传输至医疗服务机构12，使用者通过智能健康机14进行在线就医。当然，在信息交互时，需要得到使用者的许可，将使用者的在许可范围内的个人健康数据传输至医疗服务机构12。

具体的，智能健康机14的无线通讯模块6通过云平台13和通讯协议与相关提供健康和医疗的机构链接获取融合有使用者个人相关的就医资料信息，并存储至存储模块7。当然，智能健康机14也可以通过无线通讯模块6与云平台13链接，并通过云平台13链接与使用者相关的健康与医疗机构平台获取使用者的就医资料信息，就医资料信息包括使用者检测、检查、用材、用品、用药、用营养品、处方、诊断、医嘱等就医资料信息，并传输到边缘计算模块2分析计算生成个人健康数据的第五部分，预先存储至存储模块7，为后续综合分析提供可靠数据。

本发明的个人健康数据管理系统，智能健康机14通过云平台13与多个医疗服务机构12进行通讯，智能健康机14与云平台13、以及云平台13与各医疗服务机构12之间通过通讯协议进行数据交互。本发明的个人健康数据管理系统，一方面可以给出使用者个人健康解决方案，供使用者进行参考；另一方面可实现使用者与多个医疗服务机构12进行在线咨询或诊断，并可以以先前存储的个人健康数据为诊断依据，提高了医生的诊断效率，丰富了医生的诊疗手段，同时也给使用者提供了一个能及时获取医疗服务的途径，增强了现代化医疗服务的体验和质量；即,个人健康数据管理系统最终在具有人机互动、可视对话、中医的望闻问切、及远程诊断功能的视音频介质的作用下，实现了向使用者提供营养师、心理师、健身师、生物治疗、中医、西医等，甚至集人类智慧的机器医生和专家的精准健康与医疗服务。

为了更清楚的理解本发明的所解决的技术问题、技术方案、及达到的技术效果，此处进行一个总述：

人的健康是多方面因素，持续不间断形成的结果，因此，持续采集这些因素的信息和信息持续变化的情况，给与科学的分析，才能实现精准健康的目标。现实情况是：1、物质条件不好时没有人关心自己的健康情况。2、温饱问题解决之后，人们开始关心自己的健康追求养生，但是因为不知道自己的健康状态来龙去脉，吃错了，用错了反而没病找病，或者感觉不好时才去医院救助医生。3、没有个人健康信息的持续记载，医生就只能依靠病人的口述和当时由设备检测的结果给予治疗。因为不知道发病的前因后果，往往误诊，导致不良结果。因此，实现每个人健康的首要工作是了解个人身体状态，其次是如何了解是什么因数导致了自己身体状态的变化，再次是如何保证采取的健康和医疗措施是正确的，最后是如何持续的保存这些信息，以便采取正确的措施和方法保证自己持续健康，减少疾病。针对上述问题，本发明集合了投影机、摄像机、云计算、边缘计算、人工智能、数据库、存储芯片、神经网络加速芯片、语音识别、人面识别等技术的不同方面，优化发明创造了一款智慧、智能健康机。本发明的智能健康机是一个集互联网+物联网+人工智能技术+生物工程技术+大数据库于一体的智能机：(1)可以通过摄像头、无线通讯、及传感器不间断采集个人身体信息；(2)可以通过健康机中的各种功能让使用者在任何一个地方都可以与健康和医疗专家进行可视沟通或维护使用者的健康和医疗；(3)可以通过神经网络加速器、存储芯片、及大数据库留住使用者身体的任何信息，让这些信息对于健康的变化提出可循诊断和医疗的依据；(4)可以通过无线通讯模块、机构基因检测手段、可视对话告诉使用者不该吃什么食材和药物，怎么缓解心理压力，怎么锻炼身体，怎么娱乐；(5)可以通过智能健康机在不知不觉中保护使用者的健康；(6)可以通过神经网络加速器、存储芯片、中央处理器(即中央控制模块)安全系统和大数据库保护住这些信息形成的数字资产是使用者自己的财产。将来随着数字经济时代的到来，让个人身体信息成为个人创造财富的手段。这个智能健康机一旦推广使用，那么就可以真正实现(1)多个家庭健康专家和医生对一个人的健康和医疗进行服务；(2)建立个人健康医疗数据库；(3)建立国家全民健康医疗数据库，促使各个健康和医疗服务机构的信息互通互用。

更具体的，本发明的个人健康数据管理系统，可以认为是一个机器健康专家和医生。智能健康机通过身体各种信息和对身体有影响的数据不间断采集、整理、定时(小时、周、月、年)或不定时(特殊情况下由医疗服务机构，例如第三方就诊医院、健康咨询机构、养生会所等)分析提出健康解决方案，解决方案的实施结果对于身体各项指标发生影响产生新的信息。新的信息又被采集、整理、分析得出新的方案，新方案的实施，身体又产生新信息，周而复始，使智能健康机发现人体健康的规律和影响人体健康的原因，从而提出的解决方案更加贴近人体健康的本身需要，实现精准健康和医疗。本发明智能健康机数据采集和管理的目的是为了提出解决方案，而不单单是采集和管理数据，数据管理是智能健康机的一项主要任务，而更主要的任务还有诊断和提出解决方案。本发明的健康数据管理系统，采集的信息的包括亚健康、生病、长期慢性疾病、危重疾病、康复等信息，应当采集各方面的所有信息，针对这些信息提出的解决方案达到健康的目的是本发明的健康数据管理系统设定的任务和宗旨，可以适用于所有人群，而不单单限制于亚健康群体，是伴随人一生的健康专家。

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 (7)

1.一种智能健康机，其特征在于，包括摄像模块、语音模块、生理特征采集模块、无线通讯模块、存储模块、边缘计算模块、以及中央控制模块，其中：

所述摄像模块与所述边缘计算模块电连接，用于采集使用者身体特征图像并传输至所述边缘计算模块分析计算生成个人健康数据第一部分，存储至所述存储模块；

所述语音模块与所述边缘计算模块电连接，用于录入使用者的语音信息并传输至所述边缘计算模块分析计算生成个人健康数据第二部分，存储至所述存储模块；

所述生理特征采集模块与所述边缘计算模块电连接或无线连接，用于采集使用者的生理特征信息并通过所述无线通讯模块传输至所述边缘计算模块分析计算生成个人健康数据第三部分，存储至所述存储模块；

所述摄像模块、语音模块、无线通讯模块、存储模块、边缘计算模块还分别与所述中央控制模块电连接；

所述摄像模块采集的身体特征图像包括人脸图像、虹膜图像、舌苔图像、以及掌纹图像；

所述摄像模块包括微存储单元，其中：

所述微存储单元中存储有一个或多个使用者的人脸信息；

所述摄像模块采集使用者人脸图像并与微存储单元中存储的人脸信息进行比对，并根据比对结果控制智能投影仪操作系统的开关；

所述语音模块包括健康机指令控制单元、录音单元、语音存储单元，语音存储单元中存储有一个或多个使用者的语音信息，所述健康机指令控制单元用于采集健康机指令控制信息并与所述语音存储单元中存储的语音信息进行比对，并根据比对结果控制所述智能健康机的开关机和系统运行，所述录音单元录入的使用者语音信息包括健康机指令控制信息、饮食信息、用药信息、情绪信息、以及生活言语信息中的一种或多种，所述语音模块在智能健康机打开操作系统后录入饮食信息、用药信息、情绪信息、以及生活言语信息，并发送至所述边缘计算模块进行分析计算生成个人健康数据的第二部分，存储至所述存储模块；

所述生理特征采集模块采集的使用者的生理特征信息包括血粘度、血氧、心率、心电、血压、以及血糖中的一种或多种，所述生理特征采集模块在智能健康机开机后做好将采集的使用者生理特征信息发送至所述边缘计算模块的准备，并且在所述智能健康机打开操作系统后将使用者生理特征信息发送至所述边缘计算模块进行分析计算生成个人健康数据的第三部分，存储至所述存储模块；

所述智能健康机还包括环境监测模块，所述环境监测模块与所述边缘计算模块电连接，用于录入使用者所处环境信息并传输至所述边缘计算模块分析计算生成个人健康数据第四部分，存储至所述存储模块；

所述存储模块存储的个人健康数据第一部分、个人健康数据第二部分、个人健康数据第三部分、与个人健康数据第四部分共同组成使用者的个人健康数据库。

2.根据权利要求1的智能健康机，其特征在于，还包括光学投影模块以及音频输出模块，所述光学投影模块、音频输出模块分别与所述中央控制模块电连接，用于显示所述边缘计算模块分析计算生成的个人健康数据或者用于使用者与智能健康机进行人机交互。

3.根据权利要求2的智能健康机，其特征在于，智能健康机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无线连接，其中：

所述智能健康机通过所述远程指纹开关模块控制所述智能健康机开机，同时，所述摄像模块开启，所述光学投影模块出现白屏；

或者，所述智能健康机通过所述语音模块输入开机语音指令控制所述智能健康机开机，同时，所述摄像模块开启，所述光学投影模块出现白屏。

4.根据权利要求1的智能健康机，其特征在于，智能健康机还包括散热模块，所述散热模块与所述中央控制模块电连接，用于对运行的所述智能健康机进行散热。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的智能健康机，其特征在于，所述边缘计算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摄像模块、生理特征采集模块、语音模块、环境检测模块发来的信息分别进行计算分析生成个人健康数据并发送至所述高效缓存单元和所述存储模块，以及用于对所述高效缓存单元集结的个人健康数据进行综合分析生成诊断数据并给出个人健康解决方案；

所述数据可视化单元用于接收所述神经网络加速单元提出向第三方发送的解决方案和投影显示内容，进行数据可视化，并传输至所述异常网络信息反馈单元进行反馈。

6.一种基于权利要求1-4中任一项所述的智能健康机的个人健康数据生成方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

S101:生理特征采集模块采集使用者的生理特征信息；

S102：智能健康机语音开机或者通过开关开机，随之摄像模块开启；

S103：摄像模块采集使用者的人脸图像；

S104:将步骤S103采集的人脸图像转换为数字图像信号，并与预存储的人脸信息进行比对，若比对成功执行步骤S105，若比对不成功，工作结束；

S105:智能健康机打开操作系统，随后，摄像模块采集使用者的虹膜图像、舌苔图像、以及掌纹图像，语音模块录入使用者的语音信息；

S106:生理特征采集模块采集的生理特征信息、摄像模块采集的身体特征图像、以及语音模块录入的语音信息传输至边缘计算模块分别进行分析计算后生成个人健康数据；

S107:边缘计算模块对步骤S106生成的个人健康数据进行综合计算分析，给出使用者个人健康解决方案。

7.一种个人健康数据管理系统，其特征在于，包括权利要求1-4中任一项所述的智能健康机、云平台、以及一个或多个医疗服务机构，其中：

所述智能健康机与所述医疗服务机构之间通过所述云平台进行通讯，所述医疗服务机构通过所述云平台将使用者的就医资料信息传输至所述智能健康机所述边缘计算模块计算分析后生成个人健康数据第五部分，并存储至所述存储模块；所述存储模块存储的个人健康数据第一部分、个人健康数据第二部分、个人健康数据第三部分、个人健康数据第四部分、与个人健康数据第五部分共同组成使用者的个人健康数据库；所述边缘计算模块依据个人健康数据库数据进行综合计算分析给出使用者个人健康解决方案；

或者，所述智能健康机与所述医疗服务机构之间通过所述云平台进行通讯，所述智能健康机通过所述云平台将使用者的个人健康数据传输至所述医疗服务机构，使用者通过所述智能健康机进行在线就医。