CN114587850A - 一种基于红外热成像的吸氧健康管理系统 - Google Patents

一种基于红外热成像的吸氧健康管理系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于红外热成像的吸氧健康管理系统，包括红外热成像终端、数据处理服务器、高压氧舱控制系统，所述红外热成像终端与数据处理服务器连接，所述数据处理服务器与高压氧舱控制系统连接。本发明通过采用采用红外热成像监控的方式，能够采集到普通视频图像无法采集到的温度和人体热图等信息，进行高阶的吸氧过程体征分析和反馈，相对于原有采用普通视频监控的产品，提出了根据吸氧过程体征变化的情况，对氧舱控制设备进行反馈和优化，同时能够起到对氧舱内吸氧人数和人员位置情况的监测，同时由于热成像不采集人脸图像等信息，能够更好的保护用户在仓内的隐私。

Description

一种基于红外热成像的吸氧健康管理系统
技术领域
本发明涉及氧舱技术领域，具体为一种基于红外热成像的吸氧健康管理系统。
背景技术
高压氧治疗技术有悠久的应用历史，是在高压下吸入高浓度氧的治疗方法。由于高压氧的机械效应和一系列对感染、缺血和伤口愈合有益的生物化学反应，高压氧治疗已被用作治疗许多疾病的主要方法或辅助方法。目前氧舱内普遍采用视频监控的方法进行对氧舱内情况进行查看，无法对吸氧过程体征分析和反馈，并且管理系统内部服务器散热效果不足且不方便进行检修。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于红外热成像的吸氧健康管理系统，解决了无法对吸氧过程体征分析和反馈的问题，还解决了管理系统内部服务器散热效果不足且不方便进行检修的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于红外热成像的吸氧健康管理系统，包括红外热成像终端、数据处理服务器、高压氧舱控制系统，所述红外热成像终端与数据处理服务器连接，所述数据处理服务器与高压氧舱控制系统连接，所述红外热成像终端采用非制冷焦平面红外探测器，帧像素为384*288或者640*480，工作波段8-14微米，温度分辨率NETD小于等于0.1摄氏度，采用自动调焦；每个吸氧位置配套一个红外热成像终端，采集人体脸部热成像数据，每间隔1秒保存一张图像帧，采集的图像经过内部电路板处理后通过USB端口发送至数据处理服务器；
所述数据处理服务器对接收到的红外图像数据进行存储，包含时间、氧舱和机位信息存于服务器的数据库中；采用机器学习及深度学习的方法对图像进行分析，采用Canny边缘检测结合支持向量机的动态阈值的方法划分出人脸所在的区域，并根据人脸的位置进一步划分出额头、眼睛、脸颊关键位置；根据图像中每个像素点的灰度值，计算出人脸区域的温度变化，记录下温度变化的曲线；采用深度学习的方法对整个人脸的热成像图像进行分析，在利用正常和非正常人脸热成像样本集训练出的神经网络的基础上，对采集到的人脸热图像进行分类，完成健康评估和中医体质辨识；对吸氧过程中红外热成像图像的变化进行大数据分析，采用基于神经网络的深度学习算法建立起图像变化和吸氧数据之间的关联，为个人的吸氧过程提供参考的治疗方案；
所述高压氧舱控制系统根据控制算法控制加压阀、减压阀、排氧阀；在工控一体机的屏幕上展示用户吸氧过程相关的状态信息，对异常的数据提供声音报警以及数字自动变换颜色示警功能，方便管理员实时检查；信息管理界面通过上位机的图形界面对每个吸氧用户的个人情况进行管理，把握每个吸氧用户的身体状况，跟踪吸氧用户相应的历史记录以及身体体征变化。
优选的，所述数据处理服务器包括机柜、支撑块、侧板、防尘网、固定杆、第一弹簧、连接套、连接槽、连接块、连杆、滑槽、拉块、挡块、安装板、滤网、风机、活动杆、第二弹簧、限位块、活动杆、凸块、凹槽，所述机柜上固定连接有支撑块，所述机柜上铰接有侧板，所述侧板上设置有防尘网，所述侧板的内部固定连接有固定杆，所述固定杆的外侧设置有第一弹簧，所述固定杆的外侧滑动套接有连接套，所述连接套与侧板滑动连接，所述连接套上固定连接有连接块，所述连接块与侧板滑动连接，所述连接块上固定连接有连杆，所述连杆分别与侧板和机柜滑动连接，所述连接块上固定连接有拉块，所述拉块分别与侧板和机柜接触，所述机柜的内部固定连接有挡块，所述挡块与侧板接触，所述机柜上滑动连接有安装板，所述安装板上设置有滤网，所述安装板上设置有风机，所述风机与滤网接触，所述安装板的内部活动链接有活动杆，所述活动杆的外侧设置有第二弹簧，所述活动杆上固定连接有限位块，所述限位块与安装板活动连接，所述限位块上固定连接有活动杆，所述活动杆与安装板活动连接，所述限位块与机柜活动连接，所述限位块上固定连接有凸块，所述凸块与机柜滑动连接。
优选的，所述支撑块的数量为四个，四个所述支撑块在机柜上均匀分布。通过设计支撑块，可对机柜的整体结构进行支撑。
优选的，所述第一弹簧的一端与连接套固定连接，所述第一弹簧的另一端与侧板固定连接。通过设计第一弹簧，使得第一弹簧的作用力可作用于连接套。
优选的，所述连接套上开设有连接槽，所述连接槽的内部滑动连接有固定杆。通过设计连接槽，使得连接套可沿着连接槽滑动。
优选的，所述机柜上开设有滑槽，所述滑槽的内部滑动连接有连杆。通过设计滑槽，使得连杆可在滑槽内滑动。
优选的，所述第二弹簧的一端与限位块接触，所述第二弹簧的另一端与安装板接触。通过设计第二弹簧，使得第二弹簧的作用力可作用于限位块。
优选的，所述机柜上开设有凹槽，所述凹槽的内部滑动连接有凸块。通过设计凹槽，使得凸块可在凹槽内滑动。
优选的，所述机柜上开设有活动槽，所述活动槽的内部活动连接有限位块。通过设计活动槽，使得限位块可在活动槽内滑动和转动。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明通过采用采用红外热成像监控的方式，能够采集到普通视频图像无法采集到的温度和人体热图等信息，进行高阶的吸氧过程体征分析和反馈，相对于原有采用普通视频监控的产品，提出了根据吸氧过程体征变化的情况，对氧舱控制设备进行反馈和优化，同时能够起到对氧舱内吸氧人数和人员位置情况的监测，同时由于热成像不采集人脸图像等信息，能够更好的保护用户在仓内的隐私。
2、本发明通过设计风机的作用，可对机柜内部进行吹风散热，以保障数据处理服务器内部不会出现过热的情况，且风机便于拆卸检修，通过滤网与防尘网的作用，也能够防止外部灰尘的进入，通过方便打开的侧板，可便捷的通过机柜侧边对机柜内部进行检修，提高了数据处理服务器检修的便捷性。
附图说明
图1为本发明的系统原理图；
图2为本发明图1的数据处理服务器示意图；
图3为本发明图2的A处放大图；
图4为本发明图2的B处放大图。
图中：1、红外热成像终端；2、数据处理服务器；3、高压氧舱控制系统；21、机柜；22、支撑块；23、侧板；24、防尘网；25、固定杆；26、第一弹簧；27、连接套；28、连接槽；29、连接块；30、连杆；31、滑槽；32、拉块；33、挡块；34、安装板；35、滤网；36、风机；37、活动杆；38、第二弹簧；39、限位块；40、活动杆；41、凸块；42、凹槽；43、活动槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，一种基于红外热成像的吸氧健康管理系统，包括红外热成像终端1、数据处理服务器2、高压氧舱控制系统3，红外热成像终端1与数据处理服务器2连接，数据处理服务器2与高压氧舱控制系统3连接，红外热成像终端1采用非制冷焦平面红外探测器，帧像素为384*288或者640*480，工作波段8-14微米，温度分辨率NETD小于等于0.1摄氏度，采用自动调焦；每个吸氧位置配套一个红外热成像终端1，采集人体脸部热成像数据，每间隔1秒保存一张图像帧，采集的图像经过内部电路板处理后通过USB端口发送至数据处理服务器2；
数据处理服务器2对接收到的红外图像数据进行存储，包含时间、氧舱和机位信息存于服务器的数据库中；采用机器学习及深度学习的方法对图像进行分析，采用Canny边缘检测结合支持向量机的动态阈值的方法划分出人脸所在的区域，并根据人脸的位置进一步划分出额头、眼睛、脸颊关键位置；根据图像中每个像素点的灰度值，计算出人脸区域的温度变化，记录下温度变化的曲线；采用深度学习的方法对整个人脸的热成像图像进行分析，在利用正常和非正常人脸热成像样本集训练出的神经网络的基础上，对采集到的人脸热图像进行分类，完成健康评估和中医体质辨识；对吸氧过程中红外热成像图像的变化进行大数据分析，采用基于神经网络的深度学习算法建立起图像变化和吸氧数据之间的关联，为个人的吸氧过程提供参考的治疗方案；
高压氧舱控制系统3根据控制算法控制加压阀、减压阀、排氧阀；在工控一体机的屏幕上展示用户吸氧过程相关的状态信息，对异常的数据提供声音报警以及数字自动变换颜色示警功能，方便管理员实时检查；信息管理界面通过上位机的图形界面对每个吸氧用户的个人情况进行管理，把握每个吸氧用户的身体状况，跟踪吸氧用户相应的历史记录以及身体体征变化。
请参阅图1、图2、图3，数据处理服务器2包括机柜21、支撑块22、侧板23、防尘网24、固定杆25、第一弹簧26、连接套27、连接槽28、连接块29、连杆30、滑槽31、拉块32、挡块33、安装板34、滤网35、风机36、活动杆37、第二弹簧38、限位块39、活动杆40、凸块41、凹槽42，机柜21上固定连接有支撑块22，支撑块22的数量为四个，四个支撑块22在机柜21上均匀分布，通过设计支撑块22，可对机柜21的整体结构进行支撑，机柜21上铰接有侧板23，侧板23上设置有防尘网24，侧板23的内部固定连接有固定杆25，固定杆25的外侧设置有第一弹簧26，固定杆25的外侧滑动套接有连接套27，连接套27上开设有连接槽28，连接槽28的内部滑动连接有固定杆25，通过设计连接槽28，使得连接套27可沿着连接槽28滑动，第一弹簧26的一端与连接套27固定连接，第一弹簧26的另一端与侧板23固定连接，通过设计第一弹簧26，使得第一弹簧26的作用力可作用于连接套27。
请参阅图1、图2、图3，连接套27与侧板23滑动连接，连接套27上固定连接有连接块29，连接块29与侧板23滑动连接，连接块29上固定连接有连杆30，连杆30分别与侧板23和机柜21滑动连接，机柜21上开设有滑槽31，滑槽31的内部滑动连接有连杆30，通过设计滑槽31，使得连杆30可在滑槽31内滑动，连接块29上固定连接有拉块32，拉块32分别与侧板23和机柜21接触，机柜21的内部固定连接有挡块33，挡块33与侧板23接触。
请参阅图1、图2、图4，机柜21上滑动连接有安装板34，安装板34上设置有滤网35，安装板34上设置有风机36，风机36与滤网35接触，安装板34的内部活动链接有活动杆37，活动杆37的外侧设置有第二弹簧38，活动杆37上固定连接有限位块39，第二弹簧38的一端与限位块39接触，第二弹簧38的另一端与安装板34接触，通过设计第二弹簧38，使得第二弹簧38的作用力可作用于限位块39。
请参阅图1、图2、图4，限位块39与安装板34活动连接，限位块39上固定连接有活动杆40，活动杆40与安装板34活动连接，限位块39与机柜21活动连接，机柜21上开设有活动槽43，活动槽43的内部活动连接有限位块39，通过设计活动槽43，使得限位块39可在活动槽43内滑动和转动，限位块39上固定连接有凸块41，凸块41与机柜21滑动连接，机柜21上开设有凹槽42，凹槽42的内部滑动连接有凸块41，通过设计凹槽42，使得凸块41可在凹槽42内滑动。
本发明具体实施过程如下：使用时，红外热成像终端1采用非制冷焦平面红外探测器，帧像素为384*288或者640*480，工作波段8-14微米，温度分辨率NETD小于等于0.1摄氏度，采用自动调焦，每个吸氧位置配套一个红外热成像终端1，采集人体脸部热成像数据，每间隔1秒保存一张图像帧，采集的图像经过内部电路板处理后通过USB端口发送至数据处理服务器2，数据处理服务器2对接收到的红外图像数据进行存储，包含时间、氧舱和机位信息存于服务器的数据库中，采用机器学习及深度学习的方法对图像进行分析，采用Canny边缘检测结合支持向量机的动态阈值的方法划分出人脸所在的区域，并根据人脸的位置进一步划分出额头、眼睛、脸颊关键位置，根据图像中每个像素点的灰度值，计算出人脸区域的温度变化，记录下温度变化的曲线，采用深度学习的方法对整个人脸的热成像图像进行分析，在利用正常和非正常人脸热成像样本集训练出的神经网络的基础上，对采集到的人脸热图像进行分类，完成健康评估和中医体质辨识，对吸氧过程中红外热成像图像的变化进行大数据分析，采用基于神经网络的深度学习算法建立起图像变化和吸氧数据之间的关联，为个人的吸氧过程提供参考的治疗方案，高压氧舱控制系统3根据控制算法控制加压阀、减压阀、排氧阀，在工控一体机的屏幕上展示用户吸氧过程相关的状态信息，对异常的数据提供声音报警以及数字自动变换颜色示警功能，方便管理员实时检查，信息管理界面通过上位机的图形界面对每个吸氧用户的个人情况进行管理，把握每个吸氧用户的身体状况，跟踪吸氧用户相应的历史记录以及身体体征变化。当数据处理服务器2在工作时，风机36同时工作，风机36将外部空气吸入，空气会排入机柜21内，达到对机柜21内部吹风散热的目的，以保障数据处理服务器2内部不会出现过热的情况，通过滤网35与防尘网24的作用，也能够防止外部灰尘进入机柜21内，当需要对风机36进行检修时，先向下按压活动杆40，活动杆40带动限位块39向下移动，限位块39带动活动杆37向下移动，限位块39会挤压第二弹簧38，同时限位块39会带动凸块41向下移动，使得凸块41与凹槽42分离，然后转动活动杆40，活动杆40带动限位块39转动，限位块39带动活动杆37转动，使得限位块39带动凸块41转动，使得限位块39与机柜21完全分离，即可将安装板34取下，方便进行风机36的检修，同时还可对滤网35进行清理。当需要对机柜21内部进行检修时，先向下拉动拉块32，拉块32带动连接块29向下移动，连接块29带动连接套27向下移动连接套27沿着固定杆25滑动会挤压第一弹簧26，同时连接块29会带动连杆30移动，使得连杆30滑动与机柜21分离，然后即可将侧板23转动打开，可便捷的通过机柜21侧边对机柜21内部进行检修，提高了数据处理服务器2检修的便捷性。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种基于红外热成像的吸氧健康管理系统，包括红外热成像终端(1)、数据处理服务器(2)、高压氧舱控制系统(3)，其特征在于：所述红外热成像终端(1)与数据处理服务器(2)连接，所述数据处理服务器(2)与高压氧舱控制系统(3)连接；
所述红外热成像终端(1)采用非制冷焦平面红外探测器，帧像素为384*288或者640*480，工作波段8-14微米，温度分辨率NETD小于等于0.1摄氏度，采用自动调焦；每个吸氧位置配套一个红外热成像终端(1)，采集人体脸部热成像数据，每间隔1秒保存一张图像帧，采集的图像经过内部电路板处理后通过USB端口发送至数据处理服务器(2)；
所述数据处理服务器(2)对接收到的红外图像数据进行存储，包含时间、氧舱和机位信息存于服务器的数据库中；采用机器学习及深度学习的方法对图像进行分析，采用Canny边缘检测结合支持向量机的动态阈值的方法划分出人脸所在的区域，并根据人脸的位置进一步划分出额头、眼睛、脸颊关键位置；根据图像中每个像素点的灰度值，计算出人脸区域的温度变化，记录下温度变化的曲线；采用深度学习的方法对整个人脸的热成像图像进行分析，在利用正常和非正常人脸热成像样本集训练出的神经网络的基础上，对采集到的人脸热图像进行分类，完成健康评估和中医体质辨识；对吸氧过程中红外热成像图像的变化进行大数据分析，采用基于神经网络的深度学习算法建立起图像变化和吸氧数据之间的关联，为个人的吸氧过程提供参考的治疗方案；
所述高压氧舱控制系统(3)根据控制算法控制加压阀、减压阀、排氧阀；在工控一体机的屏幕上展示用户吸氧过程相关的状态信息，对异常的数据提供声音报警以及数字自动变换颜色示警功能，方便管理员实时检查；信息管理界面通过上位机的图形界面对每个吸氧用户的个人情况进行管理，把握每个吸氧用户的身体状况，跟踪吸氧用户相应的历史记录以及身体体征变化。
2.根据权利要求1所述的一种基于红外热成像的吸氧健康管理系统，其特征在于：所述数据处理服务器(2)包括机柜(21)、支撑块(22)、侧板(23)、防尘网(24)、固定杆(25)、第一弹簧(26)、连接套(27)、连接槽(28)、连接块(29)、连杆(30)、滑槽(31)、拉块(32)、挡块(33)、安装板(34)、滤网(35)、风机(36)、活动杆(37)、第二弹簧(38)、限位块(39)、活动杆(40)、凸块(41)、凹槽(42)，所述机柜(21)上固定连接有支撑块(22)，所述机柜(21)上铰接有侧板(23)，所述侧板(23)上设置有防尘网(24)，所述侧板(23)的内部固定连接有固定杆(25)，所述固定杆(25)的外侧设置有第一弹簧(26)，所述固定杆(25)的外侧滑动套接有连接套(27)，所述连接套(27)与侧板(23)滑动连接，所述连接套(27)上固定连接有连接块(29)，所述连接块(29)与侧板(23)滑动连接，所述连接块(29)上固定连接有连杆(30)，所述连杆(30)分别与侧板(23)和机柜(21)滑动连接，所述连接块(29)上固定连接有拉块(32)，所述拉块(32)分别与侧板(23)和机柜(21)接触，所述机柜(21)的内部固定连接有挡块(33)，所述挡块(33)与侧板(23)接触，所述机柜(21)上滑动连接有安装板(34)，所述安装板(34)上设置有滤网(35)，所述安装板(34)上设置有风机(36)，所述风机(36)与滤网(35)接触，所述安装板(34)的内部活动链接有活动杆(37)，所述活动杆(37)的外侧设置有第二弹簧(38)，所述活动杆(37)上固定连接有限位块(39)，所述限位块(39)与安装板(34)活动连接，所述限位块(39)上固定连接有活动杆(40)，所述活动杆(40)与安装板(34)活动连接，所述限位块(39)与机柜(21)活动连接，所述限位块(39)上固定连接有凸块(41)，所述凸块(41)与机柜(21)滑动连接。
3.根据权利要求2所述的一种基于红外热成像的吸氧健康管理系统，其特征在于：所述支撑块(22)的数量为四个，四个所述支撑块(22)在机柜(21)上均匀分布。
4.根据权利要求2所述的一种基于红外热成像的吸氧健康管理系统，其特征在于：所述第一弹簧(26)的一端与连接套(27)固定连接，所述第一弹簧(26)的另一端与侧板(23)固定连接。
5.根据权利要求2所述的一种基于红外热成像的吸氧健康管理系统，其特征在于：所述连接套(27)上开设有连接槽(28)，所述连接槽(28)的内部滑动连接有固定杆(25)。
6.根据权利要求2所述的一种基于红外热成像的吸氧健康管理系统，其特征在于：所述机柜(21)上开设有滑槽(31)，所述滑槽(31)的内部滑动连接有连杆(30)。
7.根据权利要求2所述的一种基于红外热成像的吸氧健康管理系统，其特征在于：所述第二弹簧(38)的一端与限位块(39)接触，所述第二弹簧(38)的另一端与安装板(34)接触。
8.根据权利要求2所述的一种基于红外热成像的吸氧健康管理系统，其特征在于：所述机柜(21)上开设有凹槽(42)，所述凹槽(42)的内部滑动连接有凸块(41)。
9.根据权利要求2所述的一种基于红外热成像的吸氧健康管理系统，其特征在于：所述机柜(21)上开设有活动槽(43)，所述活动槽(43)的内部活动连接有限位块(39)。
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