CN114596691A - 智能徽章的健康监测系统及监测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了智能徽章的健康监测系统及监测方法，包括处理器、位置数据采集模块、运动数据采集模块、环境数据采集模块、语音模块、震动器模块和数据存储模块；本发明所设计的智能徽章具备以下优点：具备信息录入功能，可以更新使用者的身份信息，确保徽章的实用价值；具备坐姿提醒功能，可以提醒使用者矫正坐姿；通过检测分析使用者周边环境数据和使用者的运动数据，可以为用户提供健康科学的生活建议；采用双模式设定，可以避免影响到使用者的正常工作；通过设定各功能的启用时间和条件，可以在不影响正常使用的情况下节约电能，通过定位模块中各个子模块间的互补使用，可以进一步降低能耗，增加徽章的续航能力。

Description

智能徽章的健康监测系统及监测方法
技术领域
本发明涉及智能徽章技术领域，具体为智能徽章的健康监测系统及监测方法。
背景技术
徽章是一种装饰物，长佩戴于左胸前用以显示身份信息，现有徽章上的信息数据无法修改，身份信息一旦变更，旧的徽章则只剩下纪念意义，无实用价值，例如学生的班级信息变更后，就需要重新制作徽章，造成了大量的浪费；现有的徽章功能单一，缺少坐姿提醒功能，无法提示用户保持正确的坐姿；现有徽章的健康监测功能大多是统计使用者的步数，不仅数据来源单一，且无法为用户的健康状况提供科学的建议；现有的徽章因增加了各种功能，导致能耗提高，这极大的缩短了徽章的续航能力，导致需要经常充电，影响正常使用。
发明内容
本发明的目的在于提供智能徽章的健康监测系统及监测方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：智能徽章的健康监测系统，包括外壳，所述外壳的内部安装有电路板，电路板的外壁上固定连接有处理器，处理器通过信号线连接有位置数据采集模块、运动数据采集模块、环境数据采集模块、语音模块、无线通讯模块、电源管理模块、震动器模块和数据存储模块。
优选的，所述位置数据采集模块包括WIFI定位子模块、蓝牙定位子模块、LBS定位子模块和GPS定位子模块。
优选的，所述运动数据采集模块包括多轴运动传感器子模块和重力检测子模块。
优选的，所述环境数据采集模块包括温度检测子模块、紫外线强度检测子模块和湿度检测子模块。
优选的，所述语音模块包括语音采集子模块、语音处理子模块和扬声器子模块，且语音采集子模块与语音处理子模块通过信号线连接，语音处理子模块与处理器通过信号线连接，处理器与扬声器子模块通过信号线连接。
优选的，所述数据存储模块内存储有系统数据库。
优选的，所述电路板上固定连接有显示屏，且显示屏与处理器通过信号线连接，电路板上固定连接有开关按钮，且开关按钮与处理器通过信号线连接。
优选的，所述电路板上固定连接有充电电池，且充电电池与电源管理模块通过信号线连接，电源管理模块通过信号线连接有充电接口，且充电接口设置于外壳的一侧外壁上，充电接口的一侧设置有回形针，且回形针固定连接于外壳的一侧外壁上。
智能徽章的健康监测系统的监测方法，包括步骤一，系统初始化；步骤二，佩戴使用；步骤三，进入工作模式；步骤四，进入休闲模式；
其中上述步骤一中，首先将智能徽章通过无线通讯模块与云服务器建立数据连接，对系统进行初始化设置；
其中上述步骤二中，使用者通过回形针将智能徽章佩戴在胸口位置，按下开关按钮，启用徽章，当进入设定的工作时间段，则系统自动切换至工作模式，当进入设定的休闲时间段，则系统自动切换至休闲模式；
其中上述步骤三中，系统处于工作模式状态时，禁用扬声器子模块，避免打扰到正常工作；启用坐姿矫正功能，重力检测子模块实时监测使用者上半身倾斜角度，一旦检测到的角度数据超出设定范围，且持续时间超出设定值，则启动震动器模块，使徽章发出一次震动，提醒使用者矫正坐姿；
其中上述步骤四中，系统处于休闲模式状态时，启用扬声器子模块实时播报信息，关闭坐姿矫正功能。
优选的，所述步骤一中，系统初始化设置包括使用者身份信息录入、工作模式与休闲模式切换时间设定、不良坐姿的角度范围及持续时间设定、位置检测间隔时间设定、环境数据采集时间设定和语音指令库录入；当徽章启用后，WIFI定位子模块、蓝牙定位子模块和LBS定位子模块处于运行状态，三者间歇检测位置信息，GPS定位子模块处于休眠状态等待唤醒，当WIFI定位子模块、蓝牙定位子模块和LBS定位子模块都无法采集到位置数据式，则唤醒GPS定位子模块，否则GPS定位子模块一直处于休眠状态，以此节约电能；语音采集子模块和语音处理子模块一直处于启用状态，使用者可通过语音指令切换模式，也可单独唤醒使用某一功能，语音指令拥有最高的优先级；运动数据采集模块一直处于启用状态，多轴运动传感器子模块检测使用者的加速度，统计使用者的运动数据；同时，在到达设定的时间点时，处理器唤醒环境数据采集模块采集环境数据，运动数据和环境数据经处理器处理后，由显示屏显示，并由无线通讯模块传输给服务器，服务器根据运动数据和环境数据为使用者的运动、饮水、穿衣和防紫外线等方面提供建议，并发送存储至数据存储模块。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明所设计的智能徽章具备以下优点：
1、具备信息录入功能，可以更新使用者的身份信息，确保徽章的实用价值；
2、具备坐姿提醒功能，可以提醒使用者矫正坐姿；
3、通过检测分析使用者周边环境数据和使用者的运动数据，可以为用户提供健康科学的生活建议；
4、采用双模式设定，可以避免影响到使用者的正常工作；
5、通过设定各功能的启用时间和条件，可以在不影响正常使用的情况下节约电能，通过定位模块中各个子模块间的互补使用，可以进一步降低能耗，增加徽章的续航能力。
附图说明
图1为本发明的整体立体结构正视图；
图2为本发明的电路板立体结构示意图；
图3为本发明的模块框架图；
图4为本发明的系统流程图；
图5为本发明的方法流程图；
图中：1、外壳；2、电路板；3、回形针；4、显示屏；5、充电电池；6、充电接口；7、开关按钮；20、处理器；21、位置数据采集模块；210、WIFI定位子模块；211、蓝牙定位子模块；212、LBS定位子模块；213、GPS定位子模块；22、运动数据采集模块；220、多轴运动传感器子模块；221、重力检测子模块；23、环境数据采集模块；230、温度检测子模块；231、紫外线强度检测子模块；232、湿度检测子模块；24、语音模块；240、语音采集子模块；241、语音处理子模块；242、扬声器子模块；25、无线通讯模块；26、电源管理模块；27、震动器模块；28、数据存储模块；280、系统数据库。
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1-3，本发明提供的一种实施例：智能徽章的健康监测系统，包括外壳1，外壳1的内部安装有电路板2，电路板2的外壁上固定连接有处理器20，处理器20通过信号线连接有位置数据采集模块21、运动数据采集模块22、环境数据采集模块23、语音模块24、无线通讯模块25、电源管理模块26、震动器模块27和数据存储模块28；位置数据采集模块21包括WIFI定位子模块210、蓝牙定位子模块211、LBS定位子模块212和GPS定位子模块213，位置数据采集模块21用于定位；运动数据采集模块22包括多轴运动传感器子模块220和重力检测子模块221，多轴运动传感器子模块220用于检测加速度，重力检测子模块221用于检测倾斜度；环境数据采集模块23包括温度检测子模块230、紫外线强度检测子模块231和湿度检测子模块232，温度检测子模块230用于检测温度，紫外线强度检测子模块231用于检测紫外线强度，湿度检测子模块232用于检测空气湿度；语音模块24包括语音采集子模块240、语音处理子模块241和扬声器子模块242，且语音采集子模块240与语音处理子模块241通过信号线连接，语音处理子模块241与处理器20通过信号线连接，处理器20与扬声器子模块242通过信号线连接，语音采集子模块240用于采集语音数据，语音处理子模块241用于对语音进行降噪和特征提取，扬声器子模块242用于播报信息；数据存储模块28内存储有系统数据库280，数据存储模块28用于存储临时数据和系统数据；电路板2上固定连接有显示屏4，且显示屏4与处理器20通过信号线连接，电路板2上固定连接有开关按钮7，且开关按钮7与处理器20通过信号线连接，显示屏4用于显示身份信息，也可用于查阅环境信息、运动信息和健康状况建议，开关按钮7用于控制电源的开关；电路板2上固定连接有充电电池5，且充电电池5与电源管理模块26通过信号线连接，电源管理模块26通过信号线连接有充电接口6，且充电接口6设置于外壳1的一侧外壁上，充电接口6的一侧设置有回形针3，且回形针3固定连接于外壳1的一侧外壁上，充电电池5用于为系统提供电能，电源管理模块26用于管理充电电池5充放电，充电接口6用于插接充电线，回形针3方便使用者佩戴使用徽章。
请参阅图4-5，本发明提供的一种实施例：智能徽章的健康监测系统的监测方法，包括步骤一，系统初始化；步骤二，佩戴使用；步骤三，进入工作模式；步骤四，进入休闲模式；
其中上述步骤一中，首先将智能徽章通过无线通讯模块25与云服务器建立数据连接，对系统进行初始化设置；系统初始化设置包括使用者身份信息录入、工作模式与休闲模式切换时间设定、不良坐姿的角度范围及持续时间设定、位置检测间隔时间设定、环境数据采集时间设定和语音指令库录入；当徽章启用后，WIFI定位子模块210、蓝牙定位子模块211和LBS定位子模块212处于运行状态，三者间歇检测位置信息，GPS定位子模块213处于休眠状态等待唤醒，当WIFI定位子模块210、蓝牙定位子模块211和LBS定位子模块212都无法采集到位置数据式，则唤醒GPS定位子模块213，否则GPS定位子模块213一直处于休眠状态，以此节约电能；语音采集子模块240和语音处理子模块241一直处于启用状态，使用者可通过语音指令切换模式，也可单独唤醒使用某一功能，语音指令拥有最高的优先级；运动数据采集模块22一直处于启用状态，多轴运动传感器子模块220检测使用者的加速度，统计使用者的运动数据；同时，在到达设定的时间点时，处理器20唤醒环境数据采集模块23采集环境数据，运动数据和环境数据经处理器20处理后，由显示屏4显示，并由无线通讯模块25传输给服务器，服务器根据运动数据和环境数据为使用者的运动、饮水、穿衣和防紫外线等方面提供建议，并发送存储至数据存储模块28；
其中上述步骤二中，使用者通过回形针3将智能徽章佩戴在胸口位置，按下开关按钮7，启用徽章，当进入设定的工作时间段，则系统自动切换至工作模式，当进入设定的休闲时间段，则系统自动切换至休闲模式；
其中上述步骤三中，系统处于工作模式状态时，禁用扬声器子模块242，避免打扰到正常工作；启用坐姿矫正功能，重力检测子模块221实时监测使用者上半身倾斜角度，一旦检测到的角度数据超出设定范围，且持续时间超出设定值，则启动震动器模块27，使徽章发出一次震动，提醒使用者矫正坐姿；
其中上述步骤四中，系统处于休闲模式状态时，启用扬声器子模块242实时播报信息，关闭坐姿矫正功能。
基于上述，本发明的优点在于，该发明使用时，首先对系统进行初始化设置，然后通过回形针3将智能徽章佩戴在胸口位置按下开关按钮7，启用徽章，徽章所采集和接收的各类信息都可通过显示屏4进行查阅显示；其中，各模块的功能如下：处理器20用于分析处理数据和发出控制信号；位置数据采集模块21、WIFI定位子模块210、蓝牙定位子模块211、LBS定位子模块212和GPS定位子模块213都用于采集使用者的位置信息；运动数据采集模块22中的多轴运动传感器子模块220用于采集使用者的加速度数据，重力检测子模块221用于检测使用者的上半身倾斜角度数据；环境数据采集模块23用于采集环境参数，温度检测子模块230用于检测温度，紫外线强度检测子模块231用于检测紫外线强度，湿度检测子模块232用于检测空气湿度；语音模块24中的语音采集子模块240用于采集语音数据，语音处理子模块241用于对语音进行降噪和特征提取，扬声器子模块242用于播报信息；无线通讯模块25用于提供网络服务；电源管理模块26用于管理充电电池5的充放电；震动器模块27用于发出震动提醒；数据存储模块28用于存储各类数据，系统数据库280用于存储系统数据；电路板2用于承载装置电路部分，外壳1上的充电接口6用于连接充电线。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.智能徽章的健康监测系统，包括外壳(1)，其特征在于：所述外壳(1)的内部安装有电路板(2)，电路板(2)的外壁上固定连接有处理器(20)，处理器(20)通过信号线连接有位置数据采集模块(21)、运动数据采集模块(22)、环境数据采集模块(23)、语音模块(24)、无线通讯模块(25)、电源管理模块(26)、震动器模块(27)和数据存储模块(28)。
2.根据权利要求1所述的智能徽章的健康监测系统，其特征在于：所述位置数据采集模块(21)包括WIFI定位子模块(210)、蓝牙定位子模块(211)、LBS定位子模块(212)和GPS定位子模块(213)。
3.根据权利要求1所述的智能徽章的健康监测系统，其特征在于：所述运动数据采集模块(22)包括多轴运动传感器子模块(220)和重力检测子模块(221)。
4.根据权利要求1所述的智能徽章的健康监测系统，其特征在于：所述环境数据采集模块(23)包括温度检测子模块(230)、紫外线强度检测子模块(231)和湿度检测子模块(232)。
5.根据权利要求1所述的智能徽章的健康监测系统，其特征在于：所述语音模块(24)包括语音采集子模块(240)、语音处理子模块(241)和扬声器子模块(242)，且语音采集子模块(240)与语音处理子模块(241)通过信号线连接，语音处理子模块(241)与处理器(20)通过信号线连接，处理器(20)与扬声器子模块(242)通过信号线连接。
6.根据权利要求1所述的智能徽章的健康监测系统，其特征在于：所述数据存储模块(28)内存储有系统数据库(280)。
7.根据权利要求1所述的智能徽章的健康监测系统，其特征在于：所述电路板(2)上固定连接有显示屏(4)，且显示屏(4)与处理器(20)通过信号线连接，电路板(2)上固定连接有开关按钮(7)，且开关按钮(7)与处理器(20)通过信号线连接。
8.根据权利要求1所述的智能徽章的健康监测系统，其特征在于：所述电路板(2)上固定连接有充电电池(5)，且充电电池(5)与电源管理模块(26)通过信号线连接，电源管理模块(26)通过信号线连接有充电接口(6)，且充电接口(6)设置于外壳(1)的一侧外壁上，充电接口(6)的一侧设置有回形针(3)，且回形针(3)固定连接于外壳(1)的一侧外壁上。
9.智能徽章的健康监测系统的监测方法，包括步骤一，系统初始化；步骤二，佩戴使用；步骤三，进入工作模式；步骤四，进入休闲模式；其特征在于：
其中上述步骤一中，首先将智能徽章通过无线通讯模块(25)与云服务器建立数据连接，对系统进行初始化设置；
其中上述步骤二中，使用者通过回形针(3)将智能徽章佩戴在胸口位置，按下开关按钮(7)，启用徽章，当进入设定的工作时间段，则系统自动切换至工作模式，当进入设定的休闲时间段，则系统自动切换至休闲模式；
其中上述步骤三中，系统处于工作模式状态时，禁用扬声器子模块(242)，避免打扰到正常工作；启用坐姿矫正功能，重力检测子模块(221)实时监测使用者上半身倾斜角度，一旦检测到的角度数据超出设定范围，且持续时间超出设定值，则启动震动器模块(27)，使徽章发出一次震动，提醒使用者矫正坐姿；
其中上述步骤四中，系统处于休闲模式状态时，启用扬声器子模块(242)实时播报信息，关闭坐姿矫正功能。
10.根据权利要求9所述的智能徽章的健康监测系统的监测方法，其特征在于：所述步骤一中，系统初始化设置包括使用者身份信息录入、工作模式与休闲模式切换时间设定、不良坐姿的角度范围及持续时间设定、位置检测间隔时间设定、环境数据采集时间设定和语音指令库录入；当徽章启用后，WIFI定位子模块(210)、蓝牙定位子模块(211)和LBS定位子模块(212)处于运行状态，三者间歇检测位置信息，GPS定位子模块(213)处于休眠状态等待唤醒，当WIFI定位子模块(210)、蓝牙定位子模块(211)和LBS定位子模块(212)都无法采集到位置数据式，则唤醒GPS定位子模块(213)，否则GPS定位子模块(213)一直处于休眠状态，以此节约电能；语音采集子模块(240)和语音处理子模块(241)一直处于启用状态，使用者可通过语音指令切换模式，也可单独唤醒使用某一功能，语音指令拥有最高的优先级；运动数据采集模块(22)一直处于启用状态，多轴运动传感器子模块(220)检测使用者的加速度，统计使用者的运动数据；同时，在到达设定的时间点时，处理器(20)唤醒环境数据采集模块(23)采集环境数据，运动数据和环境数据经处理器(20)处理后，由显示屏(4)显示，并由无线通讯模块(25)传输给服务器，服务器根据运动数据和环境数据为使用者的运动、饮水、穿衣和防紫外线等方面提供建议，并发送存储至数据存储模块(28)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU220729U1 (ru) * 2023-08-22 2023-09-29 Общество с ограниченной ответственностью "СТЕДИКОНТРОЛ" Аудиобейдж

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