本發(fā)明涉及健康監(jiān)護(hù)，具體涉及一種分布式信息融合安全監(jiān)護(hù)與陪伴系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、當(dāng)老人出現(xiàn)健康問題時，其子女、監(jiān)護(hù)人及朋友往往難以在第一時間發(fā)現(xiàn)，從而使老人難以第一時間得到救助與關(guān)懷。因此，智能監(jiān)護(hù)系統(tǒng)顯得尤為重要。現(xiàn)有的智能監(jiān)護(hù)系統(tǒng)通常只是對數(shù)據(jù)進(jìn)行簡單采集，并上傳至子女手機上，服務(wù)模式以及服務(wù)功能較為單一，性價比較低，監(jiān)護(hù)效果也不好，難以大范圍普及與推廣，并且，系統(tǒng)的精度不足，導(dǎo)致監(jiān)測結(jié)果可能不準(zhǔn)確。這會影響到對老年人健康狀況的評估和及時干預(yù)，降低了系統(tǒng)的有效性，不能快速有效的對老人的狀態(tài)做出反應(yīng)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種分布式信息融合安全監(jiān)護(hù)與陪伴系統(tǒng)，以解決上述背景中問題。

2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

3、一種分布式信息融合安全監(jiān)護(hù)與陪伴系統(tǒng)，包括：

4、安全監(jiān)護(hù)模塊：包括體態(tài)監(jiān)測單元和心態(tài)監(jiān)測單元；

5、體態(tài)監(jiān)測單元用于對人體移動過程中的身體狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，判斷人體在移動過程中的身體姿態(tài)是否異常；

6、心態(tài)監(jiān)測單元用于對人體的心率和呼吸狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，判斷人體的心態(tài)是否穩(wěn)定；

7、心態(tài)監(jiān)測單元的監(jiān)測方法還包括對心率和呼吸的變化監(jiān)測；

8、臥室睡眠監(jiān)測模塊：臥室睡眠監(jiān)測模塊用于對睡眠狀態(tài)的身體進(jìn)行監(jiān)測，包括睡眠過程中的心率監(jiān)測和呼吸頻率監(jiān)測；

9、廚房環(huán)境監(jiān)測模塊：用于對廚房內(nèi)的環(huán)境空氣進(jìn)行監(jiān)測，判斷廚房內(nèi)的空氣中的天然氣和/或一氧化碳?xì)怏w是否存在影響；

10、預(yù)警模塊：基于監(jiān)測獲得的異常情況進(jìn)行蜂鳴器預(yù)警和/或撥打監(jiān)護(hù)人電話。

11、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述體態(tài)監(jiān)測單元的監(jiān)測方法具體包括：

12、通過三軸加速傳感器實時采集當(dāng)前時間點t時刻的運動數(shù)據(jù)，其中，運動數(shù)據(jù)包括正向加速度值vxt、側(cè)向加速度值vyt和垂直加速度值vzt，計算獲得移動加速度總值vj；通過陀螺儀實時采集當(dāng)前時間點t時刻的角速度數(shù)據(jù)，其中，角速度數(shù)據(jù)包括正向旋轉(zhuǎn)速度值wxt、側(cè)向旋轉(zhuǎn)速度值wyt和水平旋轉(zhuǎn)速度值wzt；

13、以單位時間t為監(jiān)測周期，獲取相鄰兩個監(jiān)測時間點n和m時刻的移動加速度總值vjn和vjm；通過bvm＝vjm-vjn計算監(jiān)測時間點m時刻的移動加速度變化值bvm；

14、獲取相鄰兩個監(jiān)測時間點n和m時刻的正向旋轉(zhuǎn)速度值wxn和wxm，通過ybxm＝|wxm-wxn|計算獲得正向旋轉(zhuǎn)速度異變值ybxm；獲取相鄰兩個監(jiān)測時間點n和m時刻的側(cè)向旋轉(zhuǎn)速度值wyn和wym，通過ybym＝|wym-wyn|計算獲得側(cè)向旋轉(zhuǎn)速度異變值ybym；獲取相鄰兩個監(jiān)測時間點n和m時刻的水平旋轉(zhuǎn)速度值wzn和wzm，通過ybzm＝|wzm-wzn|計算獲得水平旋轉(zhuǎn)速度異變值ybzm；

15、將移動加速度變化值bvm與移動加速度變化閾值bvth進(jìn)行比較，同時，分別將正向旋轉(zhuǎn)速度異變值ybxm、側(cè)向旋轉(zhuǎn)速度異變值ybym和水平旋轉(zhuǎn)速度異變值ybzm與旋轉(zhuǎn)角速度異變閾值ybth進(jìn)行比較；

16、若bvm＞bvth且max(ybxm，ybym，ybzm)>ybth；則生成摔倒信號。

17、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述移動加速度總值vj的計算方式為：

18、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述心態(tài)監(jiān)測單元的監(jiān)測方法包括對實時狀態(tài)的心率和呼吸進(jìn)行監(jiān)測，具體的：

19、通過心率傳感器和熱電傳感器實時監(jiān)測當(dāng)前時間點t時刻的心率值和呼吸頻率值，分別標(biāo)記為xtt和hxt；判斷實時監(jiān)測的心率值是否處于心率穩(wěn)定值域[xts，xtp]內(nèi)，同時判斷實時監(jiān)測的呼吸頻率值hxt是否處于呼吸頻率穩(wěn)定值域[hxs，hxp]內(nèi)；

20、若實時監(jiān)測的心率值xtt處于心率穩(wěn)定值域[xts，xtp]內(nèi)且呼吸頻率值hxt處于呼吸頻率穩(wěn)定值域[hxs，hxp]內(nèi)，保持監(jiān)測；否則，生成異常指示。

21、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述心態(tài)監(jiān)測單元的監(jiān)測方法還包括對心率和呼吸的變化監(jiān)測，具體的：

22、以單位時間q為監(jiān)測周期，獲取相鄰兩個監(jiān)測時間點e和f時刻的心率值xte和xtf；同時獲取相鄰兩個監(jiān)測時間點e和f時刻的呼吸頻率值hxe和hxf；

23、通過計算獲得心率波動比xtbf；通過計算獲得呼吸頻率波動比hxbf；

24、將心率波動比xtbf與心率波動比閾值xtby進(jìn)行比較，同時將呼吸頻率波動比hxbf與呼吸頻率波動比閾值hxby進(jìn)行比較；

25、若xtbf≤xtby且hxbf≤hxby，生成心態(tài)穩(wěn)定信號；

26、若xtbf＞xtby和/或hxbf＞hxby，生成心態(tài)異常信號。

27、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述廚房環(huán)境監(jiān)測模塊，通過氣體傳感器獲取當(dāng)前時刻o的空氣環(huán)境中的天然氣溶度值和一氧化碳濃度值，并分別標(biāo)記為rro和rco；

28、分別將實時測得的天然氣濃度值rro與天然氣濃度安全值rra進(jìn)行比較，當(dāng)前時刻的一氧化碳濃度值rco與一氧化碳安全值rca進(jìn)行比較；

29、若rro＜rra且rco＜rca，生成保持監(jiān)測信號；

30、若rro≥rra和/或rco≥rca，生成廚房預(yù)警信號，此時觸發(fā)蜂鳴器，通知監(jiān)護(hù)人，同時，啟動廚房斷電保護(hù)。

31、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：還包括云平臺：用于實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的獲取、處理和存儲管理；包括數(shù)據(jù)獲取單元和數(shù)據(jù)處理單元和存儲管理單元。

32、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述數(shù)據(jù)獲取單元用于通過傳感器采集運動數(shù)據(jù)、角速度數(shù)據(jù)、心率值、呼吸頻率值、天然氣溶度值和一氧化碳濃度值。

33、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述數(shù)據(jù)處理單元用于對數(shù)據(jù)獲取單元獲取的運動數(shù)據(jù)、角速度數(shù)據(jù)、心率數(shù)據(jù)、天然氣溶度值和一氧化碳濃度值進(jìn)行計算處理。

34、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述安全監(jiān)護(hù)模塊、臥室睡眠監(jiān)測模塊、廚房環(huán)境監(jiān)測模塊預(yù)警模塊和云平臺之間通過電和/或通信連接。

35、本發(fā)明的有益效果：

36、本發(fā)明中，通過對移動過程中的身體狀態(tài)進(jìn)行多角度加速度和角速度的監(jiān)測，判斷身體在移動過程中是否出現(xiàn)摔倒的情況，同時配合心率和呼吸監(jiān)測，對身體在移動、摔倒或者睡眠過程中的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，可以實現(xiàn)對被監(jiān)護(hù)人全天候的監(jiān)測監(jiān)護(hù)，避免被監(jiān)護(hù)人出現(xiàn)意外而無法及時發(fā)現(xiàn)的情況；另外，該系統(tǒng)還可以對被監(jiān)護(hù)人的生活環(huán)境，如廚房等空氣中的天然氣或者一氧化碳實施監(jiān)測，避免被監(jiān)護(hù)人出現(xiàn)火災(zāi)中毒等安全隱患，實現(xiàn)了對監(jiān)護(hù)人全天候、全方位的監(jiān)測，更好的保證被監(jiān)護(hù)人的身體安全，系統(tǒng)通過角速度、角速度、心率呼吸等多方面監(jiān)測，精度好，響應(yīng)快，可以快速有效的對監(jiān)護(hù)人的意外做出快速精準(zhǔn)的響應(yīng)。

技術(shù)特征：

1.一種分布式信息融合安全監(jiān)護(hù)與陪伴系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分布式信息融合安全監(jiān)護(hù)與陪伴系統(tǒng)，其特征在于，所述體態(tài)監(jiān)測單元的監(jiān)測方法具體包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種分布式信息融合安全監(jiān)護(hù)與陪伴系統(tǒng)，其特征在于，所述移動加速度總值vj的計算方式為：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分布式信息融合安全監(jiān)護(hù)與陪伴系統(tǒng)，其特征在于，所述心態(tài)監(jiān)測單元的監(jiān)測方法包括對實時狀態(tài)的心率和呼吸進(jìn)行監(jiān)測，具體的：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分布式信息融合安全監(jiān)護(hù)與陪伴系統(tǒng)，其特征在于，所述心態(tài)監(jiān)測單元的監(jiān)測方法還包括對心率和呼吸的變化監(jiān)測，具體的：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分布式信息融合安全監(jiān)護(hù)與陪伴系統(tǒng)，其特征在于，所述廚房環(huán)境監(jiān)測模塊，通過氣體傳感器獲取當(dāng)前時刻o的空氣環(huán)境中的天然氣溶度值和一氧化碳濃度值，并分別標(biāo)記為rro和rco；

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分布式信息融合安全監(jiān)護(hù)與陪伴系統(tǒng)，其特征在于，還包括云平臺：用于實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的獲取、處理和存儲管理；包括數(shù)據(jù)獲取單元和數(shù)據(jù)處理單元和存儲管理單元。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種分布式信息融合安全監(jiān)護(hù)與陪伴系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)獲取單元用于通過傳感器采集運動數(shù)據(jù)、角速度數(shù)據(jù)、心率值、呼吸頻率值、天然氣溶度值和一氧化碳濃度值。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種分布式信息融合安全監(jiān)護(hù)與陪伴系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理單元用于對數(shù)據(jù)獲取單元獲取的運動數(shù)據(jù)、角速度數(shù)據(jù)、心率數(shù)據(jù)、天然氣濃度值和一氧化碳濃度值進(jìn)行計算處理。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種分布式信息融合安全監(jiān)護(hù)與陪伴系統(tǒng)，其特征在于，所述安全監(jiān)護(hù)模塊、臥室睡眠監(jiān)測模塊、廚房環(huán)境監(jiān)測模塊預(yù)警模塊和云平臺之間通過電和/或通信連接。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及健康監(jiān)護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種分布式信息融合安全監(jiān)護(hù)與陪伴系統(tǒng)，包括：安全監(jiān)護(hù)模塊：包括體態(tài)監(jiān)測單元和心態(tài)監(jiān)測單元；心態(tài)監(jiān)測單元的監(jiān)測方法還包括對心率和呼吸的變化監(jiān)測，臥室睡眠監(jiān)測模塊：臥室睡眠監(jiān)測模塊用于對睡眠狀態(tài)的身體進(jìn)行監(jiān)測，包括睡眠過程中的心率監(jiān)測和呼吸頻率監(jiān)測；廚房環(huán)境監(jiān)測模塊：用于對廚房內(nèi)的環(huán)境空氣進(jìn)行監(jiān)測，判斷廚房內(nèi)的空氣中的天然氣和/或一氧化碳?xì)怏w是否存在影響；預(yù)警模塊：基于監(jiān)測獲得的異常情況進(jìn)行蜂鳴器預(yù)警和/或撥打監(jiān)護(hù)人電話，實現(xiàn)了對監(jiān)護(hù)人全天候、全方位的監(jiān)測，更好的保證被監(jiān)護(hù)人的身體安全，避免被監(jiān)護(hù)人出現(xiàn)意外而無法及時發(fā)現(xiàn)的情況。

技術(shù)研發(fā)人員：吳志國,田會峰,臧欣雨,費清揚,馬富源,徐浩,宗紫文
受保護(hù)的技術(shù)使用者：張家港江蘇科技大學(xué)產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/24