一种青少年心理健康监测预警装置和方法与流程

本发明涉及一种青少年心理健康监测预警装置和方法，属于心理健康预警领域。

背景技术：

由于青少年时常承受升学竞争、人际交往、就业困难、情感脆弱等压力，导致青少年的身心健康得到严重影响，容易产生意志薄弱、情绪不稳定、缺乏自信心、承受能力差等心理问题,甚至造成自杀。国内一项关于中学生的调查报告显示：有1/3的中学生患有严重的压抑症，16％的学生承认有自杀意念，9％承认尝试过自杀。青少年常见的心理异常表现主要有冲动性人格障碍，情绪表现为易怒；焦虑障碍，情绪表现为经常害怕紧张，生理表现为心率加快、出冷汗；抑郁症，情绪表现为长时间低落消沉，生理表现为长时间不活动；饮食失调，生理表现为体重波动较大；还有强迫症、依赖症等等。

尽管疏导青少年心理疾病的方法很多，无论是开展各种形式的心理健康教育,还是开设心理咨询、热线电话，最关键的还是需及时获知青少年的心理状态。然而目前家长与老师无法时刻关注青少年的行为，更无法发现青少年的异常行为，不能及时掌握青少年的心理健康状况，从而无法及时进行疏导治疗。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是现有技术无法时刻关注青少年行为，无法及时获知青少年的异常状态，无法监测青少年心理情况。

为解决上述问题，本发明提出了一种青少年心理健康监测预警装置，包括相连的检测终端和监控终端，检测终端包括处理模块和体征参数采集模块，处理模块分别与体征参数采集模块和监控终端连接，体征参数采集模块包括六轴传感器、脉搏传感器、汗液传感器和语音传感器，处理模块包括微处理器和与微处理器相连的存储器，六轴传感器、脉搏传感器、汗液传感器和语音传感器分别与微处理器相连，监控终端通过无线通信模块与微处理器连接；检测终端用于佩戴在待测者手腕处，监控终端用于显示检测终端检测的结果并发出警告。

作为本发明的进一步改进，所述监测预警装置还包括操作面板和显示屏，所述操作面板和显示屏与微处理器相连，操作面板上设有数字按键、确认按键和清除按键，用于对微处理器进行设置，根据不同待测者设置微处理器中手臂运动量、脉率、出汗量和话音特征这几个体征参考值。

本发明还提出了一种青少年心理健康监测预警方法，包括以下步骤：

步骤1、体征数据测量步骤，六轴传感器、脉搏传感器、汗液传感器和语音传感器在微处理器的调用下，分别对待测者的手臂运动、脉率、汗液量和话音特征进行采集；

步骤2、体征状态判断步骤，微处理器将六轴传感器在白天时间段采集的手臂运动数据与手臂运动参考数据相比较，判断待测者的手臂运动是否正常；微处理器将六轴传感器在夜晚时间段采集的手臂运动数据与睡眠手臂运动参考数据相比较，判断待测者的睡眠是否正常；将脉搏传感器采集的脉率与脉率参考值相比较，判断待测者的脉搏跳动是否正常；将汗液传感器采集的汗液量与汗液量参考值相比较，判断待测者的出汗量是否正常；将语音传感器采集的话音特征与话音特征参考值相比较，判断待测者说话是否正常；

步骤3、情绪状态判断步骤，微处理器通过无线通信模块连接待测者的手机，采集预置在待测者手机中的词语筛选程序检测出的关键词语输入频率，微处理器将关键词语输入频率与关键词语频率参考值比较，判断待测者的情绪状态是否正常；

步骤4、获得心理健康指数步骤，微处理器将手臂运动数据、睡眠数据、脉率、汗液量、话音特征和关键词语输入频率进行加权处理后获得待测者的心理健康指数；

步骤5、检测结果发送步骤，微处理器将六轴传感器、脉搏传感器、汗液传感器、语音传感器采集的体征数据和判断的体征状态、判断的情绪状态以及获得的心理健康指数通过无线通信模块传输给监控终端；

步骤6、监控与预警步骤，监控终端将预设时间段内的体征数据进行存储并统计，通过图表形式显示，当心理健康指数超过预设阈值范围，监控终端发出预警。

本发明的有益效果：本发明通过实时采集待测者的手臂运动、脉搏、汗液和语音这四个体征数据以及待测者使用关键词语的频率，通过上述数据的结合获得待测者的心理健康指数，即使监护人不经常陪伴身边也可实时查看检测数据，并在待测者各体征状态出现异常或心理健康指数异常时，可及时通知监护人，对青少年心理状况进行实时监测，从而容易且能够及时进行就诊，发现心理问题并争取治疗时间。

附图说明

图1是本发明青少年心理健康监测预警装置的框图。

图2是本发明青少年心理健康监测预警方法的流程图。

具体实施方式

本发明提供了一种青少年心理健康监测预警装置，包括相连的检测终端和监控终端，检测终端包括处理模块和体征参数采集模块，处理模块分别与体征参数采集模块和监控终端连接，体征参数采集模块包括六轴传感器、脉搏传感器、汗液传感器和语音传感器，处理模块包括微处理器和与微处理器相连的存储器，六轴传感器、脉搏传感器、汗液传感器和语音传感器与微处理器相连，监控终端通过无线通信模块与微处理器连接。检测终端可制作成手环，佩戴在待测者手腕处。

其中六轴传感器用于检测待测者手臂运动数据，包括手臂角度、角速度、加速度等数据，并将检测数据发送给微处理器，微处理器分析处理这些数据,计算出手臂运动力量和速度。微处理器将白天时段获得的手臂运动力量和速度与手臂运动参数值相比较，将待测者的手臂运动分为无规律剧烈运动、有规律运动、轻微运动和不运动四种类型，判断待测者的手臂运动是否正常。一般待测者进行体育运动时手臂为有规律运动，待测者学习或玩手机、电脑时手臂为轻微运动，待测者情绪激动发泄时手臂为无规律剧烈运动，待测者长时间不活动时手臂为不运动。微处理器将夜晚时间段获得的手臂运动力量和速度与睡眠手臂运动参考数据相比较，将待测者的手臂运动分为频繁动作和偶尔动作两种类型，判断待测者的睡眠是否正常。一般待测者睡眠安稳时手臂偶尔动作，失眠或者睡不安稳时手臂动作频繁。

脉搏传感器用于检测待测者的脉率，并将测量值发送给微处理器，微处理器将测量值与脉率参考值比较，判断待测者的脉搏跳动是否正常。一般待测者处于害怕或紧张状态时，脉搏跳动较快。

汗液传感器用于检测待测者的出汗量，并将测量值发送给微处理器，微处理器将测量值与汗液参考值比较，判断待测者的出汗量是否正常。一般待测者处于害怕或紧张状态时，出汗量会增加。

语音传感器用于采集待测者的语音信号，检测话音特征，话音特征包括基频、强度、时长、元音共振峰等，并将测量值发送给微处理器，微处理器将测量值与预设话音特征参考值比较，判断待测者说话是否正常。一般待测者处于情绪激动状态时，会发生激烈吵闹，话音特征变化明显。

微处理器用于根据检测的手臂运动数据、脉率、汗液量及话音特征，判断待测者的各项体征状态，并对上述各项检测数据进行加权处理，得到待测者的心理健康指数，并将上述各项检测数据、判断的各项体征状态以及得到的心理健康指数通过无线通信模块发送给监控终端。

监控终端用于显示接收到的各项检测数据，并在任一项体征状态异常时或心理健康指数超出预设阈值时发出预警。监测终端可为安装有与监测预警装置配合的APP的手机、电脑等，待测者的监护人可通过监控终端时刻关注青少年的行为，并在监控终端的预警下及时发现待测者的心理问题。

优选，微处理器还连接有操作面板和显示屏，操作面板上设有数字按键、确认按键和清除按键，用于对微处理器进行设置，根据不同待测者设置微处理器中手臂运动量、脉率、出汗量和话音特征这几个体征参考值。

本发明提出的一种青少年心理健康监测预警方法，使用上述监测预警装置，具体包括以下步骤：

体征数据测量步骤，六轴传感器、脉搏传感器、汗液传感器和语音传感器在微处理器的调用下，分别对待测者的手臂运动、脉率、汗液量和话音特征进行采集，话音特征包括基频、强度、时长、元音共振峰等；

体征状态判断步骤，微处理器将六轴传感器在白天时段采集的手臂运动数据与手臂运动参考值相比较，判断待测者的手臂运动是否正常；微处理器将六轴传感器在夜晚时段采集的手臂运动数据与睡眠手臂运动参考值相比较，判断待测者的睡眠是否正常；将脉搏传感器采集的脉率与脉率参考值相比较，判断待测者的脉搏跳动是否正常；将汗液传感器采集的汗液量与汗液量参考值相比较，判断待测者的出汗量是否正常；将语音传感器采集的话音特征与话音特征参考值相比较，判断待测者说话是否正常；

情绪状态判断步骤，微处理器通过无线通信模块连接待测者的手机，采集预置在待测者手机中的用于监测输入法的词语筛选程序检测出的关键词语输入特征，微处理器将关键词语输入频率与关键词语频率参考值比较，判断待测者的情绪状态是否正常；

获得心理健康指数步骤，微处理器将手臂运动数据、睡眠数据、脉率、汗液量、话音特征和关键词语输入频率进行加权处理后获得待测者的心理健康指数；由上述各项体征测量值获得心理健康指数的模型为现有技术，可通过统计数据经过自学习方法如神经网络算法学习获得；

检测结果发送步骤，微处理器将六轴传感器、脉搏传感器、汗液传感器、语音传感器采集的体征数据和判断的体征状态、判断的情绪状态以及获得的心理健康指数通过无线通信模块传输给监控终端；

监控与预警步骤，监控终端将预设时间段内的体征数据进行存储并统计，通过图表形式显示，当心理健康指数超过预设阈值范围，监控终端发出预警。

如图2所示，本发明使用青少年心理健康监测预警装置进行监测预警的方法的具体实施例如下：

步骤1、根据待测者的平时运动情况及身体状态，设置手臂运动参考值、睡眠手臂运动参考值、脉率参考值、汗液量参考值、话音特征参考值(包括基频参考值、强度参考值、时长参考值、元音共振峰参考值)、关键词语频率参考值以及心理健康指数阈值。该步骤可通过操作面板进行设置，也可通过监控终端远程设置。

步骤2、在微处理器的调用下，六轴传感器、脉搏传感器、汗液传感器和语音传感器分别测量待测者的手臂甩动数据、脉率、汗液量和话音特征这四个体征数据，微处理器将各体征测量数据保存至存储器中。

步骤3、微处理器将各项体征测量数据与各项参考值比较，判断出待测者身体的各项体征状态，分别是待测者的手臂运动是否正常，待测者的睡眠是否正常，待测者的脉搏跳动是否正常，待测者的出汗量是否正常，待测者的说话是否正常。

步骤4、微处理器通过无线通信模块连接待测者的手机，采集预置在待测者手机中的用于监测输入法的词语筛选程序检测出的关键词语输入频率，微处理器将关键词语输入频率与关键词语频率参考值比较，判断待测者的情绪状态是否正常。安装在待测者手机中的词语筛选程序为现有技术，只需设置好需要其筛选的关键词语，关键词语为“难受”、“郁闷”、“自杀”、“失恋”等反应青少年情绪的词语，该程序会监测手机输入法，当用户输入时检测是否为关键词语并计算出关键词语输入的频率。

步骤5、微处理器将手臂运动数据、脉率、汗液量、话语特征和关键词语输入频率加权处理后得到心理健康指数。

步骤6、微处理器将六轴传感器、脉搏传感器、汗液传感器和语音传感器采集的体征数据和判断的体征状态、判断的情绪状态以及获得的心理健康指数通过无线通信模块传输给监控终端。

步骤7、监控终端将接收到的体征数据进行存储，对每天、每周、每月的数据进行统计，通过图表形式显示，当待测者有一项体征状态非正常时，或者情绪状态非正常时，或者心理健康指数超出预设阈值时，监控终端发出预警，并自动推送一些有关青少年心理健康方面的文章供家长参考阅读。