检测人体与环境信息的方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种检测人体与环境信息的方法及系统。本发明检测人体与环境信息的方法包括：检测单元获取被检测者耳部的人体特征信息及当前环境特征信息；发送单元将所述人体特征信息及当前环境特征信息发送给接收单元；所述接收单元接收人体特征信息及当前环境特征信息；数据处理单元根据所述人体特征信息及当前环境信息确定所述被检测者的健康状况及防护级别；显示单元根据所述健康状况及防护级别进行显示。本发明在耳部采集人体特征信息和当前环境特征信息，将所获信息通过无线通讯发送到数据处理单元进行处理、分析，并由显示单元显示。
【专利说明】检测人体与环境信息的方法及系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及电子信息技术，尤其涉及一种检测人体与环境信息的方法及系统。
【背景技术】
[0002]随着科学技术的发展，消费者正日益生活在互联网中，工作、生活、社交都在云端完成。而智能可穿戴设备的出现，则将互联网的延伸物一物联网带入了用户的日常生活。可穿戴设备是一种可以穿在身上或贴近身体并能发送和传递信息的智能设备。由于可穿戴设备具有自身轻巧、紧贴身体等特点，使其为人体与世界交流提供了一个出色的平台。智能可穿戴设备的工作方法主要是通过智能监测装置将检测得到的用户身体机能数据通过传输装置传输到互联网云端，在云端进行计算、分析与应用，进而反馈给用户作为参考。而现阶段的商用可穿戴设备主要有健康腕带和智能手表两类。如美国Jawbone公司的JawboneUP款智能手环是通过手环上的传感装置，追踪人们的身体活动数据，提供“健康生活方式的整体分析”，进而为用户提供健康生活指南；后者如中国果壳公司的果壳智能手表，它通过与智能终端实时无线同步，在手表屏幕上显示短信、音乐或者电邮更新等。但是目前市场上的可穿戴智能设备均存在功能单一化和设备高成本高等问题。面对这样的市场和技术困境，亟需一种具有强大功能、外观时尚且低廉价格的可穿戴式产品的出现。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于，针对上述现有智能腕带和智能手表的诸多问题，提出一种检测人体与环境信息的方法，在采集人体特征信息和当前环境特征信息的同时，能将所获信息通过无线通讯发送到数据处理单元进行处理、分析，并由显示单元显示。
[0004]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是:一种检测人体与环境信息的方法，包括:
检测单元获取被检测者耳部的人体特征信息及当前环境特征信息；
发送单元将所述人体特征信息及当前环境特征信息发送给接收单元；
所述接收单元接收人体特征信息及当前环境特征信息；
数据处理单元根据所述人体特征信息及所述当前环境信息确定所述被检测者的健康状况及防护级别；
显示单元根据所述健康状况及防护级别进行显示。
[0005] 进一步地，所述人体特征信息包括人体心脏跳动频率、人体温度以及人体当前运动速度中的一种或多种。
[0006]进一步地，所述环境特征信息包括外界环境温度和/或光照紫外线强度。
[0007]进一步地，所述发送和接收由低能耗的无线蓝牙实现，使信息的实时无线同步。
[0008]进一步地，确定防护级别是通过将人体特征信息和当前环境特征信息与专家系统对比，为用户提供人体分析以及建议。
[0009]进一步地，所述专家系统包括各年龄段下和各环境温度下的人体正常体温、各运动条件下的心跳频率、紫外线强度，并提供防护阈值。当检测到的人体特征信息、当前环境特征信息超过防护阈值，执行防护提示。具体地，通过对监测得到的人体体温与专家系统中的各年龄段下和各环境温度下的人体正常体温确定用户是否存在发烧的情况；通过监测得到的心脏跳动频率、监测得到的人体当前的运动速度与专家系统中各运动条件下的心跳频率进行对比，确定用户是否存在心跳过快或过慢以及是否需要休息等问题；通过监测得到的紫外线强度与专家系统中紫外线强度阈值进行对比，确定用户是否需要进行紫外线防护等问题。
[0010]本发明的另一个目的还提供了一种检测人体与环境信息的系统，包括:
检测单元，用于佩戴于被检测者耳部，获取被检测者耳部的人体特征信息和当前环境特征信息；
发送单元，用于将所述人体特征信息及当前环境特征信息发送给接收单元； 接收单元，用于接收人体特征信息及当前环境特征信息，并将人体特征信息及当前环境特征信息发送给数据处理单元；
数据处理单元，用于根据所述人体特征信息及所述当前环境信息确定被检测者的健康状况及防护级别；
显示单元，用于显示健康状况及防护级别。
[0011]进一步地，所述检测单元能通过耳垂夹持或耳垂洞插入固定在人体耳朵上。
[0012]进一步地，所述检测单元包括人体特征信息采集传感器和环境特征信息采集传感器。
[0013]进一步地，所述人体特征信息采集传感器包括脉搏传感器、三轴加速度传感器和第一温度传感器中的一种或多种，所述脉搏传感器、三轴加速度传感器和温度传感器分别与第一信号采集与调制电路连接；所述脉搏传感器用于采集人体心脏跳动频率；所述温度传感器用于采集人体体温；所述三轴加速度传感器用于采集人体运动时间、人体运动强度、行走及奔跑步数和睡眠时间参数信息中的一种或多种。
[0014]具体地，所述心脏跳动频率采集方法是通过脉搏传感器监测心脏跳动时的脉搏波，采用光电法获取脉搏波波形，经过调制电路的滤波处理后，计算波动频率进而获得心脏跳动频率。所述人体体温是通过将热电阻式温度传感器直接固定在本发明系统与人体皮肤直接接触的位置上，将采集得到的数据经过调制电路的数据整定后的方法获得的。所述人体当前的运动速度是通过三轴重力加速度传感器根据人体的颠簸程度，运用计步算法计算得到。在此过程中，可以获得人体运动时间、人体运动强度、行走及奔跑步数、睡眠时间参数。
[0015]进一步地，所述环境特征信息采集传感器包括第二温度传感器和/或紫外线传感器，所述第二温度传感器和紫外线传感器分别与第一信号采集与调制电路连接；所述第二温度传感器用于采集环境温度；所述紫外线传感器用于采集环境紫外线强度环境信息。
[0016]具体地，所述环境温度是通过将热电阻式温度传感器固定在本发明系统远离人体皮肤的位置上，将采集得到的数据经过数据整定后的方法获得的。所述紫外线强度是通过紫外线传感器感应紫外光源强度，经过数据整定后的方法获得的。
[0017]进一步地，所述发送单元和接收单元为低能耗的无线蓝牙通讯单元。本发明无线蓝牙发射端与检测单元设置成一体，为智能耳饰；无线蓝牙接收端与数据处理单元、和显示单元设置成一体，为智能终端；无线蓝牙发射端和无线蓝牙接收端能实现检测单元与数据处理单元之间的数据传递。
[0018]可以理解，本发明所述发送单元和接收单元还能通过无线局域网通讯实现，通过智能耳饰内置的无线发射器发送监测数据，智能终端通过无线接收模块接收智能耳饰传送过来的数据。此时，智能耳饰包括检测单元和无线发射器，智能终端包括无线接收模、数据处理单元、和显示单元。
[0019]进一步地，所述显示单元为手机、平板电脑、笔记本电脑、台式电脑和嵌入式平台中的一种或几种。
[0020]本发明一种检测人体与环境信息的方法科学、合理，能同时检测人体耳部的人体特征信息及当前环境特征信息，并将所获信息进行处理、分析和显示。
[0021]本发明检测人体与环境信息的方法及系统与现有技术相比，具有以下优点:①本发明采用智能耳饰形式而不是智能腕带和智能手表，形式新颖时尚，目前市场上没有任何同类产品本发明采用蓝牙通讯或无线局域网通讯，实现智能终端与耳环式智能装置的无线连接，成本低廉；③本发明检测人体与环境信息的系统将多个人体和环境参数的监控功能集成到体积非常小的智能耳饰上，在使用便携性上与智能手环和手表相比有很大的提升。
[0022]
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1为本发明检测人体与环境信息的方法的示意图；
图2为智能耳饰的示意图；
图3为智能终端的示意图；
图4为本发明实施例示意图。
[0024]
【具体实施方式】
[0025]本发明实施例公开了一种检测人体与环境信息的方法及系统。
[0026]本发明检测人体与环境信息的方法在采集人体特征信息和当前环境特征信息的同时，能将所获信息通过无线通讯发送到数据处理单元进行处理、分析，并由显示单元显
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[0027]下面结合附图对本发明实施例进行进一步详细说明 如图1所示，为本发明检测人体与环境信息的方法的示意图。
[0028]1、检测单元获取被检测者耳部的人体特征信息及当前环境特征信息；
人体特征信息包括人体心脏跳动频率、人体温度以及人体当前的运动速度中的一种或多种。具体的检测过程可以是由智能耳饰(移动终端)设置的测量模块进行测量，也可以由测量装置测量，例如脉 搏传感器、三轴加速度传感器和第一温度传感器。
[0029]环境特征信息包括外界环境温度和/或光照紫外线强度。具体的检测过程可以是由智能耳饰(移动终端)设置的测量模块进行测量，也可以由测量装置测量，例如第二温度传感器和紫外线传感器。[0030]所述检测过程可以定时执行或者随时执行。
[0031]2、发送单元将所述人体特征信息及当前环境特征信息发送给接收单元；
3、所述接收单元接收人体特征信息及当前环境特征信息；
检测结束后所述信号的发送和接收由低能耗的无线蓝牙实现，使信息的实时无线同步。
[0032]4、数据处理单元根据所述人体特征信息及所述当前环境信息确定所述被检测者的健康状况及防护级别；
确定防护级别是通过将人体特征信息和当前环境特征信息与专家系统对比，为用户提供人体分析以及建议。所述专家系统为各项身体状况和环境状况参考数值范围，该专家系统存储在数据处理单元中。
[0033]专家系统(各项身体状况和环境状况参考数值范围)包括各年龄段下和各环境温度下的人体正常体温、各运动条件下的心跳频率、紫外线强度，并提供防护阈值。当检测到的人体特征信息、当前环境特征信息超过防护阈值，执行防护提示。具体地，通过对监测得到的人体体温与专家系统中的各年龄段下和各环境温度下的人体正常体温确定用户是否存在发烧的情况；通过监测得到的心脏跳动频率、监测得到的当前的运动速度与专家系统中各运动条件下的心跳频率进行对比，确定用户是否存在心跳过快或过慢以及是否需要休息等问题；通过监测得到的紫外线强度与专家系统中紫外线强度阈值进行对比，确定用户是否需要进行紫外线防护等问题。
[0034]所述防护阈值可以由厂商或用户根据参考数据设定，或由用户根据医生的建议设置防护阈值。
[0035]5、显示单元根据所述健康状况及防护级别进行显示。
[0036]图2、3、4为本实施例检测人体与环境信息的系统的示意图。
[0037]本实施例提供了一种检测人体与环境信息的系统，包括:
检测单元，能佩戴于被检测者耳部，获取被检测者耳部的人体特征信息和当前环境特征信息；所述检测单元能通过耳垂夹持固定在人体耳朵上。可以理解所述检测单元还能通过耳垂洞插入固定在人体耳朵上。
[0038]检测单元包括人体特征信息采集传感器和环境特征信息采集传感器。
[0039]人体特征信息采集传感器包括脉搏传感器(Sparkfun公司的SEN-11574脉搏传感器)、三轴加速度传感器(Dytran公司的Dytran三轴加速度传感器)和第一温度传感器(ABC公司的PT100温度传感器)中的一种或多种，所述脉搏传感器、三轴加速度传感器和温度传感器分别与第一信号采集与调制电路连接；所述脉搏传感器用于采集人体心脏跳动频率；所述温度传感器用于采集人体体温；所述三轴加速度传感器用于采集人体运动时间、人体运动强度、行走及奔跑步数和睡眠时间参数信息中的一种或多种。
[0040]具体地，心脏跳动频率采集方法是通过脉搏传感器监测心脏跳动时的脉搏波，采用光电法获取脉搏波波形，经过滤波处理后，计算波动频率进而获得心脏跳动频率。所述人体体温是通过将热电阻式温度传感器直接固定本发明系统与人体皮肤直接接触的位置上，将采集得到的数据经过数据整定后的方法获得的。所述人体当前的运动速度是通过三轴重力加速度传感器根据人体的颠簸程度，运用计步算法计算得到。在此过程中，可以获得人体运动时间、人体运动强度、行走及奔跑步数、睡眠时间参数。[0041]环境特征信息采集传感器包括第二温度传感器(SABC公司的PT100温度传感器)和/或紫外线传感器(SENTRION公司的B TYPE紫外线传感器)，所述第二温度传感器和紫外线传感器分别与第一信号采集与调制电路连接；所述第二温度传感器用于采集环境温度；所述紫外线传感器用于采集环境紫外线强度环境信息。
[0042]具体地，环境温度是通过将热电阻式温度传感器直接固定远离人体皮肤的位置上，将采集得到的数据经过数据整定后的方法获得的。所述紫外线强度是通过紫外线传感器感应紫外光源强度，经过数据整定后的方法获得的。
[0043]在通过将人体特征信息于环境特征信息进行数据高通滤波与调制后，经过ATMEL公司的AT89C51嵌入式微系统进行控制各信号的采集频率以及数据自整定。
[0044]发送单元，用于将所述人体特征信息及当前环境特征信息发送给接收单元；接收单元，用于接收人体特征信息及当前环境特征信息，并将人体特征信息及当前环境特征信息发送给数据处理单元；所述发送单元和接收单元为低能耗的无线蓝牙通讯单元。本发明无线蓝牙发射端与检测单元设置成一体，为智能耳饰6 ;无线蓝牙接收端与数据处理单元、和显示单元设置成一体，为智能终端7 ;无线蓝牙发射端和无线蓝牙接收端能实现检测单元与数据处理单元之间的数据传递。具体地，本实施例通过TI公司生产的CC2541F128RHAR型无线蓝牙通讯模块，通过蓝牙无线通讯方法将测量得到的人体特征数据与环境特征数据，同步给数据处理单元。
[0045]本实施例所述数据处理单元为智能手机，用于根据所述人体特征信息及所述当前环境信息确定被检测者的健康状况及防护级别；智能手机内置的数据可视化软件将检测得到的数据在显示单元上可视化，并结合其内置的专家系统为用户提供人体分析以及建议。可以理解所述显示单元还可选自平板电脑、笔记本电脑、台式电脑、嵌入式平台中的一种或几种。
[0046]由以上实施例可见，本发明检测人体与环境信息的系统通过检测人体特征信息和当前环境特征信息，并对比专家系统，使被检测者能在第一时间了解自己的身体状况，同时为被检测者提供人体分析和建议。
[0047]现以具体用户为例进行详细说明，用户基本资料为:年龄35岁，男，本实施例的智能终端为智能手机iPhone 5S，专家系统的所有防护阈值以及判断标准如下:
紫外线判断指标以及防护措施是结合世界卫生组织“针对日常预报紫外线指数不同数值的建议防护措施”制定的，如下表1所示。
[0048]表1紫外线判断指标
【权利要求】
1.一种检测人体与环境信息的方法，其特征在于，包括: 检测单元获取被检测者耳部的人体特征信息及当前环境特征信息； 发送单元将所述人体特征信息及当前环境特征信息发送给接收单元； 所述接收单元接收人体特征信息及当前环境特征信息； 数据处理单元根据所述人体特征信息及所述当前环境信息确定所述被检测者的健康状况及防护级别； 显示单元根据所述健康状况及防护级别进行显示。
2.根据权利要求1所述检测人体与环境信息的方法，其特征在于，所述人体特征信息包括人体心脏跳动频率、人体温度以及人体当前运动速度中的一种或多种；所述环境特征信息包括外界环境温度和/或光照紫外线强度。
3.根据权利要求1所述检测人体与环境信息的方法，其特征在于，所述发送和接收由低能耗的无线蓝牙实现。
4.根据权利要求1所述检测人体与环境信息的方法，其特征在于，确定防护级别是通过将人体特征信息和当前环境特征信息与专家系统对比，为用户提供人体分析以及建议。
5.根据权利要求4所述检测人体与环境信息的方法，其特征在于，所述专家系统包括各年龄段下和各环境温度下的人体正常体温；各运动条件下的心跳频率；紫外线强度，并提供防护阈值。
6.—种检测人体与环境信息的系统,其特征在于,包括: 检测单元，用于佩戴于被检测者耳部，获取被检测者耳部的人体特征信息和当前环境特征信息； 发送单元，用于将所述人体特征信息及当前环境特征信息发送给接收单元； 接收单元，用于接收人体特征信息及当前环境特征信息，并将人体特征信息及当前环境特征信息发送给数据处理单元； 数据处理单元，用于根据所述人体特征信息及所述当前环境信息确定被检测者的健康状况及防护级别； 显示单元，用于显示健康状况及防护级别。
7.根据权利要求6所述检测人体与环境信息的系统，其特征在于，所述检测单元能通过耳垂夹持或耳垂洞插入固定在人体耳朵上。
8.根据权利要求6所述检测人体与环境信息的系统，其特征在于，所述检测单元包括人体特征信息采集传感器和环境特征信息采集传感器； 所述人体特征信息采集传感器包括脉搏传感器、三轴加速度传感器和第一温度传感器中的一种或多种，所述脉搏传感器、三轴加速度传感器和温度传感器分别与第一信号米集与调制电路连接；所述脉搏传感器用于采集人体心脏跳动频率；所述温度传感器用于采集人体体温；所述三轴加速度传感器用于采集人体运动时间、人体运动强度、行走及奔跑步数和睡眠时间参数信息中的一种或多种； 所述环境特征信息采集 传感器包括第二温度传感器和/或紫外线传感器，所述第二温度传感器和紫外线传感器分别与第一信号采集与调制电路连接；所述第二温度传感器用于采集环境温度；所述紫外线传感器用于采集环境紫外线强度环境信息。
9.根据权利要求6所述检测人体与环境信息的系统，其特征在于，所述发送单元和接收单元为低能耗的无线蓝牙通讯单元。
10.根据权利要求6所述检测人体与环境信息的系统，其特征在于，所述显示单元为手机、平板电脑、笔记本电脑、台 式电脑和嵌入式平台中的一种或几种。
【文档编号】G01D21/02GK103876720SQ201410119850
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年3月28日 优先权日:2014年3月28日
【发明者】孙灵俊, 何福本, 李航, 张波, 吴涛, 秦晓程, 舒利明 申请人:大连谦益科技有限公司