一种基于可穿戴设备的健康数据管理方法与流程

本发明属于智能医疗领域，尤其涉及一种基于可穿戴设备的健康数据管理方法。

背景技术：

可穿戴设备是近年来发展出现一种新型智能电子设备，该设备可以直接穿在身上，或是整合到用户的衣服或配件中，典型的可穿戴设备包括智能手表、智能手环、智能眼镜等等。可穿戴设备不仅仅是一种硬件设备，更是通过软件支持以及数据交互、云端交互来实现强大的功能。

现有技术中，可穿戴设备提供的一种强大功能是监测用户的身体健康数据，例如血压、心率、血氧等等，在发现异常时可以发出相应的警报。但是，现有技术中的可穿戴设备都是独立监测，基于对自身监测数据的分析发出警报，这样的分析不够全面，容易发生误报。另外，身体健康数据作为个人隐私数据，也不方便发送到云端。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的上述问题，本发明提供了一种基于可穿戴设备的健康数据管理方法。

本发明采用的技术方案具体如下：

一种基于可穿戴设备的健康数据管理方法，包括以下步骤：

步骤100：多个可穿戴设备同时监测用户的人体健康数据，并与智能手机建立通信连接；

步骤200：所述多个可穿戴设备将其监测到的健康数据通过所述通信连接发送给所述智能手机；

步骤300：所述智能手机分时段加密所述健康数据，将加密后的健康数据发送给云服务器存储，其中，所述加密使用对称加密，并且每个时段所使用的加密密钥不同；

步骤400：当任意一个可穿戴设备发现监测的健康数据发生异常时，其立即通知所述智能手机；

步骤500：所述智能手机在收到异常通知后，将当前时段以及前后多个时段的密钥发送给云服务器，请求云服务器进行异常分析；

步骤600：所述云服务器接收到异常分析请求后，根据收到的多个密钥，解密相应的健康数据并进行分析，如果分析确认发生异常，将分析结果发送给指定设备或人员。

进一步地，所述步骤300中，为每个时段生成密钥的步骤包括：

步骤310：所述智能手机事先随机生成并存储种子密钥k；

步骤320：所述智能手机按序给时段编号；

步骤330：在第n个时段结束时，所述智能手机生成该时段的密钥keyn，即：keyn＝hash(k||n||timestamp)；

其中，符号||表示将前后两个变量的二进制表示相连接，n为该时段的编号，timestamp是当前时间的时间戳，hash是一个哈希函数。

进一步地，所述步骤320中，所述智能手机按照时段的先后顺序给时段编号，第一个时段编号为1，之后的时段编号按序递增，第n个时段编号为n。

进一步地，所述步骤320中，，所述智能手机按照时段的先后顺序给时段编号，第一个时段编号为m，m是一个随机数，之后的时段编号按序递增，第n个时段编号为m+n。

进一步地，所述步骤330中，根据密钥长度的需求选取不同的哈希函数。

进一步地，所述智能手机保持一个时段计数器，该计数器保存当前时段的编号，在每个时段开始时自动加一。

进一步地，每个可穿戴设备都具有无线通信模块，用于与智能手机建立无线通信。

进一步地，所述无线通信模块是蓝牙通信模块。

进一步地，所述步骤600中，云服务器首先解密已经收到的时段数据，然后再随时间解密后续时段的数据。

进一步地，所述步骤600中，云服务器将分析结果通过短信发送给指定的手机号，或者发送给用户指定的家庭医生所拥有的设备。

本发明的有益效果是：有效监控和存储用户通过可穿戴设备获取的健康数据，能够及时发现和报告异常的健康状况，并且保证了用户对健康数据的隐私要求。

附图说明

此处所说明的附图是用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，但并不构成对本发明的不当限定，在附图中：

图1是本发明方法适用的系统环境示意图。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，其中的示意性实施例以及说明仅用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

参见附图1，其示出了本发明实施例所适用的可穿戴设备系统环境，在该系统环境中，包括多个可穿戴设备、智能手机和云服务器。

其中，每个可穿戴设备都可以监测用户的一项或多项健康数据，例如血压、心率、血氧等等。基于一个优选实施例，可穿戴设备1监测第一健康数据，可穿戴设备2监测第二健康数据，可穿戴设备3监测第三健康数据。每个可穿戴设备都具有无线通信模块，可以与智能手机建立无线通信，并传输监测到的健康数据。所述无线通信模块例如可以是蓝牙通信模块。

所述智能手机可以收集每个可穿戴设备发送来的健康数据，例如，从三个可穿戴设备分别获取第一健康数据、第二健康数据、第三健康数据。这样，智能手机就能汇总所有可穿戴设备监测到的健康数据，从而获得完整的健康监测数据。

进一步地，所述智能手机还可以基于本发明的方法对获得的健康数据进行相应的处理，并上传到云服务器。

所述云服务器用于存储接收到的用户健康数据，并且可以基于本发明的方法对健康数据进行相应的分析和处理。

基于上述说明的系统环境，下面对本发明的健康数据管理方法进行详细的说明。

步骤100：多个可穿戴设备同时监测用户的人体健康数据，并与智能手机建立通信连接。

具体的，一个用户可以根据其具体需求以同时穿着多个可穿戴设备。现有的可穿戴设备可以监测用户的多种人体健康数据，例如使用智能手表可以监测血压，使用可穿戴心电图仪可以监测心电图，等等。

可穿戴设备在监测数据的同时，与用户的智能手机建立通信连接，通常这种连接都是近场通信，典型的是使用蓝牙通信连接。因此一般要求用户同时携带智能手机，并在第一次连接时做好例如蓝牙配对等工作。如果可穿戴设备未能连接到相应的智能手机，则可穿戴设备可以临时存储近期数据(存储的数据量视其存储器容量而定)，并定时尝试连接智能手机，直到连接成功。

步骤200：所述多个可穿戴设备将其监测到的健康数据通过所述通信连接发送给所述智能手机。

具体的，每个可穿戴设备在监测到人体健康数据之后，每隔一定的时间将其在该时间内监测到的人体健康数据发送给所述智能手机。例如，可穿戴设备每隔10秒钟，将其在过去10秒钟内监测到的人体健康数据发送给所述智能手机。

这样，对应于多个可穿戴设备，智能手机可以收集多种相应的人体健康数据，正常情况下，其收集的每种人体健康数据是在一定时间内连续的人体健康数据。例如，可穿戴设备1监测血压，可穿戴设备2监测心率，则智能手机就可获取血压和心率两种连续的健康数据。

步骤300：所述智能手机分时段加密所述健康数据，将加密后的健康数据发送给云服务器存储，其中，所述加密使用对称加密，并且每个时段所使用的加密密钥不同。

通常而言，健康数据属于个人的隐私数据，用户在正常情况下不愿意给外人知晓，因此上传给云服务器的健康数据必须经过加密。但是，在后续出现的异常情况下，又需要赋予云服务器解密部分数据的能力，此时就需要告知服务器解密的密钥。如果仅仅使用一个密钥，云服务器就可以解密该用户的所有健康数据，这与加密的初衷不符。

基于上述理由，本发明采用了分时段加密的方法，每个时段的长度是固定的，可以预先设置。例如，一个时段是1分钟，在一个时段结束后，智能手机为该时段生成一个密钥，使用该密钥加密该时段内的所有健康数据，然后再上传给云服务器。这样，如果需要云服务器解密部分时段的健康数据，只需要发送相应时段的密钥给云服务器即可。云服务器也只能根据收到的密钥解密相应时段的数据，并不能解密所有数据，因此保证了用户健康数据的隐私要求。

但是，如果每分钟都生成一个密钥，智能手机势必需要保存大量密钥，而智能手机通常存储空间有限，存储大量密钥会给智能手机带来很大的负担，造成大量的存储资源浪费。因此本发明还提供了以下一种生成分时段密钥的方式，以使得智能手机不用存储大量密钥，具体包括：

步骤310：所述智能手机事先随机生成并存储种子密钥k。

为安全考虑，所述种子密钥k应当具有足够的长度，优选的，种子密钥k为1024位。所述种子密钥是生成后续密钥的基础，因此智能手机应当安全存储所述种子密钥。

步骤320：所述智能手机按序给时段编号。

如前所述，所述智能手机是按照时段加密健康数据并上传云服务器，因此，智能手机可以按照时段的先后顺序给时段编号。例如，第一个上传数据的时段编号为1，之后的时段编号按序递增，第n个时段编号为n。为了增加安全性，也可以给第一个时段编号为m，m是一个随机数，则第n个时段编号为m+n。

步骤330：在第n个时段结束时，所述智能手机生成该时段的密钥keyn，即：

keyn＝hash(k||n||timestamp)。

其中，符号||表示将前后两个变量的二进制表示相连接，例如，假设k为1024位，n为8位，timestamp为64位，则将三个数相连接后成为1024+8+64＝1096位的二进制数。

timestamp是当前时间的时间戳，也就是第n个时段的结束时间。hash是一个哈希函数，其可以根据密钥长度的需要选取不同的哈希算法。例如，如果需要的密钥长度是128位，则可以采用md5算法，如果需要的密钥长度是256位，可以采用sha-256算法。

这样，通过上述步骤310-330，智能手机可以给任意一个时段生成一个密钥，使用该密钥加密该时段的健康数据。而智能手机中只需要存储种子密钥k、时段编号的起始值m(即第一个时段编号)、第一个时段的起始时间、时段的长度，就可以计算出任意一个时段的密钥，从而减少了对智能手机的存储需求。实际上，智能手机可以保持一个时段计数器，该计数器保存当前时段的编号，在每个时段开始时自动加一，这样在大部分情况下就可以直接获取当前时段编号，不用再计算。

步骤400：当任意一个可穿戴设备发现监测的健康数据发生异常时，其立即通知所述智能手机。

本发明要求每个可穿戴设备具有一定的存储能力和分析能力，可以对其监测的健康数据进行分析，如果发现数据异常，其可以立即通知智能手机。但是，可穿戴设备可能只是监测一项健康数据，获取的数据并不全面，分析能力也有限，因此有可能发生误报，需要由云服务器进行后续的准确全面的分析。

步骤500：所述智能手机在收到异常通知后，将当前时段以及前后多个时段的密钥发送给云服务器，请求云服务器进行异常分析。

具体的，智能手机可以采用步骤310-330相同的方法，计算得到当前时段和前后多个时段的密钥。例如，假设当前时段编号为n，智能手机可以计算前a个时段，后b个时段的密钥，也就是密钥序列keyn-a，keyn-a+1，keyn-a+2，……，keyn，keyn+1，……，keyn+b，总共a+b+1个密钥。并将这些密钥发送给云服务器。上述a和b的值可以预先定义，目的是使云服务器可以解密并分析一个连续时间内的所有健康数据。

步骤600：所述云服务器接收到异常分析请求后，根据收到的多个密钥，解密相应的健康数据并进行分析，如果分析确认发生异常，将分析结果发送给指定设备或人员。

云服务器收到的密钥包括当前时段以及前后多个时段的密钥，云服务器可以首先解密已经收到的时段数据，然后再随时间解密后续时段的数据。基于具体情况，分析其中时段数据，可以立即进行分析，也可以等到解密所有数据后再进行分析。

由于云服务器解密得到的数据包括所有监测得到的健康数据，并且云服务器的计算能力和分析能力比较强，可以根据预设的规则分析所有健康数据，得到一个相对可靠的分析结果。

一旦分析结果确认发生了异常的健康状况，云服务器可以将分析结果发送给指定设备或人员，例如向指定的手机号发送短信，或者发送给用户指定的家庭医生。

通过本发明的上述方法步骤，有效监控和存储了用户通过可穿戴设备获取的健康数据，能够及时发现和报告异常的健康状况，并且保证了用户对健康数据的隐私要求。

以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。