一种可穿戴式运动状态检测识别系统的制作方法

1.本发明涉及智能穿戴技术领域，特别涉及一种可穿戴式运动状态检测识别系统。


背景技术：

2.目前，摔倒已经成为我国的公共卫生事件，并且摔倒已经成为了65岁以上老年人伤亡的首要原因。所以，对运动者在运动过程中的运动风险检测非常重要。市面上对人员的运动风险检测识别系统大多采用摄像头检测，如在养老院或者医院，有专设的监控室和摄像头，在监测安全状况的情况下，也能够发现摔倒的人员，并采取措施。现有的运动风险检测识别系统普遍是对运动过程中的摔倒和跌倒进行检测然后报警，但是，不同的运动者身体状况不同，运动者在运动过程中身体内部的变化难以及时发现并采取应对措施，运动者在运动过程中的安全难以保证，并且需要专门的人时刻监测，到时耗费人力大，且人员因需而离开监控室或者注意力不集中易导致不能够即使发现摔倒的人员，如此，造成不能达到准确检测人员摔倒的问题，更导致延误对摔倒人员的救治的问题。
3.随着仓储技术的发展，越来越多的各类型仓库如冷库被建立起来。在进入特定场地前往往需要佩戴专用防护装置，而专用防护装置内能够集成有可执行特定任务的专用可穿戴设备。这些特种作业人员在进入工作场地时往往需要佩戴适应各自工作内容的专用防护装置。
4.现有技术中通过获取用户行为信息，并对数据进行处理，这样的行为建立在一个系统或装置之上，检测的范围有限，并且对存储和宽带的要求高，在使用时存在一定的延时性，特别是提醒、被提醒、响应、采取措施、定位、准确提供帮助等等行为在此类文献中都是以小时为单位来达成的，基本上没有实用性。此外，此类文献大多都仅仅关注用户以及智能穿戴设备与用户行为之间的关系，由此单方面依靠智能设备来提醒其他人员来执行协助任务；协助任务误报率之高，以至于没有人会单独依靠智能设备的提醒来执行救助任务。
5.因此，如何提供一种能够即使发现并执行救助任务的可穿戴式运动状态检测识别系统，是本领域亟需解决的问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于，提出一种可穿戴式运动状态检测识别系统，通过管理控制中心能直接监控运动状态的异常情况，并对异常情况采取全方位的管控。
7.为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
8.一种可穿戴式运动状态检测识别系统，包括管理控制中心、和至少一个可穿戴设备；
9.所述可穿戴设备包括定位模块、通信模块和预警模块；
10.所述定位模块用于检测位置信息和时间信息，并通过所述通信模块将位置信息和时间信息发送给管理控制中心；
11.所述预警模块用于根据位置信息和时间信息，监测异常情况，并在存在异常情况
时，通过所述通信模块发送风险提升至所述管理控制中心；
12.所述管理控制中心，用于对所述风险提示进行分级，并根据风险提示不同等级采取不同程度的管控方式。
13.进一步的，还包括智能设备，用于与可穿戴设备匹配连接，还用于通过定位基站与管理控制中心进行通讯；
14.每个所述可穿戴设备上均设置有电子标签，所述智能设备上设置有读写器；所述智能设备通过所述读写器对所述电子标签进行解读，获取佩戴信息，并由所述管理控制中心根据佩戴信息来检测所述可穿戴设备佩戴的完整性。
15.进一步的，所述管理控制中心通过智能设备执行在线测试或者通过管理控制中心获得的各模块的在线状态来确定可穿戴设备的完整性。
16.进一步的，所述智能设备通过可穿戴设备获取用户视向和运动方向，结合获取到的视向和运动方向，进行可穿戴设备的持续完整性检测；可以通过将可穿戴设备集成在头部获取用户视向，通过将可穿戴设备集成在腕部获取运动方向。
17.进一步的，所述可穿戴设备还包括气体检测模块、声光模块和生命体征检测模块；
18.所述气体检测模块，用户检测有毒气体，并当检测到有毒气体时通过通信模块向管理控制中心发送风险提示并通过所述声光模块向用户发出警报；为减少误报情况的发生，可穿戴设备仅当在借助于可穿戴设备的完整性检测认定用户未正确佩戴相关护具的情况下才向管理控制中心发送风险提示。
19.所述生命体征检测模块还用于根据管理控制中心不同程度的管控方式进行健康检测；为减少误报情况的发生，在可穿戴设备的完整性检测认定用户正确佩戴相关护具的情况下，则生命体征检测模块响应于所述管理控制中心管控的方式检测用户的健康参数向管理控制中心发送提示消息的同时也提供完整性检测信息，例如附加已穿戴冰窖服的消息。由管理控制中心利用既有安保设施来执行二次校验，例如光学检测方式或其他人为干预方式；
20.所述生命体征检测模块用于对健康参数进行检测，所述健康参数至少包括血压、血氧饱和度、脉搏、体温和脑电波中的一种或多种；所述生命体征检测模块通过预警模块和通信模块与所述管理控制中心建立通讯并发送健康参数和风险提示。
21.进一步的，所述风险提示的等级包括低风险、中风险和高风险；所述低风险为摔倒后在第一预设时间段内起身，各项健康参数在第一预设时间段内恢复正常的情况；所述中风险等级为摔倒后在第一预设时间段内不能起身，各项健康参数在第二预设时间段内恢复正常的情况；所述高风险等级为摔倒后在第一预设时间段内不能起身并且在第二预设时间段内，各项健康参数没有恢复趋势或者根据健康参数显示生命体征下降的情况；所述第二预设时间段大于所述第一预设时间段。
22.进一步的，当某一所述可穿戴设备的风险提示为低风险，所述管理控制中心与该可穿戴设备进行通讯了解异常情况；
23.当某一所述可穿戴设备的风险提示为中风险，所述管理控制中心通过与该可穿戴设备通讯，获得异常情况并向出现异常情况预设范围内的其他可穿戴设备发送帮助指令；
24.当某一所述可穿戴设备的风险提示为高风险，所述管理控制中心与该可穿戴设备建立数据传输，实时监测可穿戴设备检测到的健康参数并派遣第三方服务端对异常行为用
户进行救助。
25.进一步的，所述管理控制中心与至少一个第三方服务端通信连接；所述管理控制中心根据风险提示的不同等级，发送相应的管控信息至相应的所述第三方服务端。
26.进一步的，所述管理控制中心还与监测场所内相应的既有安保设施通信连接；所述管理控制中心用于根据所述定位模块发送的位置信息和时间信息，发送相应的管控信息至对应的所述既有安保设施。
27.进一步的，管理控制中心通过既有安保设施对用户工作总时长进行累计，当总时长超过预设阈值时，管理控制中心通过既有安保设施进行管控。
28.本发明产生的有益效果：
29.本发明通过可穿戴设备直接对运动状态进行检测，并生成风险提示，避免了大量的工作建立在一个系统或装置上，解决了检测范围有限以及存储等问题，实现了低延时的处理过程，实用性高；本发明对风险进行管控，借助第三方以及环境内既有安保设施，以此达到了及时执行救援任务的效果。
附图说明
30.图1是本发明提供的一种可穿戴式运动状态检测识别系统示意图；
31.图2是本发明中可穿戴设备的结构示意图；
32.图3是本发明提供的用于检测全身穿戴状况的可穿戴设备分布的示意图；
33.图4是本发明提供的一种优选实施方式的运动状态风险检测系统现场布置示意图；
34.图5是本发明提供的一种优选实施方式的北斗通讯示意图；
35.其中：管理控制中心；：可穿戴设备；121：头部模块；122：颈部模块；123：第一腕部模块；124：第二腕部模块；125：腹部模块；126：第一腿部模块；127：第二腿部模块；128：第一脚部模块；129：第二脚部模块；131：定位模块；132：预警模块；133：气体检测模块；134：生命体征检测模块；135：声光模块；136：通信模块。
具体实施方式
36.为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
37.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
38.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
39.本发明实施例公开了一种可穿戴式运动状态检测识别系统，具体包括以下内容：
40.请参阅图1、图2，一种可穿戴式运动状态检测识别系统，包括管理控制中心、和可穿戴设备；
41.可穿戴设备包括定位模块、通信模块和预警模块；
42.定位模块用于检测位置信息和时间信息，并通过通信模块将位置信息和时间信息发送给管理控制中心；
43.预警模块用于根据位置信息和时间信息，监测异常情况，并在存在异常情况时，通过通信模块发送风险提升至管理控制中心；
44.管理控制中心，用于对风险提示进行分级，并根据风险提示不同等级采取不同程度的管控方式。
45.其中，当管理控制中心响应风险提示时，可穿戴设备与管理控制中心进行数据通讯，以确认由管理控制中心对相应异常行为状态进行管控。
46.为了进一步实施上述技术方案，定位模块采用uwb室内定位系统进行检测，并结合另一件穿戴设备中的定位模块进行校正；预警模块对定位模块检测的数据进行滤波，提取出可用的高精度位置和时间信息，与gps或北斗导航所能达到的米级定位相比，高精度位置信息能够达到厘米级定位精度，既可以判断用户当前位置，还能用于监控在某个地点的停留时长和进出时间。
47.为了进一步实施上述技术方案，定位模块采用北斗系统、gps系统或者室内定位系统，预警模块从定位模块的数据中提取时间和高程信息，进而分析出用户姿态。
48.为了进一步实施上述技术方案，还包括智能设备，用于与可穿戴设备匹配连接，还用于通过定位基站与管理控制中心进行通讯；
49.可穿戴设备内的各个模块设置有电子标签，智能设备设置有读写器；智能设备通过对可穿戴设备内的电子标签进行解读，获取佩戴信息，并由管理控制中心根据佩戴信息来验证佩戴完整性。
50.为了进一步实施上述技术方案，智能设备内置智能设备定位模块用于对于离场人员进一步跟踪，其中，智能设备定位模块与可穿戴自身的定位模块为不同定位系统，智能设备定位模块可选用北斗导航定位系统，以报文形式向管理控制中心发送该智能设备的当前位置。
51.为了进一步实施上述技术方案，可穿戴设备还包括气体检测模块、声光模块和生命体征检测模块，下面对上述模块进行说明：
52.1.气体检测模块
53.气体检测模块用于检测有毒气体，当检测到有毒气体时，可穿戴设备同时向用户和管理控制中心发送风险提示，为减少误报情况发生，可穿戴设备仅当在借助于可穿戴设备的完整性检测认定用户未正确佩戴相关护具的情况下才向管理控制中心发送提示消息。
54.2.生命体征检测模块
55.生命体征检测模块按照响应于管理控制中心管控的方式检测用户的健康参数。健康参数至少包括血压、血氧饱和度、脉搏、体温和脑电波中的一种。特别是在冷库长时间工作人员的情况下，血氧饱和度、脉搏和体温往往有别于常规工作环境，为减少误报情况的发生，在借助于可穿戴设备的完整性检测而认定用户正确佩戴相关护具(如已穿戴冰窖服但
体温偏低)的情况下，则生命体征检测模块响应于管理控制中心管控的方式检测用户的健康参数向管理控制中心发送提示消息的同时也提供完整性检测信息(例如附加已穿戴冰窖服的消息)。由管理控制中心可利用既有安保设施来执行二次校验，例如光学检测方式或其他人为干预方式。
56.3.声光模块
57.声光模块能够基于管理控制中心的管控和/或可穿戴设备的风险提示进行工作。可穿戴设备的声光模式针对个体执行，而既有安保设施的声光电提醒方式适用于大区域多用户环境，两者有机结合以个性化地执行管控。
58.为了进一步实施上述技术方案，生命体征检测模块134对用户的健康参数进行检测，在用户意外摔倒的情况下，摔倒人员因为突然摔倒而受到惊吓，会产生陡然地心跳加速、肌肉紧绷、血压急速升高和脑电波异常兴奋等应激反应。生命体征检测模块134能够检测的健康参数至少包括血压、血氧饱和度、脉搏、体温和脑电波中的一种。优选地，生命体征检测模块134可以检测用户的血压、脉搏和脑电波。
59.为了进一步实施上述技术方案，管理控制中心还用于对风险提示进行分级，并根据不同等级的风险采取对应程度的管控方式。
60.下面将结合各个模块对运动状态检测进行说明：
61.1.摔倒检测
62.可穿戴设备的预警模块132是通过对定位模块131的数据进行分析从而判断用户的运动状态是否存在危险，定位模块131的定位数据包括位置和时间信息；预警模块132能够根据定位数据的时间和高程信息，分析出人员跌倒情况。其中，用户至少存在第一姿态和不同于第一姿态的第二姿态。用户处于第一姿态时，定位模块131的定位数据至少包括有第一时间，第一高度，和第一经纬度，用户处于第二姿态时，定位模块131的定位数据至少包括有第二时间，第二高度，和第二经纬度。用户摔倒时，预警模块132根据用户由第一姿态的第一高度切换到第二姿态的第二高度的用时及经纬度变化判断用户是否摔倒，用户进行姿态切换的用时为第一时间与第二时间的时间间隔，用户进行姿态切换的经纬度变化为第一经纬度和第二经纬度的差异。
63.摔倒通常为突发性的，即人员由正常姿态到摔倒姿态耗时极短，特别是冷库中的工作人员因底面湿滑而导致的滑倒式的摔倒。其中，第一姿态为用户站立时的姿态，第二姿态为用户摔倒后的姿态。
64.当预警模块132检测到定位模块131的定位数据中的第一高度陡然变换至第二高度，且第一时间与第二时间的时间间隔极短，此外第一经纬度和第二经纬度存在明显差异时，则预警模块132判定用户摔倒。这种判断方法在判断用户高度变化的同时引入经纬度变化参考，避免因用户的蹲起等操作造成摔倒情况的误判。
65.2.驻留、走路和跑步的检测
66.为了能够更加精确地判断人员的运动状态，预警模块132检测到定位模块131的定位数据中的位置信息判断出用户的运动状态，如驻留、走路和跑步等。当人员处于驻留状态时，定位模块131的定位数据中的高度数据和经纬度数据不会随着时间的推移而变化。当人员处于走路状态时，定位模块131的定位数据中的高度数据和经纬度数据会随着时间的推移而平稳变化。当人员处于跑步状态时，定位模块131的定位数据中的高度数据和经纬度数
据会随着时间的推移，虽然变化速度较快，但是总体趋势平稳。
67.3.摔倒后的生命体征检测
68.当预警模块132检测到定位模块131的定位数据中的第一高度陡然变换至第二高度，且第一时间与第二时间的时间间隔极短，此外第一经纬度和第二经纬度存在明显差异时，生命体征检测模块134同步检测用户是否产生陡然地心跳加速、肌肉紧绷、血压急速升高和脑电波异常兴奋等应激反应，并将检测结果发送到预警模块132。预警模块132综合分析用户的定位数据和健康状态，判断人员运动状态，进行运动风险预警。预警模块132在判定用户摔倒后，生成风险提示并通过通信模块136将生成的风险提示发送至管理控制中心。管理控制中心根据自身情况和收到的风险提示情况确定是否响应该风险提示。当管理控制中心响应该风险提示时，可穿戴设备与管理控制中心进行数据通讯，可穿戴设备将已检测到的数据传输给管理控制中心，并由管理控制中心对相应异常行为状态进行管控。
69.预警模块132能够根据生命体征检测模块134检测的心率、血氧数据等参数，分析人员心脏异常状态。例如心率过快、血压高、心脏骤停等。
70.4.气体检测模块的环境检测
71.气体检测模块133能够检测氨气等有毒气体还可以检测有毒气体含量。在气体检测模块133检测到有毒气体的情况下，可穿戴设备能够同时向用户和管理控制中心发送提示；在气体检测模块133检测到有毒气体的情况下，可穿戴设备的预警模块132向声光模块135发送信号，声光模块135向用户报警，通知用户迅速撤离。在气体检测模块133检测到有毒气体的情况下，可穿戴设备的预警模块132向管理控制中心发送毒气泄露提示，管理控制中心根据毒气泄露提示组织人员的疏散撤离，管理控制中心与消防火警网络联网，在管理控制中心接收到毒气泄露提示的情况下，消防部门也能同步接收到毒气泄露提示。
72.为了进一步实施上述技术方案，在气体检测模块133检测到有毒气体的情况下，生命体征检测模块134通过通信模块136将检测到的包括血压、血氧饱和度、脉搏、体温和脑电波的健康参数实时传输至管理控制中心，以便于管理控制中心对事故情况的研判。
73.为了进一步实施上述技术方案，管理控制中心和可穿戴设备的数据传输方式可以是通过wifi网络或zigbee网络等无线通信网络或有线通信网络进行数据传输。通过这样的设置方式，能够首先由可穿戴设备进行不同用户的行为监控。当智能可穿戴设备检测到异常数据时，能够发送到管理控制中心进行重点监控，以使得智能可穿戴设备能够将重要的数据信息传递到管理控制中心，从而管理控制中心通过对可穿戴设备的统筹和管理能够在低配置的条件下对所有区域内的用户行为信息进行监控和处理，便于集中管理。例如，管理控制中心可以是冷库的监控管理平台，可穿戴设备可以是配置有相应检测设备的防寒服。由于用户必须在穿戴好防寒服后才能够进入冷库，因此将防寒服配置相应设备后作为智能可穿戴设备，能够确保每个进入冷库的人员都会穿戴有智能可穿戴设备。管理控制中心与可穿戴设备通过有线或无线的方式信号连接。
74.为了进一步实施上述技术方案，同一管理控制中心与多个可穿戴设备通过有线或无线的方式连接。可穿戴设备对用户的定位数据和健康参数进行检测，定位数据包括高度信息，经纬度信息以及相关的时间信息，健康参数包括血压、血氧饱和度、脉搏、肌电信号、体温和脑电波等。各可穿戴设备对用户的运动状态进行检测，当可穿戴设备的预警模块132判定用户出现异常行为状态时，可穿戴设备向管理控制中心即冷库的监控管理平台发送风
险提示，请求对出现异常行为状态的用户进行管控，从而使得冷库的监控管理平台能够快速获知异常行为情况，并对异常行为进行分类、制止和记录，及时督促出现异常行为的用户进行主动或被动地调整。
75.为了进一步实施上述技术方案，对接收的风险提示进行分析并分为低、中、高，三个风险等级，根据不同等级的风险提示采取不同管控方式进行管控。
76.为了进一步实施上述技术方案，管理控制中心响应于风险分级对用户进行不同程度和方式的管控。管理控制中心响应于低风险等级的风险提示对用户进行管控时，管理控制中心通过可穿戴设备的通信模块136与用户交流，询问异常情况；管理控制中心响应于中风险等级的风险提示对用户进行管控时，管理控制中心通过可穿戴设备的通信模块136与用户交流，询问异常情况，并向出现异常行为用户附近的其他用户发送帮助指令，使得其他用户前往帮助出现异常行为用户；管理控制中心响应于高风险等级的风险提示对用户进行管控时，管理控制中心与智能可穿戴设备建立数据传输，实时监测异常行为用户的心率、血氧数据等，同时通过与第三方服务端通讯，派遣第三方人员对异常行为用户进行救助。
77.为了进一步实施上述技术方案，管理控制中心对相应异常行为状态进行的管控，包括向第三方服务端发送信息，通过第三方服务端对穿带有可穿戴设备的用户进行干预。例如，管理控制中心响应的风险提示为高风险等级时，管理控制中心向医院请求援助，并将异常行为用户的心率、血氧数据等健康参数发送给医院，由医院派遣医务人员对异常行为用户进行救治。
78.为了进一步实施上述技术方案，管理控制中心响应于风险提示通过智能可穿戴设备向用户询问异常情况时，用户能够通过声光模块135的语音功能与管理控制中心交流；当用户出现高风险等级的异常行为时，声光模块135能够在不响应管理控制中心指令的情况下，发出报警声光信号。声光模块135发出报警声光信号能够吸引其他人员注意并为医务人员指示救助目标位置。
79.为了进一步实施上述技术方案，在冷库中工作人员穿戴有可穿戴设备的情况下，管理控制中心能够实时监测冷库中的人数；在冷库中有人的情况下，管理控制中心能够使得冷库门无法关闭，避免人员被误锁冷库事件的发生。
80.为了进一步实施上述技术方案，对于摔倒后能够迅速起身，各项健康参数迅速恢复正常的用户，风险提示为低风险等级；对于摔倒后能够不能迅速起身，各项健康参数缓慢恢复正常的用户，风险提示为中风险等级；对于摔倒后能够不能迅速起身，各项健康参数没有恢复趋势甚至根据健康参数显示生命体征下降的用户，风险提示为高风险等级。
81.为了进一步实施上述技术方案，在可穿戴设备和管理控制中心之间建立通讯和数据传输，管理控制中心通过向第三方发送信息和数据，对高风险等级进行管控。
82.下面将结合实例进一步对本发明进行说明：
83.如图3，可穿戴设备集成在防寒服上对身体各检测点进行检测，包括，集成于头盔的头部模块121、集成于护颈的颈部模块122、集成于袖口的第一腕部模块123、集成于另一袖口的第二腕部模块124、集成于前侧中心区域的腹部模块125、集成于一个裤腿的第一腿部模块126、集成于另一裤腿的第二腿部模块127、集成于鞋子的第一脚部模块128和集成于另一鞋子的第二脚部模块129；其中各个模块能够通过现有通信协议与智能设备或者能够经由可穿戴设备与智能设备进行通信，进而能够直接或间接地向管理控制中心提供相应数
据。
84.其中，集成于头盔的头部模块121不仅用于头部保暖，而且还用于判断用户的头部姿态，以确定当前用户的视向；集成于护颈的颈部模块122不仅用于以连接头盔和防寒服的方式实现颈部保暖，而且还借助于柔性可贴附传感器来执行颈部脉搏检测；集成于防寒裤的第一腿部模块126和第二腿部模块127以及集成于防寒服袖口的第一腕部模块123和第二腕部模块124彼此位于不同的位置而承担温度条件、湿度条件以及人员生理条件的数据校验任务，人员生理条件至少包括与人员运动相关的数据。在冷库中的低温条件下的靠近人体的温度传感器会因结霜而出现较大误差，集成于防寒裤的第一腿部模块126和第二腿部模块127以及集成于防寒服袖口的第一腕部模块123和第二腕部模块124通过相互通信对温度传感器因结霜而产生的误差进行校准。
85.此外，腿部和腕部模块能够通过配置加速度传感器来人员运动相关的数据的检测，尤其是手部和下肢动作数据的检测。第一腕部模块123和第二腕部模块124能够通过贴附传感器来对用户的左右手脉搏进行检测。第一腿部模块126和第二腿部模块127能够通过贴附传感器来对用户的股动脉脉搏进行检测；集成于防寒服主体的腹部模块125用于判断服装内的温度和湿度，且腹部模块125能够实时检测用户的位置数据，并且腹部模块125能够直接或间接地向管理控制中心提供用户的位置数据；集成于防寒鞋的第一脚部模块128和第二脚部模块129用于判断防寒鞋内的温度和湿度，且第一脚部模块128和第二脚部模块129能够通过压力传感器检测用户的受力状态。
86.如图4，可穿戴设备内的各个模块皆设置有基于rfid(radio frequency identification射频识别)技术的电子标签；冷库专用设备上集成的可穿戴设备同样可以配置基于rfid(radio frequency identification射频识别)技术的电子标签；工作人员佩戴的如智能手环似的智能设备设置有基于rfid(radio frequency identification射频识别)技术的读写器。
87.可穿戴设备中的可穿戴设备可由用户佩戴的智能设备以传统方式进行配对或绑定。用户佩戴的智能设备响应于与可穿戴设备的配对而通过如wifi或移动通信网络这样的传统通信线路向对相应库房进行管理的管理控制中心提供与可穿戴设备佩戴就位有关的防护佩戴消息。已经注册并认证了该智能设备的管理控制中心也通过相同的传统通信线路来接收该防护佩戴消息，并由与被管理库房建立数据链路的管理控制中心来验证该防护佩戴消息。冷库中工作人员佩戴的智能设备响应于防护服装集成的可穿戴设备的匹配链接而向管理控制中心发送与已经穿戴防护服装有关的第一佩戴信息，冷库专用设备集成的可穿戴设备能够通过现有通信协议与冷库中工作人员佩戴的智能设备建立数据链接，进而能够直接或间接地向管理控制中心提供相应数据。
88.其中，验证防护佩戴消息的步骤包括：与被管理库房建立数据链路且已经注册并认证了该智能设备的管理控制中心依据用户类型来执行完整性检测，该完整性检测是由该管理控制中心根据所管理的被管理库房的物理条件并参照用户类型来执行的。完整性检测之执行包括由管理控制中心依据相应用户类型来确定相应的完整性检测条件。完整性检测(integrity testing)可以借助于工作时所要求佩戴的智能设备(如智能手机或平板电脑)执行在线测试(如ping-pong测试)来判断，此外还可以结合管理控制中心响应于相应各模块的数据上传而确认的在线状态来确认可穿戴设备的完整性。
89.为了进一步实施上述技术方案，对于要求长时间工作如4到8小时的生产性冷库而言，管理控制中心通过订阅用于检测全身穿戴状况的可穿戴设备的状态信息，以避免工作人员为运动方便而刻意穿着保暖效果更差的轻薄防寒服或者不配套的防寒服。在进入冷库前，工作人员利用佩戴的智能设备上配置的读写器对防护服装和冷库专用设备上的电子标签进行读写，从而获取专用设备和/或者防护服装的信息，工作人员佩戴的智能设备能够基于获取的专用设备和/或者防护服装的信息进行完整性监测，以确保工作人员穿戴配套的完整的防寒服，携带正确的专用设备。
90.为了进一步实施上述技术方案，在冷库工作条件下，无法借助于gps等卫星定位方式确定人员位置，因此通过另外集成于特种作业人员在进入工作场地时必须穿戴的专用防护装置之内的至少另一个可穿戴设备来达成监管目的，用于监测特种作业人员(如制冷工、电工、电焊工、叉车工、电梯工等冷链物流工作人员)是否按规定佩戴专用设备和防护装置；不同用户类型有着不同防护等级，进而依规应佩戴有不同的可穿戴设备。检测的信息还包括穿戴正确性、作业时间条件、温度条件、湿度条件以及人员生理条件；可穿戴设备可以体现为如airtag形式的支持ble(bluetooth low energy低功耗蓝牙)、uwb(ultrawide band超宽频技术)和/或nfc(nearfield communication近场通信技术)的部件。当然，该另一可穿戴设备也可具备室内定位功能或能够被用户所在场地的智能设备所检测进而间接定位。
91.在通过完整性检测确认可穿戴设备与特定工作人员匹配关系的情况下，工作用智能设备通过结合头部模块121的取向来确定该工作人员的当前视向，基于当前视向与第一腕部模块123和第二腕部模块124的运动方向之间的关系来确定当前视向与运动方向的合理性；由此来确定防护完整性检测中的持续完整防护检测。
92.其中，持续完整防护检测包括，对于当前视向与第一腕部模块123和第二腕部模块124的运动方向之间的关系显示该工作人员的运动范围(疑似不合理地)在规定的时间区间处于彼此相反方向的情况，则由该工作用智能设备读取第一腿部模块126和第二腿部模块127的运动数据来判断手臂运动方向与下肢运动方向之间的关系。在手臂运动方向与下肢运动方向存在至少三个有异于当前视向的情况，由该工作用智能设备向管理控制中心发出完整性检测提醒消息。响应于完整性检测提醒消息，管理控制中心除了根据相应各检测模块的数据上传和分析而确认的在线状态来确认可穿戴设备的完整性进而以间接方式确认防护装置的完整性之外，还能够通过调整视频监控的监控方向来达成针对特定人员的特定图像采集，进而确定防护装置的完整性。此时，例如集成于防寒服主体的腹部模块125给出不合理温度，则意味着可穿戴设备的完整性受到关键性破坏。
93.对于要求多人同时高频出入的分配性冷库而言，工作人员能够通过完整性检测确认防护装置的完整性，避免因陡然大量收发防护装置导致防护装置的各个部件不配套。冷链工作人员属于高风险人群，与特定工作人员匹配的防护装置严禁出现混用交叉的情况，冷库工作人员借助于工作时所要求佩戴的智能设备(如智能手机或平板电脑)执行在线测试或结合管理控制中心响应于相应各模块的数据上传而确认的在线状态来确认防护装置的完整性，能够有效避免防护装置出现混用的问题。
94.对于需要特定人员短时高频进出冷库的零售性冷库而言，管理控制中心通过订阅用于检测全身穿戴状况的可穿戴设备的状态信息，以避免工作人员为节省穿脱防寒服时间而刻意不按要求穿戴防护服。特种作业人员在通过管理控制中心响应于相应各模块的数据
上传而确认的在线状态的防护装置完整性确认后，才能进入冷库。
95.在通过完整性检测确认可穿戴设备与特定工作人员匹配关系的情况下，工作用智能设备通过结合可穿戴设备中设置有温度传感器的模块对工作人员的体温进行检测分析，以避免用户因高频进出冷库而频繁进出冷热环境导致身体异常如感冒等。
96.对于存在多类型特种作业人员的综合性冷库而言，特种作业人员在进入工作场地时往往需要佩戴适应各自工作内容的专用防护装置，由于特种作业人员专用的防护装置往往比普通工作人员的防护装置笨重，穿戴时需花费的时间更多，并且舒适性更差，因此特种作业人员为方便常常刻意选择穿戴普通工作人员的防护装置而不穿戴适应自身工作内容的专用防护装置。管理控制中心通过订阅用于检测设备状况的运行检测装置的状态信息，以避免特种作业人员不穿戴适应自身工作内容的专用防护装置而为方便刻意穿戴普通工作人员的防护装置。
97.为了进一步实施上述技术方案，在管理控制中心判定工作人员在冷库中发生危险的情况下，管理控制中心在对用户进行人员跟踪的同时可以通过以下措施进行管控。
98.s1：管理控制中心通过可穿戴设备的通信模块136与用户交流，询问异常情况；
99.s2：管理控制中心也可以管理控制中心在与异常用户交流的同时，向出现异常行为用户附近的其他用户发送帮助指令，使得其他用户前往帮助出现异常行为用户；
100.s3：管理控制中心呼叫异常用户，询问异常情况，并向出现异常行为用户附近的其他用户发送前往帮助出现异常行为用户的指令，并且管理控制中心与智能可穿戴设备建立数据传输，实时监测异常行为用户的心率、血氧数据等，同时派遣第三方人员对异常行为用户进行救助；
101.s4：管理控制中心根据例如毒气泄露等危险提示组织人员的疏散撤离，并向消防等紧急部门求援。
102.为了进一步实施上述技术特征，工作用智能设备通过结合第一脚部模块128和第二脚部模块129的受力情况来确定工作人员的受力状态，基于当前受力状态与第一腕部模块123和第二腕部模块124以及第一腿部模块126和第二腿部模块127的运动状态之间的关系来确定当前受力状态与运动状态的合理性；工作用智能设备可以由此来进行特种作业人员作业过程中的运动风险检测。此外，在冷库中设置能够与管理控制中心进行数据交互的相应读取设备，例如位于出入口位置。冷库读取设备借助于与可穿戴设备通信来判断并记录人员进出冷库的情况。
103.为了进一步实施上述技术方案，针对不同用户，本发明给予了不同的类型划分：
104.在第一用户类型情况下(例如需多人同时高频出入的分配性冷库的用户)，“用户入库总时长之统计”是由管理控制中心将全部当日作业人员之集合数据加以汇总来完成的。当且仅当全体当日作业人员的用户入库总时长超出人员数量与管理控制中心预设阈值之乘积时，才由管理控制中心触发该库房内的既有安保设施，以进行相应的管控。优选地，对于分配性冷库为24小时轮班作业的情况，本发明的前述工作方式可以限于指定班次的作业人员时长统计。仅当总时长超出管理控制中心预设阈值时，才可能出现需要触发该库房内的既有安保设施以进行管控的需求，而通常不会出现人员彻夜滞留库房特别是冷库而引发的生命危险。由此在监管高成本与人员统计准确性之间达成完美统一。
105.在第二用户类型情况下(例如特定人员短时高频进出冷库的零售性冷库的用户)，“防护佩戴消息”是由管理控制中心响应于特定用户的智能设备之注册而向特定用户请求的，该管理控制中心响应于防护佩戴消息之收到向既有安保设施提供相应特定用户准予入库的批准消息。“用户入库总时长之统计”是由管理控制中心记录特定作业人员进出库房一次所用时间来完成的。当且仅当特定用户进出库房一次所用时间超过管理控制中心预设阈值时，才由管理控制中心触发该库房内的既有安保设施，以进行相应的管控。优选地，对于零售性冷库为短时间集中作业的情况，本发明的前述工作方式可以限于特定作业时间段的作业人员时长统计。仅当特定用户进出库房一次所用时间超出管理控制中心预设阈值时，才可能出现需要触发该库房内的既有安保设施以进行管控的需求，而通常不会出现特定人员长时间滞留库房特别是冷库而引发的库门长时间开启导致冷库温度与外界温度中和导致冷库实际使用效果降低。由此在监管高成本、人员统计准确性以及冷库运营高成本三者之间达成完美统一。
106.在第三用户类型情况下(例如存在大量运输设备的中转性冷库中的用户)，“相应用户提供准予入库的批准消息”是管理控制中心响应于防护佩戴消息并评估冷库中已有人员数量后向既有安保设施提供的。管理控制中心还将请求该智能设备以北斗报文形式向该管理控制中心发送与该人员位置和时间相关的消息。当冷库中已有人员数量超出管理控制中心预设人员数量阈值时，管理控制中心触发该库房内的既有安保设施，以进行相应的管控。管理控制中心能够依据运输设备(如配有北斗导航系统的叉车)所提供的rdss短报文来确认相关运输设备已经离场，由此避免无人机、柴油车辆或电力驱动叉车因滞留冷库而无法冷启动的风险。尤其是目前库管中常用的无人机在进出库房时需要利用gps或北斗进行定位的场合，管理控制中心可将无人机、叉车等设备视同为特殊用户进行管理，因此“用户入库总时长之统计”终结于该无人机响应于离开仓库而以rdss短报文形式向该管理控制中心发送与该无人机位置和时间相关的消息。此外，通过前述管控方式，能够有效避免因大量人员进入中转性冷库产生人员聚集导致冷库中货物转运受阻，并且能够有效避免因人员进入运输设备的货物转运通道而导致工作人员被运输设备撞死撞伤的安全事故。由此在监管成本、转运效率性以及运营安全三者之间达成完美平衡。
107.在第四用户类型情况下(例如要求长时间工作的生产性冷库中的用户)，“用户入库总时长之统计”是管理控制中心响应于防护佩戴消息之收到向既有安保设施提供相应用户提供准予入库的批准消息之时，由该管理控制中心自行启动对该用户入库时长的累计；在用户脱下可穿戴设备而使其智能设备与可穿戴设备解绑(或者说断开配对)之时，由其携带的智能设备向该管理控制中心发送可穿戴设备解绑消息，该管理控制中心响应于可穿戴设备解绑消息之收到而结束用户入库总时长之统计，并给相应用户或其管理人员提供其入库总时长的汇报。优选地，针对生产性冷库特定时间高人流量的情况，利用智能设备响应于可穿戴设备解绑消息之收到而以rdss短报文形式向该管理控制中心发送与该人员位置和时间相关的消息以结束“用户入库总时长之统计”。在保证统计准确性的同时能够有效降低监管成本。
108.在第五用户类型情况下(例如存在多类型特种作业人员的综合性冷库中的用户)，管理控制中心分别响应于各特种作业用户的智能设备之注册而向各特种作业用户请求相应特种防护佩戴消息。针对特种作业人员存在职业特殊风险的情况，管理控制中心响应于防护佩戴消息之收到向既有安保设施提供相应用户提供准予入库的批准消息之后，既有安
保设施对特定的特种作业人员进行特定的管控。由此管控对象与管控手段完美契合，由此在管控成本和管控效率的平衡上达到最优。
109.为了进一步实施上述技术方案，管理控制中心响应于特定用户的智能设备之注册而向该用户请求与其用户类型对应的防护佩戴消息，该管理控制中心响应于防护佩戴消息之收到向既有安保设施提供相应用户提供准予入库的批准消息，并指示既有安保设施对各用户入库总时长进行累计。当相应用户入库总时长超出该管理控制中心预设阈值之时，由该管理控制中心触发该库房内的既有安保设施，以进行相应的管控。
110.其中，智能设备向管理控制中心注册是通过通过如wifi或移动通信网络这样的传统通信线路来完成的，管理控制中心向智能设备和既有安保设施下发的消息、指示和命令也是通过如wifi或移动通信网络这样的传统通信线路来完成的。智能设备还能够通过另一通信链路(尤其是通过北斗导航系统)向管理控制中心发送与携带该智能设备的人员及其佩戴的可穿戴设备、配对的穿戴设备相关的消息例如以rdss短报文的形式，特别是区域短报文(rsmc)和全球短报文(gsmc)。
111.为了进一步实施上述技术方案，“相应用户入库总时长”还将采用如下方式进行二次校验：在管理控制中心响应于用户的智能设备之注册而向用户请求防护佩戴消息之时，该管理控制中心还将请求该智能设备以rdss短报文形式向该管理控制中心发送与该人员位置和时间相关的消息，并在该管理控制中心响应于防护佩戴消息之收到向既有安保设施提供相应用户提供准予入库的批准消息之时，由该管理控制中心自行启动对该用户入库时长的累计；在用户脱下可穿戴设备而使其智能设备与可穿戴设备解绑(或者说断开配对)之时，由其携带的智能设备向该管理控制中心发送可穿戴设备解绑消息，该管理控制中心响应于可穿戴设备解绑消息之收到而结束用户入库总时长之统计，并给相应用户或其管理人员提供其入库总时长的汇报。仅当出现室内定位的高精度定位数据与卫星定位的低精度定位数据不匹配时，才由管理控制中心通知该库房内的既有安保设施以进行相应的管控；而这种管控利用穿戴设备给出的高精度定位信息来确定小范围内的高风险人员，并未向第三方提供过多涉及库房和人员的不必要信息(如身份、姓名和年龄等)。通过以上实施方式，管理控制中心、智能设备以及既有安保设施最为高效地且保护隐私地利用了用户穿脱可穿戴设备来完成门禁准入、时长统计和防护完整性校验三项重要工作，而且以上操作互为备份互相监管构成一个无隐私泄露的人员管理体系。
112.本发明该实施方式利用了以下事实：向用户请求防护佩戴消息之时，用户还未进入库房，其智能设备能够与gps或北斗卫星建立通信链路。之所以不利用导航卫星来确定用户进出库房，而是仅用于校验，是因为其可靠性和精度不足以给出99％用户以及一小时以内的统计数据，而冷库一小时停留可能意味着生与死的考验。
113.为了进一步实施上述技术方案，“用户入库总时长之统计”终结于该智能设备响应于可穿戴设备解绑消息之收到而以rdss短报文形式向该管理控制中心发送与该人员位置和时间相关的消息。与移动通信相比，rdss短报文会产生不可忽视相对高昂费用，因此仅仅借助于rdss短报文针对每名人员仅执行每日两次的通报是成本优化的解决方案。更因为rdss短报文的相对不稳定性，管理控制中心依据可穿戴设备穿脱来计时的方式是稳定可靠的。此外，防护佩戴消息之收到与安保设施批准相应用户之准予入库之间的关联性达成了库管的基本要求，而且还借以实现了计时功能，并进而将计时功能用以人员高风险行为管
理。人员滞留库房不仅存在冷库冻死冻伤的惨剧，更有盗窃财物之嫌疑。与传统既有解决方案的图像识别(过于复杂)、rfid人员管控(可靠性低)、ic卡读写(对人员服从性要求高)相比，本发明利用了入库必须领取并穿戴可穿戴设备的一般性库管要求，而且还综合了穿戴可穿戴设备的多样性，并结合现在智能终端已普遍配置的北斗导航系统和蓝牙及nfc芯片，以低成本高可信度达成了库管人员滞留等高危行为管控。
114.依照现有技术仅仅依靠定时、定位的方式执行人员管控时，无法判断作弊行为，gps定位信息和时间信息均可伪造，使得某些人员脱离管控。而根据本发明，在库房内各类移动通信设备通常不能向北斗导航系统发送短报文，但可以通过移动通信网络或wifi进行通信，管理控制中心不仅利用彼此独立的通信链路执行不同层级校验信息(如相应用户入库总时长)的收发和校验，更可以依据库房内无法发送的北斗报文来区分伪造位置信息的用户，且仅当相关人员和/或设备离开库房时才能收到相关报文，因此其在库时长与相关报文之收发构成了另一独立的强因果关系，在此也充分利用北斗系统短时即可登录在线的优点。本发明能够结合两个不同通信链路就同类用户信息进行二次校验的前提是，库管管理的现有设备设施和通信设施均已经就位，本发明并未对库房内的设备进行大量改造，就能够得到更高等级的安全管理等级。
115.图5示出北斗卫星通信方式，用户设备a将短报文发送给卫星，经过卫星中转后发送给用户设备b，北斗基站用以控制卫星的工作方式。
116.工作人员利用佩戴的智能设备设置有北斗定位模块。当工作人员在冷库外时，智能设备设置有北斗定位模块能够以北斗报文形式经由北斗卫星向管理控制中心发送工作人员的高精度定位信息，防护服装穿戴信息和冷库专用设备的状态信息。其中，智能设备可以是用户设备a，管理控制中心可以是用户设备b。
117.本领域技术人员容易想到的是，工作人员在利用佩戴的智能设备完成对可穿戴设备的完整性检测后进入冷库，由于在冷库内部智能设备无法与北斗卫星建立通信，人员佩戴的智能设备响应于至少一个第二智能的匹配链接后被动地暂停以北斗报文形式经由北斗卫星向管理控制中心发送与已经穿戴防护服装有关的第一佩戴信息和已经携带冷库专用设备的有关的第二佩戴信息。这是因为工作人员处于仓库内而失去与相关卫星的数据链接。
118.为了进一步实施上述技术方案，在指定时间未收到报文的情况下，管理控制中心开始计时，并将其认定为进入时间。在北斗报文暂停发送期间(意味着相关人员已经进入仓库而丢失与北斗卫星的数据链接)，由管理控制中心针对佩戴智能设备的人员按照以与该人员相关的方式执行计时任务。当管理控制中心在指定时间区间内没有收到来自相关人员的北斗报文的情况下，管理控制中心针对佩戴智能设备的人员按照以与该人员相关的方式执行第一计时任务。在第一计时任务完成时，由管理控制中心向冷库下达监管任务。例如此时意味着用户在冷库停留时间超出预设的阈值。
119.为了进一步实施上述技术方案，管理控制中心通过设置在冷库内部的定位基站对进入冷库内的人员和设备进行监管。其中，定位基站可以通过uwb等技术检测冷库内工作人员和专用设备的运动状态。
120.为了进一步实施上述技术方案，管理控制中心通过订阅用于检测设备状况的可穿戴设备的状态信息对冷库中的专用设备进行监管。管理控制中心通过订阅用于检测全身穿
戴状况的可穿戴设备的状态信息对冷库中的工作人员进行监管。
121.为了进一步实施上述技术方案，对于存在大量运输设备的中转性冷库而言，管理控制中心通过订阅用于检测设备状况的可穿戴设备的状态信息，以避免因运输设备故障未被及时发现而导致运输设备抛锚，撞车等不良事件的发生。可穿戴设备可以借助于运输设备各个部件上的传感器进行自检以确保运输设备的功能安全性和完整性。
122.为了进一步实施上述技术方案，管理控制中心通过订阅由腹部模块125实时检测的用户位置数据信息以分析得出用户的运动趋势。用户的运动趋势包括移动方向和移动速度。
123.为了进一步实施上述技术方案，在分析出冷库中用户运动趋势和冷库中运输设备运动趋势的情况下，管理控制中心能够对用户和运输设备进行风险预警。管理控制中心对用户和运输设备进行的风险预警可以是因用户行进路线与运输设备路线交汇而可能发生碰撞事故的碰撞预警。基于通过自身取向来确定该工作人员的当前视向的头部模块121和实时检测的用户位置数据的腹部模块125，管理控制中心能够在分析出用户运动趋势的情况下，通过监测头部模块121的朝向判断用户是否注意到从侧后方接近的运输设备。在管理控制中心进行风险预警的情况下，管理控制中心通过与用户已经佩戴的如智能手环进行通信向用户发送预警提醒。
124.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。