多功能智能游泳手环以及游泳状态监测装置的制作方法

1.本发明涉及智能游泳手环技术领域，具体为多功能智能游泳手环以及游泳状态监测装置。


背景技术：

2.随着可穿戴设备的不断发展及相关技术的不断进步，智能手环被越来越多的人使用，通过使用智能手环，能够记录用户的健身效果、睡眠质量、饮食安排和习惯等一系列相关的数据，并且可以将这些数据同步到用户的移动终端设备中，终端设备可能会根据自己的“分析功能”给出相关建议，起到通过数据指导健康生活的作用，同时，通过在智能手环上集成各类传感器，能够实现对佩戴者人体生理参数的监测，例如通过光电传感器实现人体的心率监测，通过热敏电阻实现人体的体温监测，另外，通过在智能手环上加入防水功能，可以运行使用者戴着手环在浅海或者河里游泳，克服了传统计步器无法跟踪游泳运动的缺陷。
3.随着可佩戴装置功能的不断拓展，能够通过智能手环监测的人体生理状态实现对人体状态的判断，因此现有技术中，通过在智能手环集成游泳状态监测的功能，能够判断出使用者的安全状态，当存在安全问题时，智能手环会自动向管理端发送相应的求救信号，同时佩戴者也可以在发觉存在安全状态问题时主动发出求救信号，根据智能手环的位置坐标信号，进而能够协助救生员及时到达用户所在的位置。
4.对于佩戴者主动发出求救信号和智能手环监测到安全问题时自动发出求救信号的方式，两者都属于智能手环的主动求救，此种方式在应用于游泳馆等场所时存在以下安全问题：首先，当智能手环存在故障失灵或者电量耗尽问题时，其无法再起到安全监测的效果，此时若用户产生溺水问题，其安全状态无法得到有效的监控，其次，当手环发出求救信号后，会存在由于信号距离较远或信号阻挡等问题造成的信号无法被管理端接收的风险，此种依然会影响用户的安全求救。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供多功能智能游泳手环以及游泳状态监测装置，解决以下技术问题：
6.如何在手环正常及非正常状态下实现对用户游泳状态的安全监测。
7.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
8.多功能智能游泳手环，所述手环通讯连接有游泳状态监测装置，所述手环包括：
9.状态监测模块，用于获取用户的状态信息；
10.分析模块，用于对用户的状态信息进行分析，判断用户的安全状态；
11.求救模块，基于用户的主动操作和分析模块的判断结果中的任一项条件启动，用于向游泳状态监测装置发出求救信号；
12.被动反馈模块，与游泳状态监测装置配对连接，用于接收游泳状态监测装置按特
定时间间隔发出的核对信息，并在每次接收到核对信息后发出反馈信号；
13.所述游泳状态监测装置根据反馈信号的内容及接收状况自动生成求救信号。
14.于一实施例中，所述状态信号包括用户运动数据及用户生理参数数据；
15.所述用户运动数据至少包括用户摆臂运动轨迹实时变化数据；
16.所述用户生理参数数据至少包括用户的心率实时变化数据；
17.所述分析模块通过用户运动数据及用户生理参数数据判断用户的状态。
18.于一实施例中，所述分析模块判断的方法为：
19.根据摆臂运动轨迹实时变化数据建立摆动幅度随时间变化曲线，将曲线变换图像信息输入至分析模型中进行分析：
20.若分析结果为正常，则判断用户状态正常；
21.若分析结果为异常，则获取用户的心率数据并将心率数据与预设标准进行比对：
22.若用户心率符合预设标准，则向用户生成安全确认信息：
23.若用户在特定时长内回复安全确认信息，则判断用户处于安全状态；
24.否则判断用户处于危险状态；
25.若用户心率不符合预设标准，则判断用户处于危险状态。
26.于一实施例中，所述手环还包括拓展连接模块，所述拓展连接模块连接有紧急救援装置；
27.所述求救模块还用于在启动时向拓展连接模块发出控制指令，控制紧急救援装置开启。
28.于一实施例中，所述紧急救援装置包括固定束带，所述固定束带上设置有壳体；
29.所述壳体内设置有气囊、控制模块及通信模块，所述壳体的一侧设置有充气组件，所述通信模块用于接收控制指令并发送至控制模块，所述控制模块用于根据控制指令控制充气组件向气囊充气。
30.于一实施例中，所述紧急救援装置还包括主动触发组件，所述主动触发组件设置在充气组件的一侧，用于根据用户的主动操作控制控制模块使充气组件向气囊充气。
31.于一实施例中，所述分析模块还用于根据用户运动数据对用户的泳姿标准度进行评价。
32.于一实施例中，所述评价的方法包括：
33.s1、获取用户的预置信息，所述预置信息包括用户的身高及泳式类型；
34.s2、根据用户的身高及泳式类型选择对应的摆臂运动轨迹标准；
35.s3、将用户的摆动幅度随时间变化曲线进行频率标准化调整，将调整后的变化曲线与摆臂运动轨迹标准进行对比，根据重合度大小对用户泳姿标准度进行评价。
36.一种游泳状态监测装置，所述游泳状态监测装置包括配对模块、信息传递模块及手环状态监测模块；
37.所述配对模块用于与手环进行配对；
38.所述信息传递模块用于向配对的手环按特定间隔发送核对信息，及接收对应手环发出反馈信号，并将反馈信息发送至手环状态监测模块；
39.所述手环状态监测模块用于根据反馈信号的内容及接收状况自动生成求救信号。
40.于一实施例中，所述求救信号生成的步骤为：
41.判断是否收到反馈信号：
42.若收到，则对用户信号进行分析：
43.若反馈信号内容中包含求救信息，则立即生成求救信号；
44.否则判断用户安全；
45.若未收到，则调整核对信息发送频率，再次发送核对信息并进行主动通信：
46.若仍未收到反馈信号且主动通信失败，则发出求救信号；
47.否则，根据反馈信号及主动通信信息中的一种或多种判断是否发出求救信号。
48.本发明的有益效果：
49.(1)本发明通过游泳状态监测装置与手环的配对连接，通过游泳状态监测装置对用户状态的获取来判断用户的安全状态，无论手环的状态是否正常，都能在用户存在安全问题时发出求救信号，保证用户在出现安全问题时被及时的救助。
50.(2)本发明通过用户运动数据及心率数据的分析判断过程，能够对用户的安全状态进行准确的分析和判断，进而能够在用户出现安全风险时及时的发出求救信号。
51.(3)本发明通过手环拓展的方式连接紧急救援装置，通过手环对用户安全状态的监测，实现紧急救援装置的自动打开，通过紧急救援装置实现对用户的紧急救助效果，在没有游泳需求时，可将紧急救援装置卸下，保证手环能够日常中正常使用，同时对于可拓展使用的紧急救援装置，其不需要设置传感器组件及处理能力较强的芯片，因此成本较低，因此本实施例通过紧急救援装置与手环拓展连接，提高了手环的适用性。
52.(4)本发明中的分析模块能够根据用户的运动数据对用户运动的标准的进行分析与评价，通过对用户的摆动幅度随时间变化曲线的频率标准化调整，使得用户的运动数据与标准保持同频率，保证了对比分析的准确性。
53.(5)本发明中的游泳状态监测装置通过游泳状态监测装置间隔式发送核对信息及对手环反馈信号的接收，进而能够对手环进行监测，不仅能够根据反馈信号的信息判断用户是否存在安全问题，还能在手环故障、传输信号受阻或手环离开装置监测范围等状况下，实现对用户安全状态的及时判断，提高了对用户安全保护的全面性。
54.(6)本发明通过求救信号的生成步骤，能够智能的根据用户的实际状况判断用户的状态，进而判断是否发出求救信号，实现对佩戴手环用户的全面性监测。
附图说明
55.下面结合附图对本发明作进一步的说明。
56.图1是本发明中多功能智能游泳手环的模块示意图；
57.图2是本发明中多功能智能游泳手环的结构示意图；
58.图3是本发明中紧急救援装置的一个结构示意图；
59.图4是本发明中紧急救援装置的另一个结构示意图；
60.图5是本发明中分析模块对用户评价方法的步骤流程图。
61.附图标记：1、紧急救援装置；11、固定束带；12、壳体；13、充气组件；14、气囊；15、主动触发组件。
具体实施方式
62.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
63.请参阅图1、图2所示，在一个实施例中，提供了多功能智能游泳手环，所述手环通讯连接有游泳状态监测装置，通过手环与游泳状态监测装置智能通讯的方式来实现对用户安全监测的功能，具体地，手环包括状态监测模块、分析模块、求救模块及被动反馈模块，其中，状态监测模块能够监测用户的状态信息，利用手环上设置的陀螺仪、加速度传感器、光电传感器等组件，能够对用户的运动状态及生理参数进行监测，分析模块能够对状态监测模块监测到的状态信息进行分析，进而能够通过分析对用户的安全状态进行判断，当判断安全状态异常时，手环中的求救模块会发出求救信号，同时，当用户对手环进行相应的主动操作，求救模块也会发出请求信号，因此，本实施例通过手环对用户状态的监测，能够通过自动及主动的方式发出求救信号。
64.同时，本实施例中被动反馈模块能够与游泳状态监测装置配对连接，当配对连接后，游泳状态监测装置会按特定时间间隔发出核对信息，而被动反馈模块在每次接收到核对信息后向接收游泳状态监测装置发出反馈信号，因此，游泳状态监测装置通过反馈信号的接收状态即能对手环的通讯状态进行判断，进而对用户的状态进行判断，当手环的通讯状态不佳时或反馈信号的内容说明用户存在安全状态问题时都会自动生成求救信号，因此，本实施例通过手环被动发送信息的方式，通过游泳状态监测装置对其状态的获取来判断用户的安全状态，无论手环的状态是否正常，都能在用户存在安全问题时发出求救信号，保证用户被及时的救助。
65.作为本发明的一种实施方式，本实施例中的状态信号包括用户运动数据及用户生理参数数据；其中，用户运动数据包括用户摆臂运动轨迹实时变化数据；用户生理参数数据包括用户的心率实时变化数据；因此通过用户运动数据及用户生理参数数据综合分析，能够对用户的安全进行更为准确的判断，进而减少误判的几率。
66.具体的，本实施例提供了一种分析模块判断的方法，首先根据摆臂运动轨迹实时变化数据建立摆动幅度随时间变化曲线，将曲线变换图像信息输入至分析模型中进行分析：若分析结果为正常，说明用户的腔的运动状态正常，则判断用户的安全状态正常；若分析结果为异常，说明用户当前处于非标准运动状态，此时结合用户的心率数据进行分析，将心率数据与预设标准进行比对：若用户心率符合预设标准，说明当前用户心率状态正常，此时向用户生成安全确认信息，若用户在特定时长内回复安全确认信息，则判断用户处于安全状态；否则判断用户处于危险状态；若用户心率不符合预设标准，则判断用户处于危险状态，因此本实施例通过用户运动数据及心率数据的分析判断过程，能够对用户的安全状态进行准确的分析和判断，进而能够在用户出现安全风险时及时的发出求救信号。
67.需要说明的是，本实施例中的分析模型根据用户正常状态下及异常状态下的运动数据分别作为正样本和负样本，通过机器学习生成的，能够对用户运动状态是否标准进行判断，另外，安全确认信息的发送可通过手环的震动、亮屏或声音的方式发出确认是否安全对话框，显然，当用户回复安全时，判断用户处于安全状态，若用户回复非安全或未回复时，
说明用户存在安全风险。
68.作为本发明的一种实施方式，现有技术中存在主动式的救援手环，此种手环能够在用户主动操作的前提下开启，实现对用户临时救助的作用，然而在一些紧急状况下，用户不能及时或有效的对救援手环进行主动操作，因此需要实现救护手环的自动开启，而此种方式需要在救援手环内集成各种芯片、传感器等组件，加之此种救援手环不适合在日常中使用，导致此种救护手环适用性较差，因此，请参阅图3、图4所示，本实施例提供了一种救援手环，该手环包括拓展连接模块，拓展连接模块通信连接有紧急救援装置1，其中手环的求救模块还用于在启动时向拓展连接模块发出控制指令，控制紧急救援装置1开启，可知，本实施例通过拓展的方式连接紧急救援装置1，并通过通讯的方式将两者连接，具体的连接方式包括但不限于通信线缆、蓝牙及wifi，因此在用户有游泳需求时，可将紧急救援装置1与手环拓展连接，通过手环对用户安全状态的监测，实现紧急救援装置1的自动打开，通过紧急救援装置1实现对用户的紧急救助效果，在没有游泳需求时，可将紧急救援装置1卸下，保证手环能够日常中正常使用，同时对于可拓展使用的紧急救援装置1，其不需要设置传感器组件及处理能力较强的芯片，因此成本较低，因此本实施例通过紧急救援装置1与手环拓展连接，提高了手环的适用性。
69.作为本发明的一种实施方式，本实施例提供了一种手环中紧急救援装置1的具体结构实施方式，请参阅图3、图4所示，其中紧急救援装置1包括固定束带11，固定束带11上设置有壳体12；壳体12内设置有气囊14、控制模块及通信模块，壳体12的一侧设置有充气组件13，通信模块用于接收控制指令并发送至控制模块，因此当控制模块接收到控制指令时，其会控制指令控制充气组件13向气囊14充气，具体的，充气组件13与气囊14相连通且充气组件13内提前存储有压缩气体，当控制模块接收到控制指令时，会将充气组件13内的气体释放，进而使得气体充满气囊14，充满气体的气囊14能够对位于水中的用户提供一定的浮力支撑，进而起到临时救助的效果。
70.进一步地，本实施例中的紧急救援装置1还包括主动触发组件15，主动触发组件15设置在充气组件13的一侧，用于根据用户的主动操作控制控制模块使充气组件13向气囊14充气，因此，通过在紧急救援装置1上设置主动触发组件15，能够在手环未检测到安全问题的状态下由用户主动开启充气组件13，实现用户主动自救的效果，进而在不同状况下保证用户的安全。
71.作为本发明的一种实施方式，本实施例中的分析模块还能够根据用户的运动数据对用户运动的标准的进行分析与评价，具体地，请参阅附图图5所示，本实施例提供了一种评价的方式，步骤s1、获取用户的预置信息，预置信息包括用户的身高及泳式类型；由于游泳类型的不同，游泳者的姿势动作都会存在差别，同时由于用户的身高水平不同，其运动的数据也会存在差别，因此通过获取用户的身高及泳式类型，再进行步骤s2、根据用户的身高及泳式类型选择对应的摆臂运动轨迹标准；即能根据用户的不同及泳姿的不同适应性的选择对应的评价标准，其中，身高的选择根据用户身高所处的范围确定，泳姿包括蝶泳、自由泳、仰泳及蛙泳，根据用户的选择确定，另外，由于不同人的运动速度存在较大的差别，因此，本实施例的步骤s3中，将用户的摆动幅度随时间变化曲线进行频率标准化调整，将调整后的变化曲线与摆臂运动轨迹标准进行对比，根据重合度大小对用户泳姿标准度进行评价,此种方式能够将用户的摆动幅度随时间变化曲线进行频率标准化调整，使得用户的运
动数据与标准保持同频率，进而能够更加便于对用户的动作进行对比分析，另外需要说明的是，本实施例中所述的重合度大小的比较为用户摆臂运动轨迹与标准运动轨迹的重合程度，当用户摆臂运动轨迹距离标准运动轨迹小于等于特定阈值时，认为两者重合，当大于阈值时，认为两者不重合，根据用户整个运动回合的重合区间占比来对用户的泳姿标准度进行评价。
72.本实施例提供了一种游泳状态监测装置，该游泳状态监测装置包括配对模块、信息传递模块及手环状态监测模块；其中配对模块用于与手环进行配对；信息传递模块用于向配对的手环按特定间隔发送核对信息，及接收对应手环发出反馈信号，并将反馈信息发送至手环状态监测模块；手环状态监测模块用于根据反馈信号的内容及接收状况自动生成求救信号，因此通过游泳状态监测装置间隔式发送核对信息及对手环反馈信号的接收，进而能够对手环进行监测，不仅能够根据反馈信号的信息判断用户是否存在安全问题，还能在手环故障、传输信号受阻或手环离开装置监测范围等状况下，实现对用户安全状态的及时判断，提高了对用户安全保护的全面性。
73.作为本发明的一种实施方式，本实施例中的求救信号生成的步骤为：首先判断是否收到反馈信号：若收到，则对用户信号进行分析：若反馈信号内容中包含求救信息，则说明用户存在安全问题，因此立即生成求救信号；若反馈信号内容中没有求救信息，则说明用户安全且处于监控的范围内，因此判断用户安全；若未收到手环的反馈信号，则说明手环存在脱离监控的风险，此时调整核对信息发送频率，再次发送核对信息并进行主动通信，若仍未收到反馈信号且主动通信失败，说明用户离开监测的范围或手环出现故障问题，因此发出求救信号来及时提醒管理人员对用户状态进行确认，当收到反馈信号或者主动通信接通时，则根据反馈信号或主动通信信息来确定是否发出求救信号，若反馈信号或主动通信信息存在用户存在安全问题的相关信息，则发出求救信号，否则说明用户安全，不发出求救信号，因此通过求救信号的生成步骤，能够智能的根据用户的实际状况判断用户的状态，进而判断是否发出求救信号，实现对佩戴手环用户的全面性监测。
74.以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。