健康云诊疗系统及其工作方法与流程

本发明涉及一种基于多功能智慧灯柱组网的健康云诊疗系统及其工作方法。

背景技术：

我国农村卫生医疗状况落后，建设基层村卫生室是必经之路。目前，我国拥有8亿多农村人口、拥有16亿人次诊量的60多万农村卫生室现状存在的问题是：农村基层医疗条件极其有限，和城市医疗条件相比严重薄弱，农村住户各户距离较远，医生很难登门问诊，病人也很难从偏远地区到达医院进行诊断，延误病情。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种健康云诊疗系统及其工作方法，以利用led灯柱和灯柱无线通讯模块构建无线网络，保证了在偏远地区的病人通过生命体征检测装置检测的数据能够发送至云计算平台，以便于医务工作进行诊断。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种健康云诊疗系统，包括：若干个分别位于用户端的生命体征检测装置，分布于街区的若干led灯柱，各灯柱上分别安装有与一控制模块相连的灯柱无线通讯模块；所述生命体征检测装置适于将生命体征数据通过灯柱无线通讯模块发送至云计算平台。

进一步，所述云计算平台适于对各生命体征检测装置的放置位置进行定位，以确定用户位置；所述生命体征检测装置上设有对讲系统，用户适于通过对讲系统与云计算平台端的医护人员进行交流。

进一步，所述健康云诊疗系统还包括：无人机，该无人机上安装有无人机控制系统；

所述无人机控制系统包括：机载处理器模块，与机载处理器模块相连的机载无线通讯模块和视频拍摄模块；所述无人机适于将药品送至云计算平台获得的用户位置。所述停机坞上设有用于无线充电的能量发送装置，无人机上安装有用于无线充电的能量接收装置，能量发送装置的电源输入端与一电池相连，能量接收装置用于对无人机上的机载电池进行充电。采用的无线充电装置，可以是电磁感应式、磁场共振式或无线电波式。采用无线电波式无线充电装置时，能量发送装置为微波发射装置，能量接收装置为微波接收装置。采用的无线充电标准有四种：qi标准、powermattersalliance(pma)标准、allianceforwirelesspower(a4wp)标准、inpofi技术。机载处理器模块控制能量接收装置的工作。

所述灯柱的中上部、顶部或底部设有电池（电池可以设置在灯柱内或外侧）；所述垂直式磁悬浮风力发电机和太阳能光伏组件通过风光互补系统对电池（可以是镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、铅蓄电池、铁锂电池，优选储能锂电池、镍氢电池）进行充电。

进一步，所述无人机还设有与机载处理器模块相连的路径优化系统和飞机动力系统；所述路径优化系统适于获得各楼间风的实时数据，并建立城市楼间风道网；当无人机获得用户位置后，所述路径优化系统适于根据城市楼间风道网选择无人机飞至该用户位置的最优路径；所述路径优化系统包括：与机载处理器模块相连的地图存储模块、gps模块和用于检测无人机飞行姿态的陀螺仪；其中所述飞机动力系统包括：由机载处理器模块控制的水平动力机构和垂直动力机构；其中所述水平动力机构位于机身处，且包括：水平螺旋桨机构；所述垂直动力机构包括：对称设于左、右机翼处的垂直螺旋桨机构；所述垂直螺旋桨机构包括至少一垂直螺旋桨，用于将垂直螺旋桨机构悬挂于机翼下方的悬挂装置，所述垂直螺旋桨适于通过相应微型电机驱动转动；所述悬挂装置包括：适于使垂直螺旋桨向前或向后倾斜的第一角度微调电机，以及使垂直螺旋桨向左或向右倾斜的第二角度微调电机；其中所述第一、第二角度微调电机和微型电机均由机载处理器模块控制，以根据飞行姿态调节垂直螺旋桨的倾角和垂直螺旋桨的转速；并且，所述无人机还设有用于检测飞行过程中所遇侧风的风向传感器和风速传感器，且将当前无人机所受侧风的风向和风速数据发送至机载处理器模块；所述机载处理器模块适于根据侧风的风向和风速数据，调节垂直螺旋桨的倾角和垂直、水平螺旋桨的转速，以稳定当前飞行姿态；并且，若侧风的风向和风速有助于飞行，则降低垂直螺旋桨和/或水平螺旋桨的转速。

进一步，所述无人机的机翼上覆盖有光伏电池，所述路径优化系统还适于获得各楼间的实时光照强度，以及所述路径优化系统在选择最优路径时，若两条或两条以上的路段具有相同数据的楼间风，则将实时光照强度最大的路段选入最优路径中；所述路径优化系统还适于获得城市上空的云层数据，且在选择最优路径时，避开云层覆盖区的路段；以及所述视频拍摄模块适于拍摄建筑物全景，并通过云计算平台识别该建筑物的高度；当无人机在雨雪天气飞行时，所述路径优化系统适于选择建筑物的背风路段作为无人机在最优路径中的路径选择；并且使无人机的飞行高度低于该建筑物的高度，以遮挡雨雪。

进一步，所述机载处理器模块还与无人机内的充放电控制模块相连，且所述充放电控制模块适于将机载电池电量发送至机载处理器模块，且当机载电池电量低于一设定值时，所述机载处理器模块控制无人机停至一光照强度高的区域，以通过所述光伏电池对机载电池进行充电；或所述机载处理器模块控制无人机停至一风力较大的区域，以通过风吹动水平螺旋桨和/或垂直螺旋桨产生电能对机载电池进行充电；其中所述垂直螺旋桨适于通过第一、第二角度微调电机调节倾角。

又一方面，本发明还提供了一种所述的健康云诊疗系统的工作方法，即

通过位于led灯柱上的灯柱无线通讯模块构建健康云诊疗网络；

将生命体征数据通过所述健康云诊疗网络发送至云计算平台。

进一步，所述云计算平台适于对各生命体征检测装置的放置位置进行定位，以确定用户位置；所述生命体征检测装置上设有对讲系统，用户适于通过对讲系统与云计算平台端的医护人员进行交流。

进一步，所述健康云诊疗系统还包括：无人机，该无人机上安装有无人机控制系统；所述无人机控制系统包括：机载处理器模块，与机载处理器模块相连的机载无线通讯模块和视频拍摄模块；以及所述无人机适于将药品送至云计算平台获得的用户位置。

进一步，所述无人机还设有与机载处理器模块相连的路径优化系统和飞机动力系统，且根据路径优化系统规划出无人机飞至用户位置的最优路径。

本发明的有益效果是，本健康云诊疗系统及其工作方法充分利用led灯柱，拓展了传统led灯柱的功能，将传统的led灯柱加入无线组网功能，能够对互联网与医疗诊断相结合，充分利用灯柱资源，降低组网成本，切实提高农牧民的健康医疗保障水平；并且，还能够及时发现用户的身体状况，可以采用无人机先行送药的方式，能够最大限度的争取抢救时间，挽救患者生命。

附图说明

图1是本发明的健康云诊疗系统的原理框图；

图2是本发明led灯柱的结构示意图；

图3是本发明的无人机控制原理框图；

图4是本发明的无人机的结构示意图；

图5是本发明的路径优化系统所规划的无人机飞行轨迹示意图。

图中：视频监控装置1、灯柱无线通讯模块天线2、无人机3、水平动力机构31、水平螺旋桨311、垂直动力机构32、垂直螺旋桨321、微型电机322、机翼333、悬挂装置34、第一角度微调电机341、第二角度微调电机342、机身35、光伏电池36。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

实施例1

如图1至图5所示，本发明的一种健康云诊疗系统，包括：若干个分别位于用户端的生命体征检测装置，分布于街区的若干led灯柱，各灯柱上分别安装有与一控制模块相连的灯柱无线通讯模块；所述生命体征检测装置适于将生命体征数据通过灯柱无线通讯模块发送至云计算平台。

作为生命体征检测装置的一种可选的实施方式，所述生命体征检测装置包括但不限于：用于测量体重的平衡梁式压力传感器，用于测量体温的红外温度传感器，血压计传感器，血糖及血氧饱和度测量传感器，心电传感器，以及与各传感器相连的数据采集模块，所述数据采集模块适于通过相应无线方式将各传感器检测的生命体征数据发送至灯柱无线通讯模块，以进一步传送至云计算平台。将上述生命体征数据调制成无线信号的方式在现有技术中均有相关论述。

进一步，为了满足通讯的多样性，所述灯柱无线通讯模块包括但不限于3g模块、4g模块、cdma模块、wifi模块、zigbee模块等，上述模块均可以通过串口与控制模块中的嵌入式芯片相连，所述嵌入式芯片例如但不限于采用s5pv210处理器、stm32f103zet6处理器等。

所述云计算平台适于对各生命体征检测装置的放置位置进行定位，以确定用户位置；所述生命体征检测装置上设有对讲系统，用户适于通过对讲系统与云计算平台端的医护人员进行交流。

具体的，先对各生命体征检测装置的放置位置在云计算平台内的地图上进行标定，用户可以通过对讲系统告知医护人员身体状况，云计算平台即可获得该用户所在的位置。

所述健康云诊疗系统还包括：无人机，该无人机上安装有无人机控制系统；所述无人机控制系统包括：机载处理器模块，与机载处理器模块相连的机载无线通讯模块和视频拍摄模块；以及所述无人机适于将药品送至云计算平台获得的用户位置。

具体的，当用户感觉身体不适，告知云计算平台，云计算平台侧的医务工作者可以通过掌握的信息通过无人机派送急救药品，以最大限度的争取抢救时间。

所述无人机还设有与机载处理器模块相连的路径优化系统和飞机动力系统；所述路径优化系统适于获得各楼间风的实时数据，并建立城市楼间风道网；当无人机获得用户位置后，所述路径优化系统适于根据城市楼间风道网选择无人机飞至该用户位置的最优路径。

通过路径优化系统获得无人机飞往用户位置的最优路径，充分利用各楼间风道中楼间风的风向，提高了飞行速度，降低了飞行能耗。

具体的，各楼间风的实时数据例如但不限于通过分布于各高楼间的风道数据采集节点获得，所述风道数据采集节点包括：安装于楼宇间的用于检测楼间风风速的风速传感器和楼间风风向的风向传感器，并且与该风速传感器和风向传感器相连的节点处理器和无线模块，即将风速、风向数据通过无线方式发送至无人机，以通过路径优化系统进行数据分析，进而建立城市楼间风道。

无人机在获得飞行用户位置后，分析飞行路径所经历的城市相应楼间风道，并规划出最合理的飞行路线，即为最优路径。

具体的，城市楼间风道网以各楼间风道的交点为节点，并且根据相邻两节点之间的楼间风道的风速、风向数据进行路径选择，即选取风向与飞行路径相匹配的相应楼间风道作为最优路径的选择路段，使无人机尽可能的在顺风的情况下到达用户位置，以达到提高飞行速度，降低燃料消耗的目的；或者选择虽逆风、但风速小、路程短的路段。具体可以通过设定相应限定值，例如逆风状态时，将具体的风速级别进行数字化，如1级、2级等，路程也可以设置10米、20米或30米等，例如设定路段选择条件为不大于风速2级，路程不超过20米时，可以选择该路段，则在最优路径规划过程中，若某一路段满足上述条件，则可以选择该路段加入至最优路径。

如图3所示，获得无人机从起始位置a到用户位置e的多条路径，且根据各路径所相关的楼间风道的风向对路径进行筛选，使无人机尽量在顺风的楼间风道中飞行，例如a到b、b到c、c到d、d到e，且各空心箭头分别表示相应楼间风道的风向。

优选的，所述路径优化系统包括：与机载处理器模块相连的地图存储模块、gps模块和用于检测无人机飞行姿态的陀螺仪；具体的，所述无人机内的机载处理器模块还连接有地图存储模块，机载处理器模块适于将接收的最优路径与地图信息相匹配，以使无人机按照最优路径进行飞行，在飞行过程中通过gps模块和陀螺仪对飞行路径、飞行姿态进行修正，以提高飞行的稳定性。

其中所述飞机动力系统包括：由机载处理器模块控制的水平动力机构31和垂直动力机构32；其中所述水平动力机构31位于机身35处，且包括：水平螺旋桨机构；所述垂直动力机构32包括：对称设于左、右机翼33处的垂直螺旋桨321机构；所述垂直螺旋桨321机构包括至少一垂直螺旋桨321，用于将垂直螺旋桨321机构悬挂于机翼33下方的悬挂装置34，所述垂直螺旋桨321适于通过相应微型电机322驱动转动；所述悬挂装置34包括：适于使垂直螺旋桨321向前或向后倾斜的第一角度微调电机341（如图5中f1方向），以及使垂直螺旋桨321向左或向右倾斜的第二角度微调电机342（如图5中f2方向）；其中所述第一、第二角度微调电机和微型电机322均由机载处理器模块控制，以根据飞行姿态调节垂直螺旋桨321的倾角和垂直螺旋桨321的转速，适合高空悬停或者保持相应飞行姿态控制，实现针对楼层进行送药。

图5中一垂直螺旋桨321包括两个垂直螺旋桨321，且前后对称设置，因此，也同样包括两个第二角度微调电机342，该两个第二角度微调电机342由机载处理器模块控制适于同步转动。

所述无人机还设有用于检测飞行过程中所遇侧风的风向传感器和风速传感器，所述风向传感器和风速传感器适于将当前无人机所受侧风的风向和风速数据发送至机载处理器模块；所述机载处理器模块适于根据侧风的风向和风速数据，调节垂直螺旋桨321的倾角和垂直、水平螺旋桨的转速，以稳定当前飞行姿态。

若无人机在城市中楼间飞行，则侧风属于楼间风的一种。

具体的，所述风向传感器和风速传感器用于测得无人机在飞行过程中实际获得的侧风的风向和风速数据，进而通过垂直螺旋桨321的倾角，即前或后，左或右调节，并结合垂直、水平螺旋桨的转速，以起到稳定飞行姿态的效果，并且若侧风有利于飞行，则还可以适当降低水平螺旋桨的转速，以节约电能。

例如无人机从东往西飞行，若遇到西南方向的侧风，则机载处理器模块适于调节垂直螺旋桨321的倾角，即向西南方向倾斜，以抵消西南方向的侧风对无人机飞行路线的影响；并且，根据风速大小，改变垂直螺旋桨321的转速。无人机保持稳定的悬停姿态，以近距离贴近高层，用户可以从窗口从无人机上获取所需药品。

其中，所述机载处理器模块例如但不限于采用具有dsp和arm的双核架构的处理器，也可以采用dsp处理器和arm处理器协同工作的方式。

优选的，所述无人机的机翼上覆盖有光伏电池，所述路径优化系统还适于获得各楼间的实时光照强度，以及所述路径优化系统在选择最优路径时，若两条或两条以上的路段具有相同数据的楼间风，则将实时光照强度最大的路段选入最优路径中。

进一步，所述路径优化系统还适于获得城市上空的云层数据，且在选择最优路径时，避开云层覆盖区的路段；以及所述视频拍摄模块适于拍摄建筑物全景，并通过云计算平台识别该建筑物的高度；当无人机在雨雪天气飞行时，所述路径优化系统适于选择建筑物的背风路段作为无人机在最优路径中的路径选择；并且使无人机的飞行高度低于该建筑物的高度，以遮挡雨雪。

优选的，所述机载处理器模块还与无人机内的充放电控制模块相连，且所述充放电控制模块适于将机载电池电量发送至机载处理器模块，且当机载电池电量低于一设定值时，所述机载处理器模块控制无人机停至一光照强度高的区域，以通过所述光伏电池对机载电池进行充电；或所述机载处理器模块控制无人机停至一风力较大的区域，以通过风吹动水平螺旋桨和/或垂直螺旋桨产生电能对机载电池进行充电；其中所述垂直螺旋桨适于通过第一、第二角度微调电机调节倾角，以获得最大风力，提高风力发电效率。具体的，所述充放电控制模块适于将风力和太阳能所产生电能进行互补后对机载电池进行充电，所述充放电控制模块可以通过现有技术的相应风光互补模块实现。

所述led灯柱还包括视频监控装置1，以实现反恐监控功能，通过该视频监控装置1将采集的视频图像也可以发送至云计算平台进行汇总后，在发送给相应的反恐机构进行数据分析。

实施例2

在实施例1基础上，本发明还提供了一种健康云诊疗系统的工作方法，通过位于led灯柱上的灯柱无线通讯模块构建健康云诊疗网络；将生命体征数据通过所述健康云诊疗网络发送至云计算平台。

所述云计算平台适于对各生命体征检测装置的放置位置进行定位，以确定用户位置；所述生命体征检测装置上设有对讲系统，用户适于通过对讲系统与云计算平台端的医护人员进行交流。

所述健康云诊疗系统还包括：无人机，该无人机上安装有无人机控制系统；所述无人机控制系统包括：机载处理器模块，与机载处理器模块相连的机载无线通讯模块和视频拍摄模块；以及所述无人机适于将药品送至云计算平台获得的用户位置。

所述无人机还设有与机载处理器模块相连的路径优化系统和飞机动力系统，且根据路径优化系统规划出无人机飞至用户位置的最优路径。

具体的，无人机通过路径优化系统对无人机飞至该用户位置的若干路径进行选择，以获得最优路径。

进一步，无人机通过路径优化系统对无人机飞至用户位置的若干路径进行选择，以获得最优路径的方法包括：

获得各楼间风的实时数据，并建立城市楼间风道网；当无人机获得用户位置后，无人机内的机载处理器模块通过路径优化系统适于根据城市楼间风道网选择无人机飞至该用户位置的最优路径。

所述无人机的机翼上覆盖有光伏电池，所述路径优化系统还适于获得各楼间的实时光照强度；所述路径优化系统在选择最优路径时，若两条或两条以上的路段具有相同数据的楼间风，则将实时光照强度最大的路段选入最优路径中。其中实时光照数据可以通过在风道数据采集节点内放置光敏传感器，以获得楼间的实时光照强度。

所述路径优化系统还适于获得城市上空的云层数据，且在选择最优路径时，避开云层覆盖区的路段；其中，所述云层数据适于通过气象卫星获得，或通过当地的多个气象观察哨实时获取。

所述机载处理器模块适于根据建筑物全景识别该建筑物的高度；当无人机在雨雪天气飞行时，所述路径优化系统适于选择建筑物的背风路段作为无人机在最优路径中的路径选择；并且使无人机的飞行高度低于该建筑物的高度，以遮挡雨雪。

所述工作方法还包括：根据飞行姿态调节垂直螺旋桨321的倾角和转速的方法包括：所述机载处理器模块适于控制第一角度微调电机341带动垂直螺旋桨321向前倾斜，同时控制水平螺旋桨机构中水平螺旋桨工作，以缩短无人机到达设定的巡航高度的时间，且在无人机在达到巡航高度的同时，满足其巡航速度。

所述无人机还设有用于检测飞行过程中所遇侧风的风向传感器和风速传感器，所述风向传感器和风速传感器适于将当前无人机所受侧风的风向和风速数据发送至机载处理器模块；所述机载处理器模块适于根据侧风的风向和风速数据，调节垂直螺旋桨321的倾角和垂直、水平螺旋桨的转速，以稳定当前飞行姿态进行高层送药。

具体的，所述机载处理器模块适于根据侧风的风向和风速数据，调节垂直螺旋桨321的倾角和垂直、水平螺旋桨的转速，以稳定当前飞行姿态的方法包括：若无人机在空中悬停，则水平螺旋桨停止工作，且垂直螺旋桨321工作，所述机载处理器模块适于根据侧风的风向和风速数据，改变垂直螺旋桨321的倾角和转速，以稳定悬停姿态；若无人机巡航，所述机载处理器模块适于根据侧风的风向和风速数据，改变垂直螺旋桨321的倾角和转速，以保持巡航高度。

具体实施过程：若无人机在控制悬停，若遇到从东往西的侧风，则垂直螺旋桨321的倾角对应侧风方向，以抵消侧风对无人机飞行姿态的影响，并且根据侧风的风速调节垂直螺旋桨321的转速。

所述机载处理器模块适于判断侧风的风向和风速是否有助于飞行，若有助于飞行，则降低垂直螺旋桨321和/或水平螺旋桨311的转速，节约电能，提高无人机的巡航里程。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。