基于物联网和云计算的健康管理系统及方法

基于物联网和云计算的健康管理系统及方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于物联网和云计算的健康管理系统及方法，包括至少一个健康检测设备、移动智能平台、云中心服务器、至少一个医生工作平台、至少一个家属查询平台和至少一个客户端，客户端包括急救中心客户端和保险客户端，健康检测设备通过通信协议与移动智能平台连接，移动智能平台通过通信网络与云中心服务器连接，家属查询平台、医生工作平台、急救中心客户端及保险客户端分别与云中心服务器连接。本发明以“用户-家属-医生”为主要参与者，为用户提供了健康数据检查、记录、可视化显示、数据分析与挖掘、医生指导、定制信息推送、定位服务以及跌倒检测预警等服务，同时也可为孕婴提供健康服务，为养老保险和医疗保险提供监测服务。
【专利说明】基于物联网和云计算的健康管理系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种健康管理系统，特别是涉及一种基于物联网和云计算的健康管理系统及方法。
【背景技术】
[0002]在二十世纪六十年代，美国的保险业就提出了健康管理的概念。从2000年到2009年，美国健康产业的消费由2000亿增长到10000亿，有1/7的成年人从事健康医疗产业。
[0003]欧洲的健康管理机构比较成熟，有70%的企业雇主会为公司员工购买健康管理计划。荷兰皇家菲利普电子公司在其生产的医疗系统产品中都安装了无线连接装置。英国的医疗健康服务由国家健康保障体系占主导地位，为公民提供全套建立在公共基金之上的医疗服务。BUPA公司在全球为820万人提供健康服务，并且还经营医院、诊所、疗养院和健康评估中心等。
[0004]日本政府IT战略本部制订了新一代的信息化战略“ 1-Japan战略2015”，希望通过信息技术促进医疗系统的改革，解决高龄少子化社会的医疗福利等问题。在2010年实施丸红信息系统，以人体佩戴的小型传感器收集健康数据(包括心率、体温、心电、脑电波等)，用手机查看和管理健康信息。日本的健康管理组织多且成熟，如赤十字社熊本健康管理中心，PL东京健康管理中心等。韩国的“u-Korea战略”提到要建立无所不在的智能型社会，让民众在医疗领域可以随时随地享有智慧服务。
[0005]在我国，健康管理领域不论从技术上、规模上还是政策上都还属于起步阶段，尤其是我国正在进入老龄化社会，与老年人相关的健康管理显得尤为重要。管理层已经意识到这方面的问题，出台了医疗健康领域的相关规划和纲要。2009年，国家开始在全国统一建立居民健康档案，定期为65岁以上老年人做健康检查，为3岁以下婴幼儿做生长发育检查，为孕妇做产前检查和产后访视，为高血压、糖尿病、精神疾病、艾滋病、结核病等人群提供防治指导服务。
[0006]据2013年10月14日新闻联播报道，目前，美国健康服务业的产值占整个⑶P的17%，其他发达国家占10%，而我国仅占5%，预计到2020年，我国健康服务业的产值为8万亿。
[0007]由于国内食品安全问题严重、慢性病高发、空气污染等各种因素而引发的担忧，以及中国较快发展的经济、逐步提升的老龄化程度、人们健康意识的增强，健康安全管理系统的建立已经迫不及待。然而，目前国内针对人们实用化、简便化、网络化的健康管理系统仍
寥寥无几。
[0008]专利申请号:CN201210350570.4公开了一种基于云计算的移动终端健康信息采集及健康分析方法，采集健康信息数据并传至移动终端，移动终端通过无线网络将健康信息上传至云服务器，这部分内容属于现有的公有知识，该发明的健康分析平台读取云服务器所接收到的健康信息，并得出健康分析建议，再下传至该健康信息对应的移动终端，该发明通过移动终端无线传至云服务器进行存储，实现了远程采集健康信息，相比现有人工现场采集方法提高了效率。但该健康管理系统还仅仅处于用户和医生端的信息交流，其健康管理信息未能系统化的提供给其他管理机构以查看或分析，该发明亦采用云计算实现健康管理，但其信息安全以及用户的隐私保护未能得到有效改善，该发明虽涉及对用户的健康信息采集，但不能对用户的地理位置进行定位，不能进行跌倒检测，特别是针对中老年人和孕妇，这种缺陷十分明显；该发明基于单纯的“用户-医生”模式，不适用于大型健康信息管理。

【发明内容】

[0009]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于物联网和云计算的健康管理系统及方法，以“用户-家属-医生”为主要参与者，为用户提供健康数据检查、记录、可视化显示、数据分析与挖掘、医生指导、定制信息推送、定位服务、跌倒检测及预警等服务，同时为孕婴提供健康服务，为养老保险和医疗保险提供监控服务；解决传统检测设备只是单纯的检测数据，无法将检测数据反馈给家属、医生作出健康检测报告的问题；解决传统健康管理系统无法对中老年以及孕婴的地理位置和跌倒情况进行定位和检测的问题；解决传统健康管理系统无法与养老保险和医疗保险进行数据交互的问题；解决传统健康管理无法对用户的检测数据进行授权加密，造成用户隐私泄露的问题。
[0010]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:基于物联网和云计算的健康管理系统，它包括至少一个健康检测设备、至少一个移动智能平台、至少一个云中心服务器、至少一个医生工作平台、至少一个家属查询平台和至少一个客户端，所述的客户端包括急救中心客户端和保险客户端，健康检测设备通过通信协议与移动智能平台连接，移动智能平台通过通信网络与云中心服务器连接，家属查询平台、医生工作平台、急救中心客户端及保险客户端分别与云中心服务器连接。
[0011]所述的健康检测设备包括体温、血压、心率、血糖、血氧、心电、胎心检测设备中的任意一种或多种。
[0012]所述的健康检测设备通过蓝牙通信协议与移动智能平台连接。
[0013]所述的移动智能平台运行在用户移动智能设备上，它包括数据采集及预处理模块，数据采集及预处理模块用于接收健康检测设备所采集到的用户健康数据，经预处理和汇总后发送至云中心服务器的数据库服务器。
[0014]所述的移动智能平台还包括定位模块，定位模块调用用户移动智能设备内置的定位组件获取用户位置信息。
[0015]所述的定位组件包括GPS定位组件、移动基站定位组件和Wifi定位组件中的任意一种。
[0016]所述的移动智能平台还包括跌倒检测模块，跌倒检测模块调用用户移动智能设备内置的三轴加速度传感器收集用户人体姿态信息，并判断用户是否跌倒，发生跌倒时启动定位模块获取跌倒位置信息，并将该信息发送至云中心服务器。
[0017]所述的移动智能平台还包括用户可视化显示模块，用户可视化显示模块用于将用户历史健康数据通过可视化方式呈现于用户移动智能设备显示屏上。
[0018]所述的可视化方式包括折线图、柱状图、饼图、散点图和二维表中的任意一种或多种。[0019]所述的移动智能平台还包括服务定制模块，服务定制模块用于用户根据医生建议或个人喜好定制服务，消息将由云中心服务器及时推送到用户移动智能设备。
[0020]所述的家属查询平台运行在家属智能设备上，它包括用户历史健康数据家属查询模块、用户健康报告家属查询模块、用户位置家属查询模块、家属可视化显示模块；用户历史健康数据家属查询模块用于家属从云中心服务器调取用户历史健康数据；用户健康报告家属查询模块用于家属从云中心服务器调取用户健康报告；用户位置家属查询模块用于家属从云中心服务器调取用户所在位置；家属可视化显示模块用于将用户历史健康数据及用户位置通过可视化方式呈现于家属智能设备显示屏上。
[0021]所述的医生工作平台运行在医生智能设备上，它包括用户历史健康数据医生查询模块、用户健康报告医生查询模块、用户位置医生查询模块、医生可视化显示模块；用户历史健康数据医生查询模块用于医生从云中心服务器调取用户历史健康数据；用户健康报告医生查询模块用于医生从云中心服务器调取用户健康报告；用户位置医生查询模块用于医生从云中心服务器调取用户所在位置；医生可视化显示模块用于将用户历史健康数据及用户位置通过可视化方式呈现于医生智能设备显示屏上。
[0022]所述的云中心服务器包括数据存储模块和数据分析与挖掘模块，数据存储模块用于将用户历史健康数据、用户位置信息、用户跌倒状态数据、定制信息和用户生理特征数据存储在云中心服务器的存储器中；数据分析与挖掘模块用于对用户个体或用户群体进行横向和纵向的数据分析与挖掘。
[0023]所述的用户生理特征数据包括用户人脸或指纹信息。
[0024]所述的数据分析与挖掘模块包括预测子模块、异常检测子模块、分类子模块、治疗效用分析子模块。
[0025]所述的云中心服务器还包括服务推送模块，服务推送模块用于将用户定制的消息及时推送到移动智能平台。
[0026]所述的云中心服务器还包括用户跌倒警示模块，用户跌倒警示模块用于在用户发生跌倒时，将跌倒信息及用户跌倒位置发送至预设的家属查询平台、医生工作平台或急救中心客户端。
[0027]所述的云中心服务器还包括保险管理模块，保险管理模块用于将用户健康数据发送至保险客户端，辅助社保、医保单位掌握参保用户的健康状况。
[0028]所述的云中心服务器还包括孕婴管理模块，孕婴管理模块用于根据胎心检测数据进行自动预警及供医生进行监测，并实现向孕妇和婴幼儿家属提供孕婴信息的推送。
[0029]所述的云中心服务器还包括基础数据模块，基础数据模块用于基础数据的管理，它包括用户管理子模块、家属管理子模块、医生管理子模块、关系管理子模块、权限管理子模块、设备管理子模块、医院管理子模块和社区管理子模块。
[0030]基于物联网和云计算的健康管理方法，它包括以下步骤:
(1)健康数据采集及预处理:健康检测设备采集用户健康数据，并通过通信协议发送至移动智能平台，移动智能平台对健康数据进行预处理和汇总后发送至云中心服务器的数据库服务器；
(2)数据云存储:将采集到的数据存储在云中心服务器的存储器中。
[0031]所述的数据云存储步骤包括一个原始健康数据的子存储步骤和一个进行特征提取后的特征数据的存储子步骤。
[0032]基于物联网和云计算的健康管理方法还包括一个数据分析与挖掘的步骤，根据用户健康数据对用户个体或用户群体进行横向和纵向的数据分析与挖掘。
[0033]所述的数据分析与挖掘步骤包括预测子步骤、异常检测子步骤、分类子步骤和治疗效用分析子步骤。
[0034]所述的预测子步骤基于用户历史健康数据，对健康数据的未来趋势及数值进行预测，预测方法包括时间序列预测和回归预测，时间序列预测提供移动平均预测和指数平滑模型，回归预测提供多变量回归模型和Ridge回归模型；所述的异常检测子步骤包括针对个体的异常检测和针对群体的异常检测，个体异常检测对每次收集到的用户健康数据与事先设置的正常范围或者规则学习到的正常范围进行比对，检测出异常并报警，群体异常检测将异常检测与GIS结合起来，当在指定时间和区域内超过一定数量的用户出现某一种或几种健康数据异常时，确定为疫情并报警；所述的分类子步骤对收集到的历史健康数据进行选择，并根据这些数据对用户进行分类，建立分类模型，运用该模型对用户健康数据进行分类，得到分类结果，分类模型包括决策树、支持向量机；所述的治疗效用分析子步骤对用户所采用的治疗方案的效用进行分析，对治疗前后某一阶段的相关健康数据进行显著性检验，以确定用户所采用的治疗方案是否有效。
[0035]基于物联网和云计算的健康管理方法还包括一个可视化显示步骤，移动智能平台、医生工作平台、家属查询平台根据时间、数据类型查看用户的历史健康数据，历史健康数据通过可视化方式呈现给用户、家属和医生；用户位置通过可视化方式呈现于家属智能设备或医生智能设备显示屏上。
[0036]基于物联网和云计算的健康管理方法还包括一个提供位置服务的步骤，移动智能平台调用用户移动智能设备内置的定位组件获取用户位置信息，并上传至云中心服务器，云中心服务器向家属查询平台、医生工作平台或急救中心客户端发送用户位置信息。
[0037]所述的提供位置服务的步骤包括被动触发和主动触发两种触发方式:
被动触发方式包括以下步骤:
5101:授权家属或医生发起获取位置服务的请求；
5102:用户移动智能设备获取用户当前位置信息；
5103:用户移动智能设备将该位置信息发送至云中心服务器，云中心服务器将该位置信息反馈至家属查询平台或医生工作平台；
5104:家属或医生在智能设备上通过可视化地图查看用户位置；
主动触发方式包括以下步骤:
5201:用户在移动智能设备上按下“发送当前位置”的功能键；
5202:用户移动智能设备获取用户当前位置信息；
S203:根据预设规则将该位置信息发送至急救中心客户端、家属或医生。
[0038]基于物联网和云计算的健康管理方法还包括一个提供消息推送服务的步骤，用户根据医生建议或个人喜好通过移动智能平台定制消息，消息从云中心服务器推送至用户移动智能设备。
[0039]基于物联网和云计算的健康管理方法还包括一个提供跌倒预警的步骤，移动智能平台调用用户移动智能设备内置的三轴加速度传感器收集用户人体姿态信息，并判断用户是否跌倒，发生跌倒时启动位置服务模块获取用户跌倒的位置，并将该信息发送至云中心服务器，云中心服务器将该信息发送至家属查询平台、医生工作平台或急救中心客户端。
[0040]基于物联网和云计算的健康管理方法还包括一个协助保险管理的步骤，云中心服务器将用户健康数据发送至保险客户端，辅助社保、医保单位掌握参保用户的健康状况。
[0041]基于物联网和云计算的健康管理方法还包括一个孕婴健康管理步骤，云中心服务器根据胎心检测数据进行自动预警及供医生进行监测，并实现向孕妇和婴幼儿家属提供孕婴信息的推送。
[0042]基于物联网和云计算的健康管理方法还包括一个基础数据管理步骤，实现用户管理、家属管理、医生管理、关系管理、权限管理、设备管理、医院管理和社区管理，基础数据管理步骤实现用户对指定家属和医生的授权管理，只有被用户授权的家属和医生才有权查看用户的健康数据，以保护用户的健康隐私。
[0043]本发明具有以下几个优点:
1、通过云计算、物联网和数据挖掘等新型技术，以“用户-家属-医生”为主要参与者，为用户提供了健康数据检查、记录、可视化显示、数据分析与挖掘、医生指导、定制信息推送、定位服务以及跌倒检测预警等服务，同时也可为孕婴提供健康服务，为养老保险和医疗保险提供监测服务；
2、采用低成本检查设备，包括体温、血压、心率、血糖、血氧、胎心、心电等采集设备，无需到指定医院，在家即可实现用户常规指标的检查，即使对行动不便的老年人，也能在亲属的协助下轻松实现检查，且不受检查时间、地点和次数的限制，在检查完成后，授权亲属或医生即可第一时间从云中心调取到用户的健康数据；
3、数据达到云中心后，可长时间进行保存，便于用户、家属和医生对历史健康数据进行查询和分析；
4、被用户授权的家属和医生才有权查看用户的健康数据，可以有效保护用户的健康隐
私；
5、利用先进的数据挖掘算法对收集到的海量用户健康数据进行深入挖掘，发现有价值的规律，可实现用户个人或群体体征数据的预测、异常检测、用户健康分类和治疗效用分析等，真正意义上实现基于海量数据的健康管理；
6、可通过图表方式对用户的历史健康数据进行多种可视化显示，便于用户、家属或医生直观地查看用户健康状态；
7、家属可从云端获取用户的健康数据，便于家属第一时间掌握用户身体健康状况，有效实现了“用户-家属”的交互；医生可从云端获取用户的健康数据，并根据用户健康数据提供医学建议及制定健康规划，有效实现“用户-医生”的交互；
8、用户可根据医生的建议或个人需要定制消息，包括及时就医提醒、健康指导报告、健康讲座活动、指定药品或药店降价促销活动等，消息将及时推送到用户移动智能设备上，便于用户第一时间获得有用的消息；
9、使用用户移动智能设备内置的GPS、基站或Wifi定位组件，提供用户的位置服务，授权家属可通过移动智能设备或PC发送获取位置服务的请求，然后家属可获取用户所在的地理位置(地名和经纬度)，并能在家属智能设备网页地图上进行可视化显示；定位服务还提供了一键发送用户位置的服务，在用户移动智能设备APP上设置一个功能按键，在发生紧急情况时，按下按键即可向预设的亲属、医生或急救中心发送用户当前的位置，或是一键拨通120电话、110电话、119电话，通过用户移动智能设备自动向上述号码报告当前的使用者姓名、位置信息和预置的某种紧急情况类型，便于用户在第一时间得到及时救助；
10、运用用户移动智能设备内置的三轴加速度传感器收集用户的人体运动信息，可对老年人进行跌倒检测，在发生跌倒时，将跌倒报警和跌倒位置发送至预设的家属、医生或急救中心，便于用户在第一时间得到及时救助；
11、通过胎心检测仪获取胎心数据并上传到云中心，以便医生据此数据进行相应指导，根据孕妇怀孕阶段的不同，自动提醒用户参与孕检并推送孕期保健信息、产后检查提醒以及婴幼儿保健信息和疫苗接种提醒；
12、增加了根据生理特征(如人脸、指纹等)和地理位置相结合的身份验证功能，社保局可获取被保人是否健在的信息，以避免已去世者继续领取养老保险金；医保局(或商业保险公司)可获取用户的健康数据，避免用户报销与本人疾病不相关的医药费用，有助于提高养老保险和医疗保险的监管水平。
【专利附图】

【附图说明】
[0044]图1为本发明的系统结构框图；
图2为本发明的系统软件架构图；
图3为被动触发位置服务的流程图；
图4为主动触发位置服务的流程图。
【具体实施方式】
[0045]下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
[0046]如图1所示，基于物联网和云计算的健康管理系统，它包括至少一个健康检测设备、至少一个移动智能平台、至少一个云中心服务器、至少一个医生工作平台、至少一个家属查询平台和至少一个客户端，所述的客户端包括急救中心客户端和保险客户端，健康检测设备通过通信协议与移动智能平台连接，移动智能平台通过通信网络与云中心服务器连接，家属查询平台、医生工作平台、急救中心客户端及保险客户端分别与云中心服务器连接。
[0047]作为优选，本实施例中健康检测设备包括体温、血压、心率、血糖、血氧、心电和胎心检测设备。健康检测设备均具有蓝牙传输功能，健康检测设备通过蓝牙通信协议与移动智能平台连接。用户移动智能设备通过Wifi/2G/3G/4G等通信网络将采集的数据传送到云中心服务器。
[0048]健康管理系统的软件架构图如图2所示。移动智能平台运行在用户移动智能设备上，它包括数据采集及预处理模块，数据采集及预处理模块用于接收健康检测设备所采集到的用户健康数据(包括体温、血压、心率、血糖、血氧、胎心、心电等)，健康检测设备通过蓝牙接口将所采集到的健康数据发送给移动智能平台，在第一次使用前，需要在用户移动智能设备上对各健康检测设备进行配对。健康数据经移动智能平台进行预处理和汇总后发送至云中心服务器的数据库服务器，为了保证传输数据的安全，采用加密方式进行传输。[0049]作为优选，本实施例中移动智能平台还包括定位模块，定位模块调用用户移动智能设备内置的定位组件获取用户位置信息。定位组件包括GPS定位组件、移动基站定位组件和Wifi定位组件中的任意一种。
[0050]移动智能平台还包括跌倒检测模块，跌倒检测模块调用用户移动智能设备内置的三轴加速度传感器收集用户人体姿态信息，并判断用户是否跌倒，发生跌倒时启动定位模块获取跌倒位置信息，并将该信息发送至云中心服务器。
[0051]移动智能平台还包括用户可视化显示模块，用户可视化显示模块用于将用户历史健康数据通过可视化方式呈现于用户移动智能设备显示屏上。可视化方式包括折线图、柱状图、饼图、散点图和二维表中的任意一种或多种。用户、家属、医生可根据时间、数据类型查看用户的历史健康数据。
[0052]作为优选，本实施例中移动智能平台还包括服务定制模块，服务定制模块用于用户根据医生建议或个人喜好定制服务，消息将由云中心服务器及时推送到用户移动智能设备。常用的定制信息包括:及时就医提醒、健康指导报告、老年健康讲座活动、指定药品或药店降价促销活动等。
[0053]家属查询平台运行在家属智能设备上，它包括用户历史健康数据家属查询模块、用户健康报告家属查询模块、用户位置家属查询模块、家属可视化显示模块；用户历史健康数据家属查询模块用于家属从云中心服务器调取用户历史健康数据；用户健康报告家属查询模块用于家属从云中心服务器调取用户健康报告；用户位置家属查询模块用于家属从云中心服务器调取用户所在位置；家属可视化显示模块用于将用户历史健康数据及用户位置通过可视化方式呈现于家属智能设备显示屏上。
[0054]医生工作平台运行在医生智能设备上，它包括用户历史健康数据医生查询模块、用户健康报告医生查询模块、用户位置医生查询模块、医生可视化显示模块；用户历史健康数据医生查询模块用于医生从云中心服务器调取用户历史健康数据；用户健康报告医生查询模块用于医生从云中心服务器调取用户健康报告；用户位置医生查询模块用于医生从云中心服务器调取用户所在位置；医生可视化显示模块用于将用户历史健康数据及用户位置通过可视化方式呈现于医生智能设备显示屏上。
[0055]云中心服务器包括数据存储模块和数据分析与挖掘模块，数据存储模块用于将用户历史健康数据、用户位置信息、用户跌倒状态数据、定制信息和用户生理特征数据存储在云中心服务器的存储器中，存储分为两部分，一是原始数据的存储，二是进行特征提取后的特征数据的存储，为了保证数据安全，数据存储模块对数据定时进行增量备份。所述的用户生理特征数据包括用户人脸或指纹信息，根据生理特征数据(如人脸、指纹等)和地理位置相结合的身份验证功能，实现医保和社保单位对参保用户的验证。数据分析与挖掘模块用于对用户个体或用户群体进行横向和纵向的数据分析与挖掘。所述的数据分析与挖掘模块包括预测子模块、异常检测子模块、分类子模块、治疗效用分析子模块。
[0056]所述的云中心服务器还包括服务推送模块，服务推送模块用于将用户定制的消息及时推送到移动智能平台。
[0057]所述的云中心服务器还包括用户跌倒警示模块，用户跌倒警示模块用于在用户发生跌倒时，将跌倒信息及用户跌倒位置发送至预设的家属查询平台、医生工作平台或急救中心客户端。[0058]所述的云中心服务器还包括保险管理模块，保险管理模块用于将用户健康数据发送至保险客户端，辅助社保、医保单位掌握参保用户的健康状况。用户移动智能设备采集、提取和传输用户的生理特征(如人脸、指纹等)及位置信息，保险客户端可根据这些信息对用户进行身份识别。以验证参保人员是否健在，以避免已去世者继续领取养老保险金；医保局(或商业保险公司)可从云中心服务器获取用户的健康数据，避免用户报销与本人疾病不相关的医药费用，提高养老保险和医疗保险的监管水平。
[0059]所述的云中心服务器还包括孕婴管理模块，孕婴管理模块用于根据胎心检测数据进行自动预警及供医生进行监测，并实现向孕妇和婴幼儿家属提供孕婴信息的推送，推送信息包括:孕检信息、产后检查提醒、婴幼儿接种疫苗及保健信息。
[0060]所述的云中心服务器还包括基础数据模块，基础数据模块用于基础数据的管理，它包括用户管理子模块、家属管理子模块、医生管理子模块、关系管理子模块、权限管理子模块、设备管理子模块、医院管理子模块和社区管理子模块。
[0061]基于物联网和云计算的健康管理方法，它包括以下步骤:
(1)健康数据采集及预处理:健康检测设备采集用户健康数据，并通过通信协议发送至移动智能平台，移动智能平台对健康数据进行预处理和汇总后发送至云中心服务器的数据库服务器；
(2)数据云存储:将采集到的数据存储在云中心服务器的存储器中。所述的数据云存储步骤包括一个原始健康数据的子存储步骤和一个进行特征提取后的特征数据的存储子步骤。为了保证数据安全，存储子系统中的数据定时进行增量备份。
[0062]基于物联网和云计算的健康管理方法还包括一个数据分析与挖掘的步骤，根据用户健康数据对用户个体或用户群体进行横向和纵向的数据分析与挖掘。所述的数据分析与挖掘步骤包括预测子步骤、异常检测子步骤、分类子步骤和治疗效用分析子步骤:①所述的预测子步骤基于用户历史健康数据，对健康数据的未来趋势及数值进行预测，预测方法包括时间序列预测和回归预测，时间序列预测提供移动平均预测和指数平滑模型，回归预测提供多变量回归模型和Ridge回归模型；②所述的异常检测子步骤包括针对个体的异常检测和针对群体的异常检测，个体异常检测对每次收集到的用户健康数据与事先设置的正常范围或者规则学习到的正常范围进行比对，检测出异常并报警，群体异常检测将异常检测与GIS结合起来，当在指定时间和区域内超过一定数量的用户出现某一种或几种健康数据异常时，确定为疫情并报警所述的分类子步骤对收集到的历史健康数据进行选择，并根据这些数据对用户进行分类，建立分类模型，运用该模型对用户健康数据进行分类，得到分类结果，分类模型包括决策树、支持向量机；参数验证方法:(2、4、5、10折交叉验证),支持向量机还包括核函数类型(线性、多项式、高斯核)；④所述的治疗效用分析子步骤对用户所采用的治疗方案的效用进行分析，对治疗前后某一阶段的相关健康数据进行显著性检验，以确定用户所采用的治疗方案是否有效。
[0063]基于物联网和云计算的健康管理方法还包括一个可视化显示步骤，移动智能平台、医生工作平台、家属查询平台根据时间、数据类型查看用户的历史健康数据，历史健康数据通过可视化方式呈现给用户、家属和医生；数据可以折线图、柱状图、饼图、散点图、二维表等方式呈现。用户位置通过可视化方式(电子地图)呈现于家属智能设备或医生智能设备显示屏上。[0064]基于物联网和云计算的健康管理方法还包括一个提供位置服务的步骤，移动智能平台调用用户移动智能设备内置的定位组件获取用户位置信息，并上传至云中心服务器，云中心服务器向家属查询平台、医生工作平台或急救中心客户端发送用户位置信息。
[0065]所述的提供位置服务的步骤包括被动触发和主动触发两种触发方式:
如图3所示，被动触发方式包括以下步骤:
5101:授权家属或医生发起获取位置服务的请求；
5102:用户移动智能设备获取用户当前位置信息；
5103:用户移动智能设备将该位置信息发送至云中心服务器，云中心服务器将该位置信息反馈至家属查询平台或医生工作平台；
5104:家属或医生在智能设备上通过可视化地图查看用户位置。
[0066]如图4所示，主动触发方式包括以下步骤:
5201:用户在移动智能设备上按下“发送当前位置”的功能键；
5202:用户移动智能设备获取用户当前位置信息；
5203:根据预设规则将该位置信息发送至急救中心客户端、家属或医生。
[0067]作为本发明的一种实施方案，所述的提供位置服务步骤还可以包括一个在用户移动智能设备上显示家属或医生位置的步骤，家属查询平台和医生工作平台调用家属、医生智能设备内置的定位组件获取家属、医生的位置信息，并上传至云中心服务器，云中心服务器向用户移动智能设备发送家属或医生的位置信息。
[0068]基于物联网和云计算的健康管理方法还包括一个提供消息推送服务的步骤，用户根据医生建议或个人喜好通过移动智能平台定制消息，消息从云中心服务器推送至用户移动智能设备。
[0069]基于物联网和云计算的健康管理方法还包括一个提供跌倒预警的步骤，移动智能平台调用用户移动智能设备内置的三轴加速度传感器收集用户人体姿态信息，并判断用户是否跌倒，发生跌倒时启动位置服务模块获取用户跌倒的位置，并将该信息发送至云中心服务器，云中心服务器将该信息发送至家属查询平台、医生工作平台或急救中心客户端。
[0070]基于物联网和云计算的健康管理方法还包括一个协助保险管理的步骤，云中心服务器将用户健康数据发送至保险客户端，辅助社保、医保单位掌握参保用户的健康状况。用户移动智能设备采集、提取和传输用户的生理特征(如人脸、指纹等)及位置信息，保险客户端可根据这些信息对用户进行身份识别。以验证参保人员是否健在，以避免已去世者继续领取养老保险金；医保局(或商业保险公司)可从云中心服务器获取用户的健康数据，避免用户报销与本人疾病不相关的医药费用，提高养老保险和医疗保险的监管水平。
[0071]基于物联网和云计算的健康管理方法还包括一个孕婴健康管理步骤，云中心服务器根据胎心检测数据进行自动预警及供医生进行监测，并实现向孕妇和婴幼儿家属提供孕婴信息的推送。
[0072]基于物联网和云计算的健康管理方法还包括一个基础数据管理步骤，实现用户管理、家属管理、医生管理、关系管理、权限管理、设备管理、医院管理和社区管理。基础数据管理步骤实现用户对指定家属和医生的授权管理，只有被用户授权的家属和医生才有权查看用户的健康数据，以保护用户的健康隐私。
【权利要求】
1.基于物联网和云计算的健康管理系统，其特征在于:它包括至少一个健康检测设备、至少一个移动智能平台、至少一个云中心服务器、至少一个医生工作平台、至少一个家属查询平台和至少一个客户端，所述的客户端包括急救中心客户端和保险客户端，健康检测设备通过通信协议与移动智能平台连接，移动智能平台通过通信网络与云中心服务器连接，家属查询平台、医生工作平台、急救中心客户端及保险客户端分别与云中心服务器连接。
2.根据权利要求1所述的基于物联网和云计算的健康管理系统，其特征在于:所述的健康检测设备包括体温、血压、心率、血糖、血氧、心电、胎心检测设备中的任意一种或多种。
3.根据权利要求1所述的基于物联网和云计算的健康管理系统，其特征在于:所述的健康检测设备通过蓝牙通信协议与移动智能平台连接。
4.根据权利要求1所述的基于物联网和云计算的健康管理系统，其特征在于:所述的移动智能平台运行在用户移动智能设备上，它包括数据采集及预处理模块，数据采集及预处理模块用于接收健康检测设备所采集到的用户健康数据，经预处理和汇总后发送至云中心服务器的数据库服务器。
5.根据权利要求4所述的基于物联网和云计算的健康管理系统，其特征在于:所述的移动智能平台还包括定位模块，定位模块调用用户移动智能设备内置的定位组件获取用户位置信息。
6.根据权利要求5所述的基于物联网和云计算的健康管理系统，其特征在于:所述的定位组件包括GPS定位组件、移动基站定位组件和Wifi定位组件中的任意一种。
7.根据权利要求4所述的基于物联网和云计算的健康管理系统，其特征在于:所述的移动智能平台还包括跌倒检测模块，跌倒检测模块调用用户移动智能设备内置的三轴加速度传感器收集用户人体姿态信息，并判断用户是否跌倒，发生跌倒时启动定位模块获取跌倒位置信息，并将该信息发送至云中心服务器。
8.根据权利要求4所述的基于物联网和云计算的健康管理系统，其特征在于:所述的移动智能平台还包括用户可视化显示模块，用户可视化显示模块用于将用户历史健康数据通过可视化方式呈现于用户移动智能设备显示屏上。
9.根据权利要求8所述的基于物联网和云计算的健康管理系统，其特征在于:所述的可视化方式包括折线图、柱状图、饼图、散点图和二维表中的任意一种或多种。
10.根据权利要求4所述的基于物联网和云计算的健康管理系统，其特征在于:所述的移动智能平台还包括服务定制模块，服务定制模块用于用户根据医生建议或个人喜好定制服务，消息将由云中心服务器及时推送到用户移动智能设备。
11.根据权利要求1所述的基于物联网和云计算的健康管理系统，其特征在于:所述的家属查询平台运行在家属智能设备上，它包括用户历史健康数据家属查询模块、用户健康报告家属查询模块、用户位置家属查询模块、家属可视化显示模块；用户历史健康数据家属查询模块用于家属从云中心服务器调取用户历史健康数据；用户健康报告家属查询模块用于家属从云中心服务器调取用户健康报告；用户位置家属查询模块用于家属从云中心服务器调取用户所在位置；家属可视化显示模块用于将用户历史健康数据及用户位置通过可视化方式呈现于家属智能设备显示屏上。
12.根据权利要求1所述的基于物联网和云计算的健康管理系统，其特征在于:所述的医生工作平台运行在医生智能设备上，它包括用户历史健康数据医生查询模块、用户健康报告医生查询模块、用户位置医生查询模块、医生可视化显示模块；用户历史健康数据医生查询模块用于医生从云中心服务器调取用户历史健康数据；用户健康报告医生查询模块用于医生从云中心服务器调取用户健康报告；用户位置医生查询模块用于医生从云中心服务器调取用户所在位置；医生可视化显示模块用于将用户历史健康数据及用户位置通过可视化方式呈现于医生智能设备显示屏上。
13.根据权利要求1所述的基于物联网和云计算的健康管理系统，其特征在于:所述的云中心服务器包括数据存储模块和数据分析与挖掘模块，数据存储模块用于将用户历史健康数据、用户位置信息、用户跌倒状态数据、定制信息和用户生理特征数据存储在云中心服务器的存储器中；数据分析与挖掘模块用于对用户个体或用户群体进行横向和纵向的数据分析与挖掘。
14.根据权利要求13所述的基于物联网和云计算的健康管理系统，其特征在于:所述的用户生理特征数据包括用户人脸或指纹信息。
15.根据权利要求13所述的基于物联网和云计算的健康管理系统，其特征在于:所述的数据分析与挖掘模块包括预测子模块、异常检测子模块、分类子模块、治疗效用分析子模块。
16.根据权利要求13所述的基于物联网和云计算的健康管理系统，其特征在于:所述的云中心服务器还包括服务推送模块，服务推送模块用于将用户定制的消息及时推送到移动智能平台。
17.根据权利要求13所述的基于物联网和云计算的健康管理系统，其特征在于:所述的云中心服务器还包括用户跌倒警示模块，用户跌倒警示模块用于在用户发生跌倒时，将跌倒信息及用户跌倒位置发送至预设的家属查询平台、医生工作平台或急救中心客户端。
18.根据权利要求13所述的基于物联网和云计算的健康管理系统，其特征在于:所述的云中心服务器还包括保险管理模块，保险管理模块用于将用户健康数据发送至保险客户端，辅助社保、医保单位掌握参保用户的健康状况。
19.根据权利要求13所述的基于物联网和云计算的健康管理系统，其特征在于:所述的云中心服务器还包括孕婴管理模块，孕婴管理模块用于根据胎心检测数据进行自动预警及供医生进行监测，并实现向孕妇和婴幼儿家属提供孕婴信息的推送。
20.根据权利要求13所述的基于物联网和云计算的健康管理系统，其特征在于:所述的云中心服务器还包括基础数据模块，基础数据模块用于基础数据的管理，它包括用户管理子模块、家属管理子模块、医生管理子模块、关系管理子模块、权限管理子模块、设备管理子模块、医院管理子模块和社区管理子模块。
21.基于物联网和云计算的健康管理方法，其特征在于:它包括以下步骤: (1)健康数据采集及预处理:健康检测设备采集用户健康数据，并通过通信协议发送至移动智能平台，移动智能平台对健康数据进行预处理和汇总后发送至云中心服务器的数据库服务器； (2)数据云存储:将采集到的数据存储在云中心服务器的存储器中。
22.根据权利要求21所述的基于物联网和云计算的健康管理方法，其特征在于:所述的数据云存储步骤包括一个原始健康数据的子存储步骤和一个进行特征提取后的特征数据的存储子步骤。
23.根据权利要求21所述的基于物联网和云计算的健康管理方法，其特征在于:它还包括一个数据分析与挖掘的步骤，根据用户健康数据对用户个体或用户群体进行横向和纵向的数据分析与挖掘。
24.根据权利要求23所述的基于物联网和云计算的健康管理方法，其特征在于:所述的数据分析与挖掘步骤包括预测子步骤、异常检测子步骤、分类子步骤和治疗效用分析子步骤。
25.根据权利要求24所述的基于物联网和云计算的健康管理方法，其特征在于:所述的预测子步骤基于用户历史健康数据，对健康数据的未来趋势及数值进行预测，预测方法包括时间序列预测和回归预测，时间序列预测提供移动平均预测和指数平滑模型，回归预测提供多变量回归模型和Ridge回归模型； 所述的异常检测子步骤包括针对个体的异常检测和针对群体的异常检测，个体异常检测对每次收集到的用户健康数据与事先设置的正常范围或者规则学习到的正常范围进行比对，检测出异常并报警，群体异常检测将异常检测与GIS结合起来，当在指定时间和区域内超过一定数量的用户出现某一种或几种健康数据异常时，确定为疫情并报警； 所述的分类子步骤对收集到的历史健康数据进行选择，并根据这些数据对用户进行分类，建立分类模型，运用该模型对用户健康数据进行分类，得到分类结果，分类模型包括决策树、支持向量机； 所述的治疗效用分析子步骤对用户所采用的治疗方案的效用进行分析，对治疗前后某一阶段的相关健康数据进行显著性检验，以确定用户所采用的治疗方案是否有效。
26.根据权利要求21所述的基于物联网和云计算的健康管理方法，其特征在于:它还包括一个可视化显示步骤，移动智能平台、医生工作平台、家属查询平台根据时间、数据类型查看用户的历史健康数据，历史健康数据通过可视化方式呈现给用户、家属和医生；用户位置通过可视化方式呈现于家属智能设备或医生智能设备显示屏上。
27.根据权利要求21所述的基于物联网和云计算的健康管理方法，其特征在于:它还包括一个提供位置服务的步骤，移动智能平台调用用户移动智能设备内置的定位组件获取用户位置信息，并上传至云中心服务器，云中心服务器向家属查询平台、医生工作平台或急救中心客户端发送用户位置信息。
28.根据权利要求27所述的基于物联网和云计算的健康管理方法，其特征在于:所述的提供位置服务的步骤包括被动触发和主动触发两种触发方式: 被动触发方式包括以下步骤: S101:授权家属或医生发起获取位置服务的请求； S102:用户移动智能设备获取用户当前位置信息； S103:用户移动智能设备将该位置信息发送至云中心服务器，云中心服务器将该位置信息反馈至家属查询平台或医生工作平台； S104:家属或医生在智能设备上通过可视化地图查看用户位置； 主动触发方式包括以下步骤: S201:用户在移动智能设备上按下“发送当前位置”的功能键； S202:用户移动智能设备获取用户当前位置信息；S203:根据预设规则将该位置信息发送至急救中心客户端、家属或医生。
29.根据权利要求21所述的基于物联网和云计算的健康管理方法，其特征在于:它还包括一个提供消息推送服务的步骤，用户根据医生建议或个人喜好通过移动智能平台定制消息，消息从云中心服务器推送至用户移动智能设备。
30.根据权利要求21所述的基于物联网和云计算的健康管理方法，其特征在于:它还包括一个提供跌倒预警的步骤，移动智能平台调用用户移动智能设备内置的三轴加速度传感器收集用户人体姿态信息，并判断用户是否跌倒，发生跌倒时启动位置服务模块获取用户跌倒的位置，并将该信息发送至云中心服务器，云中心服务器将该信息发送至家属查询平台、医生工作平台或急救中心客户端。
31.根据权利要求21所述的基于物联网和云计算的健康管理方法，其特征在于:它还包括一个协助保险管理的步骤，云中心服务器将用户健康数据发送至保险客户端，辅助社保、医保单位掌握参保用户的健康状况。
32.根据权利要求21所述的基于物联网和云计算的健康管理方法，其特征在于:它还包括一个孕婴健康管理步 骤，云中心服务器根据胎心检测数据进行自动预警及供医生进行监测，并实现向孕妇和婴幼儿家属提供孕婴信息的推送。
33.根据权利要求21所述的基于物联网和云计算的健康管理方法，其特征在于:它还包括一个基础数据管理步骤，实现用户管理、家属管理、医生管理、关系管理、权限管理、设备管理、医院管理和社区管理。
【文档编号】G06F19/00GK103905549SQ201410121802
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年3月28日 优先权日:2014年3月28日
【发明者】贾华丁, 李太勇, 吴江, 周峰, 王磊, 贾砚池, 黄力刚, 刘冀军 申请人:成都悦图科技有限公司