[發明專利]一種非接觸式人體狀態監測系統及人體狀態管理監測方法

在審

• 申請號: 201811547938.X
• 申請日: 2018-12-18
• 公開（公告）號: CN109498059A
• 公開（公告）日: 2019-03-22
• 發明（設計）人: 吳立鋒;康國慶;王中華;王洪民;袁慧梅
• 申請（專利權）人: 首都師范大學
• 主分類號: A61B8/02
• 分類號: A61B8/02;G06K9/00;G06N3/04
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司 11232
• 代理人: 李娜

本發明一種非接觸式人體狀態監測系統及人體狀態管理監測方法，監測系統包括：主控芯片、生物雷達、WiFi模塊、穩壓器模塊、LED警示燈、USB轉RJ45接口，網絡攝像頭；生物雷達與主控芯片相連；WiFi模塊連接至主控芯片；穩壓模塊與主控芯片相連；LED警示燈與主控芯片相連；USB轉RJ45接口，與主控芯片相連，將USB串口傳輸轉為RJ45傳輸；網絡攝像頭通過WiFi連接到主控芯片。監測方法包括：數據庫建立及人體狀態管理監測。本發明操作簡單，應用方便，可在不接觸人體的情況下對人體狀態的各種異常進行監控，判斷被監測人的生命體征，并在出現異常情況時進行報警，使得人體監測監管系統有較高的實時性和安全性。

技術領域

本發明涉及一種非接觸式人體狀態監測系統及人體狀態管理監測方法，尤其是一種基于人體生命體征現象，利用對人們的心跳、呼吸、面部表情等生命特征進行監測的儀器及方法，本屬于生命特征監測技術領域。

背景技術

隨著經濟水平的提高和科學技術的發展，國家、社會、人民對健康和安全的需求也越來越高。為了滿足各界的需求，更方便有效的了解監測到人們的生命體質健康狀態，實時的非接觸式人體狀態監測系統就顯得尤為重要。

如今，常用的人體狀態監測管理系統都是穿戴式、接觸式的居多，如智能手環、智能手套、智能頭箍、醫療背心、腰帶等。這些必須時刻穿戴、必須和人體有接觸的人體狀態監測設備給人們的行動帶來了一定的不方便。而現有的非接觸式的監測系統也只有音頻信號監控系統，視頻信號監控系統，紅外信號監控系統。音頻信號監控是用拾音器采集周圍環境聲音來監測當前人體生命活動的狀態，視頻信號監控是用攝像頭采集人體照片或所處環境圖的圖像信息來監測，這幾種監測系統的實時性較差，監測的數據量太大，耗費的人力太大。為了更方便快捷的監測人的生命體征狀態，今發明非接觸式人體狀態監測系統。

此系統實用性高，適用范圍廣，可以用在醫院、監獄、戒毒所等需要大量人力去監管人體狀態的地方。也可以用與監測家中老人或者小孩的體質狀態，達到更方便更安全的效果。

發明內容

本發明的目的在于提供一種非接觸式人體狀態監測系統及人體狀態管理方法，以解決現有技術的幾種人體狀態監控系統均不具備非接觸人體、實時無人監控自動報警的能力，不能實時高效的對人體狀態進行監測管理等問題。為了更好地對人體狀態進行管理，實時對被監測人的行動進行監督，提高監測系統的安全性，本發明基于人體生命體征現象，利用對人們的心跳、呼吸、面部表情等生命特征的監測，提出了新的人體狀態管理監測方法。這種方法可以實時監控人體狀態的各種情況，更方便，更快捷，使上述問題得到更好地解決。

本發明主要用雷達測試器獲取人體生命體征參數、用攝像頭對人的動態進行監測。用同態濾波、小波分析、窄帶數字濾波等技術對雷達獲取的生命體征信號進行信號處理，用C++和數據庫對處理后的信號進行分析。經過實驗監測，測得大量心跳呼吸數據，將測得的數據利用C++進行處理繪圖并創建可視化上位機，并根據閾值整合判斷出有效心率值和呼吸值，當心率值和呼吸值小于閾值時，將判斷為異常，觸發報警系統，并將異常數據存入數據庫，以便調取查看。用深度學習來對人臉視頻表情進行識別，進而來判斷人的情緒和心理狀況。

一種非接觸式人體狀態管理監測方法，是用生物雷達利用其多普勒超聲效應獲取人體的生命體征參數，然后經過濾波、放大、信號A/D轉換，將生物雷達監測到的波形信號轉化為32位16進制的數字報文信號。然后用程序對數據進行閾值判斷，將異常數據存入數據庫。在生物雷達獲取人體生命體征的同時，攝像頭也會實時的獲取人的面部視頻，用深度信念網絡(DBN)來提取人的面部表情，通過改進后的端到端的卷積神經網絡(CNN)對提取的表情進行識別匹配。

本發明一種非接觸式人體狀態監測系統，具體包括：主控芯片、生物雷達、WiFi模塊、穩壓器模塊、LED警示燈、USB轉RJ45接口，網絡攝像頭；