[發明專利]一種基于語料庫識別的運動健康信息采集平臺及工作方法

在審

• 申請號: 202110747592.3
• 申請日: 2021-07-01
• 公開（公告）號: CN113476023A
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 張彥軍;趙立江
• 申請（專利權）人: 暨南大學;廣東體育職業技術學院
• 主分類號: A61B5/0205
• 分類號: A61B5/0205;A61B5/1455;A61B5/11;A61B5/00;G07C1/10
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 梁瑩

1.一種基于語料庫識別的運動健康信息采集平臺，其特征在于，包括中央處理模塊(1)、分別與中央處理模塊(1)連接的觸摸顯示屏(2)、音頻模塊(3)、無線通信模塊(4)、生理參數模塊(5)、跌落模塊(6)、刷卡模塊(7)以及定位模塊(8)；

所述觸摸顯示屏(2)，用于操作以及顯示檢測到的數據；

所述音頻模塊(3)，用于發出警告提示；

所述無線通信模塊(4)，用于采集平臺與其他智能終端的連接；

所述生理參數模塊(5)包括血氧單元、脈搏單元以及體溫單元，分別測量人體的血氧濃度、脈搏次數和體溫；

所述跌落模塊(6)，用于監測運動者是否存在跌落的情況；

所述刷卡模塊(7)，用于簽到；

所述定位模塊(8)，用于定位運動者的實時位置；

所述中央處理模塊(1)包括處理器和FLASH存儲器，其中，所述的處理器采用具有低功耗的DA14580，作為集中控制單元，通過SPI和I2C總線與各功能模塊連接，管理各項任務；FLASH存儲器內保存有語料短語庫，對功能的調用和激活采用語料庫識別和計算的方式，以實現基于語言科技的個性化調用。

2.根據權利要求1所述的一種基于語料庫識別的運動健康信息采集平臺，其特征在于，所述音頻模塊(3)包括揚聲器及DSP處理芯片；其中，DSP處理芯片對音頻信號進行編碼和解碼，揚聲器在接收到處理的信號后轉換為警告提示聲音。

3.根據權利要求1所述的一種基于語料庫識別的運動健康信息采集平臺，其特征在于，所述無線通信模塊(4)為藍牙無線通信模塊。

4.根據權利要求1所述的一種基于語料庫識別的運動健康信息采集平臺，其特征在于，所述血氧單元分別采用不同的LED光電傳感器作為光源發射器和光源接收器，基于血液中的HbO2和HbO對不同的光譜具有不同程度的吸收而導致的光電二極管產生微小的電壓變化計算出血氧濃度。

5.根據權利要求1所述的一種基于語料庫識別的運動健康信息采集平臺，其特征在于，所述脈搏單元由微型壓力傳感器和振動馬達構成，通過微型壓力傳感器擬合每次檢測的壓力變化，計算出脈搏次數，搭配的振動馬達在脈搏次數過于快的情況下，將會啟動，并以一定的頻率開始振動，提示使用者脈搏過快。

6.根據權利要求1所述的一種基于語料庫識別的運動健康信息采集平臺，其特征在于，所述體溫單元由溫度傳感器及匹配電路構成，溫度傳感器采用高靈敏度的薄膜鉑電阻式溫度傳感器，與人體皮膚接觸。

7.根據權利要求1所述的一種基于語料庫識別的運動健康信息采集平臺，其特征在于，所述跌落模塊(6)采用ADXL345加速度傳感器，采用標準SPI接口方式，用于計算xyz加速度和角速度。

8.根據權利要求1所述的一種基于語料庫識別的運動健康信息采集平臺，其特征在于，所述刷卡模塊(7)采用NXP NTAG216芯片，通過NFC數據傳輸，用于簽到。

9.根據權利要求1所述的一種基于語料庫識別的運動健康信息采集平臺，其特征在于，所述定位模塊(8)由GPRS單元和SIM卡插槽構成，SIM卡插槽中插入電話卡后，通過GPRS單元自動識別出當前所在位置，并將該位置信息發送至其他移動終端。

10.一種基于語料庫識別的運動健康信息采集工作方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、采集平臺啟動后對各模塊進行初始化識別，檢測平臺是否通訊成功；

S2、自檢通過后，各監測模塊將開始工作并對活動數據進行監測，并將數據發送至中央處理模塊進行分析；

S3、中央處理模塊對不同模塊的數據分析完畢后，即可獲得具體的生理參數及其他所需數據；

S4、獲得的數據在觸摸顯示屏顯示后，將通過無線通信模塊實時發送至其他移動終端；

其中，

生理參數模塊的血氧單元進行血氧處理的過程如下：

a1.LED發射光源穿透皮膚且另一端的LED光電傳感器接收到后，將光強信號轉變為電壓信號，在對該電壓信號進行濾波放大后，根據光強衰減得出氧合血紅蛋白血紅蛋白的相對含量比值P1；

a2.重復測量，得出P2,P3,P4,P5,...,Pn，n為測量次數；

a3.得出多個P值后，根據修正算法：SpO2＝[a*(P1+P2+...+Pn)+b]/n，即可準確計算出血氧飽和度，其中，a和b為事先定標量，通過擬合獲得；

生理參數模塊的脈搏單元進行脈搏處理的過程如下：

b1.微型壓力傳感器對血管壁的微小振動進行感應，產生壓差變化，在進行濾波、放大和模數轉化后，該壓差被反饋至中央處理模塊；

b2.在對脈搏信號連續進行監測設定的時間后，所有數據將被存儲在FLASH存儲器中，并自動擬合出一條脈搏波曲線；

b3.自動對該曲線進行極值提取，即對每一個波峰進行提取，每一個波峰即為一次脈搏；

b4.設置計算窗口，并將窗口長度設為十秒，計算出窗口內所出現的波峰個數并乘以六，即為每分鐘脈搏數；

b5.第一個十秒計算完畢后，將窗口往后移動五秒，重復計算窗口內的波峰次數，并與前面所計算的脈搏去加權平均值；

生理參數模塊的體溫單元進行跌落檢測的過程如下：

c1.系統啟動即進入自檢程序，識別ADXL345是否處于正常工作狀態，并配置相應的采集參數；

c2.當發出采集請求時，ADXL345每完成一次數據采集，則將數據回傳至中央處理模塊；

c3.當檢測到產生較大垂直距離時，即發生跌倒，數據除了被保存在FLASH存儲器外，還會即時發送至終端設備，告知此時已摔跤。