本發(fā)明涉及一種生理狀態(tài)監(jiān)測裝置，尤其涉及一種面向健康的智能鞋墊。

背景技術(shù)：

由于人們對了解生理情況的需求越來越大，引起了對生理監(jiān)測裝置越來越高的需求，尤其是在當(dāng)今社會(huì)越來越忙碌的生活步調(diào)下，空出時(shí)間前往醫(yī)院顯得越來越困難，再加上目前社會(huì)的老年化現(xiàn)象越來越嚴(yán)重，居家看護(hù)的需求也越來越大。不過，公知的生理監(jiān)測裝置，無論其用于何種生理信號的監(jiān)測，通常都必須占據(jù)相當(dāng)大的體積，尤其是在醫(yī)院系統(tǒng)中更是如此。因此，隨身的生理監(jiān)測裝置因應(yīng)而生，以滿足人們對于隨時(shí)進(jìn)行生理監(jiān)測的需求。

然而，即使是如今不斷蓬勃發(fā)展的無線、可攜式、手持式等生理監(jiān)測裝置，雖然其已不同于以往醫(yī)院床邊的巨大監(jiān)控裝置并且也彌補(bǔ)了一些缺點(diǎn)，但卻依然占據(jù)一定的體積，同時(shí)也具有一定的重量，因而仍會(huì)讓使用者在使用時(shí)感到不便。

舉例而言，如美國專利第6611705號所示，其中公開了一種心電信號監(jiān)測的電極連接器以及一種心電信號監(jiān)測系統(tǒng)，該心電信號監(jiān)測系統(tǒng)用以減少傳統(tǒng)心電測量時(shí)貼在受試者身上的電極與監(jiān)測主機(jī)之間的導(dǎo)線束縛，即，其利用電極連接器作為有線電極以及監(jiān)測主機(jī)之間的無線橋梁。然而，雖然該方式避免了患者與監(jiān)測主機(jī)之間的導(dǎo)線束縛，但事實(shí)上，背負(fù)在患者身上的該電極連接器依然需要占據(jù)相當(dāng)大的體積，并且傳統(tǒng)監(jiān)測主機(jī)體積龐大及其相關(guān)的不方便性(例如移動(dòng)性)地問題依然存在，因此，這僅可說是針對公知缺點(diǎn)的部分改進(jìn)。

此外，如美國專利第6368287號所示，公開了一種睡眠障礙篩選系統(tǒng)，其以輕巧貼附的方式實(shí)現(xiàn)，不過，事實(shí)上，其僅能簡單地以計(jì)次方式顯示測量結(jié)果，而無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)信號傳輸，因此無法完整記錄監(jiān)測內(nèi)容，所以，其采用的僅是簡單的預(yù)篩選概念。

另外，美國專利第6597944b1號也類似地利用同樣的概念，并以貼附方式以及計(jì)次方式來顯示結(jié)果。因此，顯然地，上述的兩種設(shè)計(jì)雖然實(shí)現(xiàn)了輕便的目的，卻也犧牲了對于生理監(jiān)測內(nèi)容的完整記錄，自然地其應(yīng)用范圍也受到限制，并無法適用于所有的生理監(jiān)測項(xiàng)目。

因此，存在對于輕巧、方便使用者移動(dòng)且能在測量期間進(jìn)行完整記錄的生理監(jiān)測裝置以及系統(tǒng)的需求。醫(yī)療專業(yè)人員可監(jiān)測患者或?qū)ο蟮纳頎顩r，以確定患者或?qū)ο蟮慕】禒顩r或康復(fù)狀況。這種生理監(jiān)測一般由直接對患者觀察或進(jìn)行測試的醫(yī)療專業(yè)人員進(jìn)行。這種直接觀察和測試需要醫(yī)療專業(yè)人員和患者在物理上處于相同地點(diǎn)。這種會(huì)合通常通過患者前去醫(yī)師的辦公室或其他醫(yī)療機(jī)構(gòu)或通過醫(yī)療專業(yè)人員前去患者的住所而實(shí)現(xiàn)。在醫(yī)療專業(yè)人員和患者均只有限量時(shí)間的情況下，在同一地點(diǎn)會(huì)合的需要可限制監(jiān)測患者生理狀況的機(jī)會(huì)的頻率，其通常可造成該狀況被忽略。這種不作為可導(dǎo)致對患者治療失敗和造成進(jìn)一步倒退。此外，長期缺乏健康護(hù)理專業(yè)人員與患者之間的互動(dòng)可進(jìn)一步使情況惡化，導(dǎo)致可能緊急需要護(hù)理，因此導(dǎo)致患者的危險(xiǎn)增加。

此外，由于在現(xiàn)有的醫(yī)院設(shè)備中已具有許多既有的生理監(jiān)測設(shè)備、裝置等，因此，如何開發(fā)出可以盡可能方便攜帶的低廉成本的生理監(jiān)測裝置以及系統(tǒng)也是當(dāng)務(wù)之急。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)之不足，本發(fā)明提供了一種面向健康的智能鞋墊，所述鞋墊至少包括：數(shù)據(jù)采集單元、單片機(jī)處理單元、數(shù)據(jù)傳輸單元、移動(dòng)終端和數(shù)據(jù)處理云終端；所述數(shù)據(jù)處理云終端中的數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊基于儲存于方案數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)預(yù)處理方案完成對移動(dòng)終端發(fā)送的包含傳感數(shù)據(jù)和所述單片機(jī)處理單元處理的二級數(shù)據(jù)進(jìn)行應(yīng)用類型分類和/或數(shù)值范圍分類的預(yù)處理并將完成預(yù)處理后形成的三級數(shù)據(jù)發(fā)送運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)處理模塊和/或生理數(shù)據(jù)處理模塊；所述運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)處理模塊和/或生理數(shù)據(jù)處理模塊基于儲存于方案數(shù)據(jù)庫中的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)和/或生理數(shù)據(jù)處理方案實(shí)現(xiàn)對三級數(shù)據(jù)中運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和/或生理狀態(tài)信息的監(jiān)測與異常判定，并將對三級數(shù)據(jù)處理后形成的四級數(shù)據(jù)發(fā)送至綜合數(shù)據(jù)處理模塊；所述綜合數(shù)據(jù)處理模塊將處理包含運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)和/或生理數(shù)據(jù)的四級數(shù)據(jù)形成的包含展示數(shù)據(jù)和/或報(bào)警數(shù)據(jù)和/或命令數(shù)據(jù)的反饋數(shù)據(jù)發(fā)送至移動(dòng)終端和/或單片機(jī)處理單元。

本發(fā)明所述面向健康的智能鞋墊，用戶可以智能化實(shí)現(xiàn)生理狀況和運(yùn)動(dòng)狀況的監(jiān)測，并基于監(jiān)測結(jié)果實(shí)現(xiàn)反饋報(bào)警或運(yùn)動(dòng)建議反饋，從而使得用戶在日常或運(yùn)動(dòng)過程中避免過量運(yùn)動(dòng)給身體待來負(fù)面影響。同時(shí)，所述智能鞋墊通過對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分階段處理分模塊處理，避免通過單個(gè)數(shù)據(jù)處理單元進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)出現(xiàn)的反應(yīng)速度變慢和處理單元過熱等問題，并方便了對整個(gè)數(shù)據(jù)采集和處理過程的監(jiān)控。

在數(shù)據(jù)采集單元進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的過程中，所有傳感器不是同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，從而降低了智能鞋墊的數(shù)據(jù)處理云終端的數(shù)據(jù)處理壓力。同時(shí)，所述數(shù)據(jù)采集單元中各傳感器僅根據(jù)單片機(jī)處理單元的控制命令實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，而不必一直維持工作狀態(tài)從而增加各個(gè)傳感器的使用壽命，并降低了鞋墊能耗，減少了不必要的用電量，從而使得所述智能鞋墊在使用相同電池的情況下能夠維持更長的工作時(shí)間，增加了用戶的體驗(yàn)度。

根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，所述數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊對二級數(shù)據(jù)的預(yù)處理過程包括對接收的二級數(shù)據(jù)中的傳感數(shù)據(jù)種類進(jìn)行確認(rèn)，并基于二級數(shù)據(jù)中包含的一種或多種傳感器數(shù)據(jù)種類信息調(diào)取儲存于方案數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)分類方案，完成對二級數(shù)據(jù)為運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)和/或生理數(shù)據(jù)的應(yīng)用類型分類；并由數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊實(shí)現(xiàn)二級數(shù)據(jù)中各個(gè)傳感數(shù)據(jù)的數(shù)值范圍分類。

通過預(yù)處理模塊完成二級數(shù)據(jù)的應(yīng)用類型分類和數(shù)值范圍分類，可以實(shí)現(xiàn)針對不同的應(yīng)用數(shù)據(jù)類型將該二級數(shù)據(jù)發(fā)送至對應(yīng)模塊的功能，同時(shí)，對所述二級數(shù)據(jù)的進(jìn)行數(shù)值范圍分類有助于下級數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)數(shù)據(jù)范圍信息快速完成相應(yīng)處理方案的調(diào)取，節(jié)省了數(shù)據(jù)處理時(shí)間。

根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，所述運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)處理模塊和/或生理數(shù)據(jù)處理模塊基于接收的三級數(shù)據(jù)中的數(shù)值范圍信息調(diào)取方案數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)傳感數(shù)據(jù)種類和對應(yīng)范圍的運(yùn)動(dòng)和/或生理處理方案完成對用戶運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和/或生理狀態(tài)的分析與監(jiān)測，并將包含用戶運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和/或生理狀態(tài)的分析數(shù)據(jù)作為四級數(shù)據(jù)發(fā)送至綜合數(shù)據(jù)處理模塊。

通過不同的應(yīng)用數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行不同的應(yīng)用數(shù)據(jù)處理簡化了數(shù)據(jù)處理流程，降低數(shù)據(jù)處理過程中出錯(cuò)概率。也方便各個(gè)模塊老化或損壞后的更換或維修過程。

根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，所述綜合數(shù)據(jù)處理模塊基于接收的包含用戶運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息數(shù)據(jù)和/或生理狀態(tài)信息數(shù)據(jù)的四級數(shù)據(jù)完成用戶當(dāng)前生理狀態(tài)和/或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的確認(rèn)，并基于用戶當(dāng)前生理狀態(tài)和/或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)以及從方案數(shù)據(jù)庫調(diào)取的綜合處理方案實(shí)現(xiàn)用戶運(yùn)動(dòng)安全等級和/或生理安全等級的劃分，并基于運(yùn)動(dòng)安全等級和/或生理安全等級形成包括建議信息的反饋數(shù)據(jù)。

根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，所述反饋數(shù)據(jù)包括結(jié)果展示數(shù)據(jù)和/或報(bào)警數(shù)據(jù)和/或命令數(shù)據(jù)，其中，所述展示數(shù)據(jù)為發(fā)送至移動(dòng)終端形成的用于展示給用戶的包括文字、數(shù)字列表和圖像中的至少一個(gè)數(shù)據(jù)；所述報(bào)警數(shù)據(jù)包括發(fā)送至移動(dòng)終端通過控制裝置和/或振動(dòng)裝置進(jìn)行報(bào)警的數(shù)據(jù)和發(fā)送至位于鞋墊的單片機(jī)處理單元通過控制震動(dòng)模塊、揚(yáng)聲模塊以及顯示模塊進(jìn)行報(bào)警提醒的數(shù)據(jù)；所述命令數(shù)據(jù)為發(fā)送至單片機(jī)處理單元的用于控制數(shù)據(jù)采集單元中的至少一個(gè)傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的命令信息。

根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，所述數(shù)據(jù)采集單元將包含壓力信息、濕度信息、溫度信息、心率信息和加速度信息中的一種或多種信息作為一級數(shù)據(jù)發(fā)送至單片機(jī)處理單元。

根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，所述單片機(jī)處理單元將按不同通道接收的一級數(shù)據(jù)進(jìn)行分類儲存，并將類別信息作為標(biāo)記信息鏈接至一級數(shù)據(jù)中各個(gè)傳感器對應(yīng)的傳感數(shù)據(jù)記錄之上，并儲存于數(shù)據(jù)儲存單元。

根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，所述單片機(jī)處理單元將包含各個(gè)傳感器對應(yīng)的傳感數(shù)據(jù)記錄以及鏈接至一級數(shù)據(jù)中各個(gè)傳感器對應(yīng)的傳感數(shù)據(jù)記錄之上的標(biāo)記信息作為二級數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)傳輸單元以有線和/或無線的方式發(fā)送至移動(dòng)終端。

根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，所述數(shù)據(jù)采集單元中壓力傳感器與放大電路相連，濕度傳感器與放大電路相連，溫度傳感器與放大電路相連，心率傳感器與放大電路相連，汗液傳感器與放大電路相連，加速度傳感器與放大電路相連；所述放大電路將完成放大的包含壓力信息數(shù)據(jù)、濕度信息數(shù)據(jù)、溫度信息數(shù)據(jù)、心率信息數(shù)據(jù)、汗液信息數(shù)據(jù)以及加速度信息數(shù)據(jù)經(jīng)a/d轉(zhuǎn)換電路發(fā)送至單片機(jī)處理單元進(jìn)行一級數(shù)據(jù)的初步處理。

根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，所述壓力傳感器為半導(dǎo)體壓電電阻傳感器、靜電容量型壓力傳感器和擴(kuò)散硅壓力變送器中的一種或多種；所述濕度傳感器為電阻式氯化鋰濕度計(jì)、露點(diǎn)式氯化鋰濕度計(jì)、碳濕敏式濕度計(jì)、氧化鋁濕度計(jì)和陶瓷濕度傳感器中的一種或多種；所述溫度傳感器為接觸式或非接觸式溫度計(jì)傳感器；所述心率傳感器為紅外脈搏傳感器、心率脈搏傳感器、光電脈搏傳感器、數(shù)字脈搏傳感器、心音脈搏傳感器和集成化脈搏傳感器中的一種或多種；所述加速度傳感器為電容式加速度傳感器、電感式加速度傳感器、應(yīng)變式加速度傳感器、壓阻式加速度傳感器和壓電式加速度傳感器中的一種或多種。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的智能鞋墊的功能模塊示意圖；和

圖2是本發(fā)明的數(shù)據(jù)采集模塊示意圖。

附圖標(biāo)記列表

101：電源模塊102：數(shù)據(jù)采集單元103：單片機(jī)處理單元

104：數(shù)據(jù)傳輸單元105：震動(dòng)模塊106：揚(yáng)聲模塊

107：顯示模塊108：移動(dòng)終端109：數(shù)據(jù)處理云終端

110：數(shù)據(jù)儲存單元102a：壓力傳感器102b：濕度傳感器

102c：溫度傳感器102d：心率傳感器102e：汗液傳感器

102f：加速度傳感器102g：放大電路

102h：a/d轉(zhuǎn)換電路109a：數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊

109b：運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)處理模塊109c：生理數(shù)據(jù)處理模塊

109d：方案數(shù)據(jù)庫109e：綜合數(shù)據(jù)處理模塊

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。

圖1示出了本發(fā)明的面向健康的智能鞋墊的功能模塊示意圖。如圖1所示，本發(fā)明智能鞋墊的功能模塊包括位于鞋墊上的電源模塊101、數(shù)據(jù)采集單元102、單片機(jī)處理單元103、數(shù)據(jù)傳輸單元104、震動(dòng)模塊105、揚(yáng)聲模塊106、顯示模塊107和數(shù)據(jù)儲存單元11o。所述鞋墊功能模塊還包括位于遠(yuǎn)端的移動(dòng)終端108和數(shù)據(jù)處理云終端109。

所述電源模塊101分別與數(shù)據(jù)采集單元102和單片機(jī)處理單元103相連，用于實(shí)現(xiàn)為位于鞋墊上各功能模塊供電。所述數(shù)據(jù)采集單元102與單片機(jī)處理單元103相連。所述數(shù)據(jù)采集單元102用于實(shí)現(xiàn)包含壓力數(shù)據(jù)、濕度數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)、心率數(shù)據(jù)、汗液信息數(shù)據(jù)和加速度數(shù)據(jù)的一級數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集。

所述單片機(jī)處理單元103用于實(shí)現(xiàn)對采集的一級數(shù)據(jù)進(jìn)行包括分類、儲存的初步處理，并形成二級數(shù)據(jù)。所述單片機(jī)處理單元103將按不同通道接收的一級數(shù)據(jù)進(jìn)行分類儲存，并將類別信息作為標(biāo)記信息鏈接至一級數(shù)據(jù)中各個(gè)傳感器對應(yīng)的傳感數(shù)據(jù)記錄之上，并將包含各個(gè)傳感器對應(yīng)的傳感數(shù)據(jù)記錄以及鏈接至一級數(shù)據(jù)中各個(gè)傳感器對應(yīng)的傳感數(shù)據(jù)記錄之上的標(biāo)記信息作為二級數(shù)據(jù)。

所述單片處理單元103與數(shù)據(jù)儲存單元110相連，用于實(shí)現(xiàn)與單片處理單元103相關(guān)的數(shù)據(jù)的儲存。所述單片機(jī)處理單元103還與位于鞋墊上的震動(dòng)模塊105、揚(yáng)聲模塊106和顯示模塊107相連。并通過震動(dòng)模塊105、揚(yáng)聲模塊106和顯示模塊107實(shí)現(xiàn)反饋數(shù)據(jù)的報(bào)警或提示功能。

所述單片機(jī)處理單元103經(jīng)數(shù)據(jù)傳輸單元104與移動(dòng)終端108相連，用以實(shí)現(xiàn)將二級數(shù)據(jù)以有線和/或無線的方式傳輸至移動(dòng)終端108，并用于接收由移動(dòng)終端108傳輸至數(shù)據(jù)單片機(jī)處理單元103的反饋信息或數(shù)據(jù)。所述移動(dòng)終端108可以用于實(shí)現(xiàn)二級數(shù)據(jù)的展示，用戶可以通過移動(dòng)終端108查看數(shù)據(jù)采集單元102采集的各種傳感數(shù)據(jù)以及單片機(jī)處理單元103對一級數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后的數(shù)據(jù)信息。同時(shí)用戶可以通過移動(dòng)終端108查看數(shù)據(jù)處理云終端109的反饋數(shù)據(jù)。移動(dòng)終端108還用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理云終端109中的方案數(shù)據(jù)的輸入以及用戶個(gè)人信息的輸入。所述移動(dòng)終端108與數(shù)據(jù)處理云終端109相連。所述數(shù)據(jù)處理云終端109用于實(shí)現(xiàn)對經(jīng)移動(dòng)終端108傳輸至的二級數(shù)據(jù)的處理以及反饋過程。

所述數(shù)據(jù)處理云終端109中的數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊109a與移動(dòng)終端108和方案數(shù)據(jù)庫109d相連，并將接收的由移動(dòng)終端108傳輸?shù)亩墧?shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理。所述數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊109a還分別與運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)處理模塊109b和生理數(shù)據(jù)處理模塊109c相連。所述數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊109a將對二級數(shù)據(jù)處理后形成的三級數(shù)據(jù)發(fā)送至運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)處理模塊109b和/或生理數(shù)據(jù)處理模塊109c。

所述數(shù)據(jù)預(yù)處理包括：對接收的二級數(shù)據(jù)中的傳感數(shù)據(jù)種類進(jìn)行確認(rèn)。并基于二級數(shù)據(jù)中包含的一種或多種傳感器數(shù)據(jù)種類信息調(diào)取儲存于方案數(shù)據(jù)庫109d中的數(shù)據(jù)分類方案，完成對二級數(shù)據(jù)為運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)和/或生理數(shù)據(jù)的應(yīng)用類型分類。并由數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊109a實(shí)現(xiàn)二級數(shù)據(jù)中各個(gè)傳感數(shù)據(jù)的數(shù)值范圍分類。并由數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊109a將完成對二級數(shù)據(jù)的應(yīng)用類型分類和/或數(shù)值范圍分類后形成的三級數(shù)據(jù)發(fā)送至運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)處理模塊109b和/或生理數(shù)據(jù)處理模塊109c。

所述運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)處理模塊109b與綜合數(shù)據(jù)處理模塊109e與方案數(shù)據(jù)庫109d相連。所述生理數(shù)據(jù)處理模塊109c與綜合數(shù)據(jù)處理模塊109e與方案數(shù)據(jù)庫109d相連。所述運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)處理模塊109b和/或所述生理數(shù)據(jù)處理模塊109c將接受的三級數(shù)據(jù)信息完成處理后形成的四級數(shù)據(jù)發(fā)送至綜合數(shù)據(jù)處理模塊109e。

所述運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)處理模塊109b和/或生理數(shù)據(jù)處理模塊109c基于接收的三級數(shù)據(jù)中的數(shù)值范圍信息調(diào)取方案數(shù)據(jù)庫109d中對應(yīng)傳感數(shù)據(jù)種類和對應(yīng)范圍的運(yùn)動(dòng)和/或生理處理方案完成對用戶運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和/或生理狀態(tài)的分析與監(jiān)測，并將包含用戶運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和/或生理狀態(tài)的分析數(shù)據(jù)作為四級數(shù)據(jù)。

所述綜合數(shù)據(jù)處理模塊109e將包含運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)和/或生理數(shù)據(jù)的四級數(shù)據(jù)處理后形成的反饋數(shù)據(jù)發(fā)送至移動(dòng)終端108和/或單片機(jī)處理單元103。所述綜合數(shù)據(jù)處理模塊109e基于接收的包含用戶運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息數(shù)據(jù)和/或生理狀態(tài)信息數(shù)據(jù)的四級數(shù)據(jù)完成用戶當(dāng)前生理狀態(tài)和/或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的確認(rèn)，并基于用戶當(dāng)前生理狀態(tài)和/或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)以及從方案數(shù)據(jù)庫109d調(diào)取的綜合處理方案實(shí)現(xiàn)用戶運(yùn)動(dòng)安全等級和/或生理安全等級的劃分。并基于運(yùn)動(dòng)安全等級和/或生理安全等級形成包括建議信息的反饋數(shù)據(jù)。所述反饋數(shù)據(jù)包括結(jié)果展示數(shù)據(jù)和/或報(bào)警數(shù)據(jù)和/或命令數(shù)據(jù)，其中，所述展示數(shù)據(jù)為發(fā)送至移動(dòng)終端108形成的用于展示給用戶的包括文字、數(shù)字列表和圖像中的至少一個(gè)數(shù)據(jù)。所述報(bào)警數(shù)據(jù)包括發(fā)送至移動(dòng)終端108通過控制裝置和/或振動(dòng)裝置進(jìn)行報(bào)警的數(shù)據(jù)和發(fā)送至位于鞋墊的單片機(jī)處理單元103通過控制震動(dòng)模塊105、揚(yáng)聲模塊106以及顯示模塊107進(jìn)行報(bào)警提醒的數(shù)據(jù)。所述命令數(shù)據(jù)為發(fā)送至單片機(jī)處理單元103的用于控制數(shù)據(jù)采集單元102中的至少一個(gè)傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的命令信息。

圖2示出了數(shù)據(jù)采集單元102與單片機(jī)處理單元103的連接關(guān)系。其中，壓力傳感器102a與放大電路102g相連，用于實(shí)現(xiàn)鞋墊對壓力信息的采集，并完成信號的放大。所述壓力傳感器102a可以是半導(dǎo)體壓電電阻傳感器、靜電容量型壓力傳感器和擴(kuò)散硅壓力變送器。濕度傳感器102b與放大電路102g相連，用于實(shí)現(xiàn)鞋墊對濕度信息的采集，并完成信號的放大。所述濕度傳感器可以是電阻式氯化鋰濕度計(jì)、露點(diǎn)式氯化鋰濕度計(jì)、碳濕敏式濕度計(jì)、氧化鋁濕度計(jì)和陶瓷濕度傳感器中的一種或多種。溫度傳感器102c與放大電路102g相連，用于實(shí)現(xiàn)鞋墊對溫度信息的采集，并完成信號的放大。所述溫度傳感器102c可以是接觸式或非接觸式溫度計(jì)，例如包括壓力式溫度計(jì)、電阻溫度計(jì)、熱敏電阻和溫差電偶式溫度計(jì)的接觸式溫度傳感器。心率傳感器102d與放大電路102g相連，用于實(shí)現(xiàn)鞋墊對用戶心率信息的采集，并完成信號的放大。所述心率傳感器102d可以是紅外脈搏傳感器、心率脈搏傳感器、光電脈搏傳感器、數(shù)字脈搏傳感器、心音脈搏傳感器和集成化脈搏傳感器中的一種或多種。汗液傳感器102e與放大電路102g相連，用于實(shí)現(xiàn)鞋墊對用戶汗液數(shù)據(jù)信息的采集，并完成信號的放大。所述汗液傳感器102g可以用于實(shí)現(xiàn)用戶身體內(nèi)電解質(zhì)、葡萄糖、乳酸鹽、鈉和鉀等物質(zhì)濃度高低的監(jiān)測，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)皮膚中的鹽度和酸度監(jiān)測。而鹽酸度則可以被當(dāng)作確定疾病和人體健康狀況的指標(biāo)。加速度傳感器102f與放大電路102g相連，用于實(shí)現(xiàn)鞋墊對用戶足部加速度信息的采集，并完成信號的放大。所述加速度傳感器102f可以是電容式、電感式、應(yīng)變式、壓阻式和壓電式中的一種或多種。所述放大電路102g將完成放大的包含壓力信息數(shù)據(jù)、濕度信息數(shù)據(jù)、溫度信息數(shù)據(jù)、心率信息數(shù)據(jù)、汗液信息數(shù)據(jù)以及加速度信息數(shù)據(jù)經(jīng)a/d轉(zhuǎn)換電路發(fā)送至單片機(jī)處理單元103進(jìn)行一級數(shù)據(jù)的初步處理。

實(shí)施例1

近年來，隨著馬拉松運(yùn)動(dòng)的平民化，伴隨而來的是因沒有充分保護(hù)措施和運(yùn)動(dòng)經(jīng)驗(yàn)導(dǎo)致的運(yùn)動(dòng)猝死事件頻繁發(fā)生，因此及時(shí)對人體進(jìn)行報(bào)警，從而避免這類慘劇的發(fā)生變得極為重要。結(jié)合圖1和圖2，以本發(fā)明用于監(jiān)測人體生理特征為例進(jìn)行說明。

所述面向健康的智能鞋墊根據(jù)系統(tǒng)采集的多級數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)人體生理特征監(jiān)測，同時(shí)所述數(shù)據(jù)采集單元102包含的各個(gè)傳感器基于優(yōu)先級和/或單片機(jī)處理單元103的控制信息實(shí)現(xiàn)不同傳感數(shù)據(jù)的采集。

在鞋墊進(jìn)行日常生理狀態(tài)監(jiān)測的時(shí)候，由心率傳感器102d持續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測。當(dāng)用戶生理狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，所述心率傳感器102d最先從用戶處監(jiān)測到非正常心率。并通過放大電路102g將接受的心率脈搏信號進(jìn)行放大。并將所述心率脈搏信號數(shù)據(jù)作為一級數(shù)據(jù)經(jīng)由a/d轉(zhuǎn)化電路102h發(fā)送至單片機(jī)處理單元103。

所述單片機(jī)處理單元103將接收的一級數(shù)據(jù)進(jìn)行分類。所述單片機(jī)處理單元103將按不同通道接收的一級數(shù)據(jù)進(jìn)行分類儲存，并將類別信息作為標(biāo)記信息鏈接至一級數(shù)據(jù)中各個(gè)傳感器對應(yīng)的傳感數(shù)據(jù)記錄之上。例如，前述一級數(shù)據(jù)僅包含心率數(shù)據(jù)，則通過文字和/或特定的數(shù)字對所述心率數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)注，并將包含標(biāo)注信息的一級數(shù)據(jù)基于其標(biāo)注的傳感類別信息儲存至數(shù)據(jù)儲存單元110對應(yīng)傳感數(shù)據(jù)類別的數(shù)據(jù)庫。同時(shí)，所述單片機(jī)處理單元103將包含心率數(shù)據(jù)以及鏈接或標(biāo)注值心率數(shù)據(jù)的標(biāo)注信息數(shù)據(jù)作為二級數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)傳輸單元104以有線和/或無線的方式發(fā)送至移動(dòng)終端108。前述無線發(fā)送方式包括藍(lán)牙、數(shù)據(jù)熱點(diǎn)和無線wifi等方式。

用戶可以通過移動(dòng)終端108隨時(shí)查看單片機(jī)處理單元103發(fā)送的二級數(shù)據(jù)。所述移動(dòng)終端108將接受的二級數(shù)據(jù)通過2g、3g、4g或wifi等網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至數(shù)據(jù)處理云終端109。數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊109a將接受的由移動(dòng)終端108發(fā)送的二級數(shù)據(jù)，并完成其數(shù)據(jù)的預(yù)處理。所述預(yù)處理過程為：完成二級數(shù)據(jù)中的標(biāo)注信息識別，從而是對接收的二級數(shù)據(jù)中的傳感數(shù)據(jù)種類進(jìn)行確認(rèn)。所述數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊109a基于識別出的傳感數(shù)據(jù)種類信息調(diào)取儲存于方案數(shù)據(jù)庫109d中的與心率相關(guān)的數(shù)據(jù)分類方案。從而實(shí)現(xiàn)對該二級數(shù)據(jù)為生理數(shù)據(jù)的判別與分類。同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對二級數(shù)據(jù)中包含的心率數(shù)據(jù)的數(shù)值范圍分類。所述數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊109a將對二級數(shù)據(jù)進(jìn)行應(yīng)用類型分類和數(shù)值范圍分類后形成的三級數(shù)據(jù)發(fā)送至生理數(shù)據(jù)處理模塊109c。

所述生理數(shù)據(jù)處理模塊109c基于接收的三級數(shù)據(jù)中的數(shù)值范圍信息調(diào)取方案數(shù)據(jù)庫109d中中對應(yīng)傳感數(shù)據(jù)種類和對應(yīng)范圍的生理處理方案完成對用戶當(dāng)前生理狀態(tài)的分析與監(jiān)測。同時(shí)基于不同的用戶個(gè)人信息，將心率異常分為初級異常、中級異常和嚴(yán)重異常。例如，普通成年人的正常值為60至100次每分鐘。運(yùn)動(dòng)員的心率正常值則為45至55左右。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，將普通成年人的心率值為60至100設(shè)置為無異常，其中，心率為50至60以及100至160為初級異常。心率為40至50以及160至220為中級異常。心率為40以下以及220以上為嚴(yán)重異常。因此，系統(tǒng)根據(jù)不同的個(gè)人信息調(diào)取不同標(biāo)準(zhǔn)的生理處理方案，實(shí)現(xiàn)用戶生理狀態(tài)的監(jiān)測。例如，若當(dāng)前用戶的心率值為150，則判斷用戶處于心率過快的初級異常狀態(tài)。所述生理數(shù)據(jù)處理模塊109c將接受的三級數(shù)據(jù)信息完成處理后形成的包含心率值和心率異常等級的四級數(shù)據(jù)發(fā)送至綜合數(shù)據(jù)處理模塊109e。

所述綜合數(shù)據(jù)處理模塊109e基于接收的包含用戶心率值和心率異常等級的四級數(shù)據(jù)進(jìn)行用戶當(dāng)前生理安全狀態(tài)的確認(rèn)。所述生理安全狀態(tài)的確認(rèn)過程包括綜合數(shù)據(jù)處理模塊109e基于接收的四級數(shù)據(jù)所包含的傳感數(shù)據(jù)類別以及對應(yīng)傳感數(shù)據(jù)的異常等級完成從方案數(shù)據(jù)109d調(diào)取與該類別相關(guān)的數(shù)據(jù)處理方案。所述確認(rèn)結(jié)果包括在充足數(shù)據(jù)的支持下的生理安全狀態(tài)的確認(rèn)成功，也包括在數(shù)據(jù)不足的情況下的生理安全狀態(tài)的確認(rèn)失敗。

例如，當(dāng)所述四級數(shù)據(jù)僅包括心率值為150與心率處于偏高的初級異常的情況下，所述綜合數(shù)據(jù)處理模塊109e從方案數(shù)據(jù)庫109d調(diào)取心率處于偏高異常的并且所需傳感數(shù)據(jù)種類最少的數(shù)據(jù)處理方案實(shí)現(xiàn)用戶生理安全等級判斷或確認(rèn)。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，所述包含心率偏高異常的并且所需傳感數(shù)據(jù)種類最少的數(shù)據(jù)處理方案至少還需獲得用戶足部的溫度信息和濕度信息。因此，在當(dāng)前四級數(shù)據(jù)僅為心率值和心率處于偏高的初步異常等級的條件下，用戶生理安全狀態(tài)的確認(rèn)失敗。

所述綜合數(shù)據(jù)處理模塊109e基于缺少的數(shù)據(jù)信息經(jīng)移動(dòng)終端108向單片處理單元103發(fā)送調(diào)取包含溫度信息、濕度信息和心率信息的詳細(xì)監(jiān)測數(shù)據(jù)采集命令。所述單片機(jī)處理單元103基于詳細(xì)監(jiān)測數(shù)據(jù)采集命令控制濕度傳感器102b、溫度傳感器102c打開并進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。所述單片機(jī)處理單元103將采集包含心率數(shù)據(jù)、足部溫度數(shù)據(jù)和足部濕度數(shù)據(jù)的一級數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理后作為二級數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)傳輸單元104和移動(dòng)終端108發(fā)送至數(shù)據(jù)處理云終端109。

所述數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊109a基于二級數(shù)據(jù)中識別出的傳感數(shù)據(jù)種類信息調(diào)取儲存于方案數(shù)據(jù)庫109d中的與心率、濕度和溫度相關(guān)的數(shù)據(jù)分類方案。從而實(shí)現(xiàn)對該二級數(shù)據(jù)為生理數(shù)據(jù)的判別與分類。同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對二級數(shù)據(jù)中包含的心率數(shù)據(jù)、足部溫度數(shù)據(jù)和足部濕度數(shù)據(jù)的數(shù)值范圍分類。所述數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊109a將對二級數(shù)據(jù)進(jìn)行應(yīng)用類型分類和數(shù)值范圍分類后形成的三級數(shù)據(jù)發(fā)送至生理數(shù)據(jù)處理模塊109c。

所述生理數(shù)據(jù)處理模塊109c基于接收的三級數(shù)據(jù)中的數(shù)值范圍信息調(diào)取方案數(shù)據(jù)庫109d中對應(yīng)傳感數(shù)據(jù)種類和對應(yīng)范圍的生理處理方案完成對用戶當(dāng)前生理狀態(tài)的分析與監(jiān)測。由生理初具處理單元109c完成心率數(shù)據(jù)、足部溫度數(shù)據(jù)和足部濕度數(shù)據(jù)的異常等級判定。所述生理數(shù)據(jù)處理模塊109c并將接受的三級數(shù)據(jù)信息完成處理后形成的包含心率值、心率異常等級、足部溫度值、足部溫度異常等級、足部濕度值和足部濕度異常等級的四級數(shù)據(jù)發(fā)送至綜合數(shù)據(jù)處理模塊109e。

所述綜合數(shù)據(jù)處理模塊109e基于接收的包含用戶心率值、心率異常等級、足部溫度值、足部溫度異常等級、足部濕度值和足部濕度異常等級的四級數(shù)據(jù)進(jìn)行用戶當(dāng)前生理安全狀態(tài)的確認(rèn)。所述生理安全狀態(tài)的確認(rèn)過程包括綜合數(shù)據(jù)處理模塊109e基于接收的四級數(shù)據(jù)所包含的傳感數(shù)據(jù)類別以及對應(yīng)傳感數(shù)據(jù)的異常等級完成從方案數(shù)據(jù)109d調(diào)取與該類別相關(guān)的數(shù)據(jù)處理方案。

例如，當(dāng)四級數(shù)據(jù)中足部濕度數(shù)據(jù)有異常的情況下，由綜合數(shù)據(jù)處理單元109e再次發(fā)送調(diào)取汗液傳感器102e的傳感數(shù)據(jù)的命令，實(shí)現(xiàn)通過汗液的電解質(zhì)含量、鈉含量、乳酸含量和酸堿性監(jiān)測人體當(dāng)前生理安全等級，并通過移動(dòng)終端以文字、數(shù)字列表和圖像中的至少一種數(shù)據(jù)方式將人體汗液參數(shù)展示給用戶。同時(shí)由移動(dòng)終端108通過揚(yáng)聲裝置和/或振動(dòng)裝置進(jìn)行安全等級報(bào)警，或者由位于鞋墊的單片機(jī)處理單元103通過控制震動(dòng)模塊105、揚(yáng)聲模塊106以及顯示模塊107進(jìn)行報(bào)警用戶生理安全狀態(tài)提醒，所述報(bào)警內(nèi)容可以包括需補(bǔ)足水分、補(bǔ)充鹽類、補(bǔ)充糖類或需要休息等報(bào)警內(nèi)容。

若當(dāng)四級數(shù)據(jù)中足部溫度數(shù)據(jù)有異常的情況下，由綜合數(shù)據(jù)處理單元109e再次發(fā)送調(diào)取加速度傳感器102f的傳感數(shù)據(jù)的命令，實(shí)現(xiàn)通過步頻和累計(jì)步長對警報(bào)進(jìn)行分級。所述反饋至移動(dòng)終端108或單片機(jī)處理單元103的警報(bào)內(nèi)容可以為速度過快、放慢速度、需要休息等。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，以成年男子身高1.7m，體重65kg處于跑步模式為例，當(dāng)步頻一段時(shí)間(例如為10分鐘)內(nèi)處于一定頻率(例如為200次)以上時(shí)，對其發(fā)出3級警報(bào)(速度過快)；當(dāng)步頻處于(例如為180次)時(shí)，并且維持這一步頻運(yùn)動(dòng)時(shí)間超過設(shè)定值(例如為30分鐘)，將對其發(fā)出二級警報(bào)(放慢速度)；當(dāng)用戶步頻在某一閾值(例如為160次)以上的時(shí)間累積到一定(例如為2小時(shí))時(shí)，對其發(fā)出一級警報(bào)(需要休息)。

因此，通過本發(fā)明所述面向健康的智能鞋墊，用戶可以智能化實(shí)現(xiàn)生理狀況和運(yùn)動(dòng)狀況的監(jiān)測，并基于監(jiān)測結(jié)果實(shí)現(xiàn)反饋報(bào)警或運(yùn)動(dòng)建議反饋，從而使得用戶在日?；蜻\(yùn)動(dòng)過程中避免過量運(yùn)動(dòng)給身體待來負(fù)面影響。在數(shù)據(jù)采集單元102進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的過程中，所有傳感器不是同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，從而降低了智能鞋墊的數(shù)據(jù)處理云終端109的數(shù)據(jù)處理壓力。同時(shí)，所述數(shù)據(jù)采集單元102中各傳感器僅根據(jù)單片機(jī)處理單元103的控制命令實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，而不必一直維持工作狀態(tài)從而增加各個(gè)傳感器的使用壽命，并降低了鞋墊能耗，減少了不必要的用電量，從而使得所述智能鞋墊在使用相同電池的情況下能夠維持更長的工作時(shí)間，增加了用戶的體驗(yàn)度。

需要注意的是，上述具體實(shí)施例是示例性的，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在本發(fā)明公開內(nèi)容的啟發(fā)下想出各種解決方案，而這些解決方案也都屬于本發(fā)明的公開范圍并落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，本發(fā)明說明書及其附圖均為說明性而并非構(gòu)成對權(quán)利要求的限制。本發(fā)明的保護(hù)范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。