本發(fā)明屬于電子數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理，具體的說是基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能健康管理系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、物聯(lián)網(wǎng)是指通過信息傳感設(shè)備如rfid、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等，將任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來進(jìn)行信息交換和通信的技術(shù)，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，其在健康管理領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，可以實現(xiàn)對人體生理參數(shù)的遠(yuǎn)程監(jiān)測。隨著健康數(shù)據(jù)的不斷積累，如何有效地存儲、處理和分析這些數(shù)據(jù)成為了一個重要課題，傳統(tǒng)的健康管理方式存在數(shù)據(jù)采集不及時、分析不準(zhǔn)確、服務(wù)不個性化問題。

2、如授權(quán)公告號為cn116546111b的專利公開了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能戒指健康管理方法和系統(tǒng)，包括：將智能戒指采集的使用數(shù)據(jù)進(jìn)行劃分，并根據(jù)使用數(shù)據(jù)在不同窗口下的分布特征，獲得重要數(shù)據(jù)的重要程度，根據(jù)重要程度對重要數(shù)據(jù)單獨進(jìn)行針對性地編碼壓縮，獲得對應(yīng)的壓縮數(shù)據(jù)。該技術(shù)方案通過將智能戒指獲取的使用數(shù)據(jù)進(jìn)行劃分，分別對劃分結(jié)果進(jìn)行分析以及編碼壓縮，提高了對使用數(shù)據(jù)中重要數(shù)據(jù)的壓縮率和傳輸效率的同時，進(jìn)一步提高了對重要數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲時的安全性，實現(xiàn)了對基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能戒指健康數(shù)據(jù)的智能管理。

3、以上現(xiàn)有技術(shù)均存在以下問題：雖然通過復(fù)雜的數(shù)據(jù)劃分和編碼壓縮過程來提高重要數(shù)據(jù)的壓縮率和傳輸效率，但卻增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性和計算負(fù)擔(dān)；主要關(guān)注于數(shù)據(jù)的劃分、壓縮和安全性提升，在功能實現(xiàn)上顯得較為單一；缺乏實時性；主要針對智能戒指的健康管理數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，而智能戒指的應(yīng)用場景可能相對有限。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能健康管理系統(tǒng)及方法，通過實時數(shù)據(jù)采集與智能篩選，結(jié)合云端分析，實現(xiàn)了對設(shè)備健康狀態(tài)的精準(zhǔn)評估和異常預(yù)警，有效預(yù)防了設(shè)備故障，提高了生產(chǎn)效率和安全性；利用智能推薦算法，根據(jù)設(shè)備狀態(tài)和使用習(xí)慣提供個性化的管理建議，并通過智能推送和交互式反饋機(jī)制不斷優(yōu)化建議質(zhì)量，增強(qiáng)了設(shè)備管理的科學(xué)性和用戶體驗，促進(jìn)了設(shè)備的長期穩(wěn)定運行和高效維護(hù)。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能健康管理方法，包括：

4、步驟s1：通過傳感器陣列實時采集設(shè)備的運行參數(shù)數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)，使用首尾拼接方式將采集的運行參數(shù)數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行組合，獲得融合數(shù)據(jù)集；

5、步驟s2：引入智能數(shù)據(jù)篩選策略，對融合數(shù)據(jù)集進(jìn)行篩選，獲得多維運行數(shù)據(jù)，并通過無線網(wǎng)絡(luò)將多維運行數(shù)據(jù)發(fā)送至云端服務(wù)器；

6、步驟s3：云端服務(wù)器接收并分布式存儲多維運行數(shù)據(jù)，并利用預(yù)訓(xùn)練好的動態(tài)設(shè)備狀態(tài)評估模型對多維運行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，評估設(shè)備的健康狀態(tài)；

7、步驟s4：在設(shè)備狀態(tài)評估過程中集成異常檢測機(jī)制，當(dāng)發(fā)現(xiàn)設(shè)備運行數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常波動時，立即觸發(fā)預(yù)警系統(tǒng)，并根據(jù)預(yù)設(shè)的警報策略向設(shè)備管理者發(fā)送警報信息；

8、步驟s5：基于設(shè)備狀態(tài)評估結(jié)果，結(jié)合設(shè)備的使用習(xí)慣和維護(hù)目標(biāo)，利用智能推薦算法生成個性化的設(shè)備管理建議，并通過智能推送算法在預(yù)設(shè)時間點將設(shè)備管理建議通過移動終端推送給設(shè)備管理者，同時，提供交互式反饋機(jī)制，根據(jù)用戶反饋優(yōu)化智能推薦算法。

9、具體地，所述步驟s2的具體步驟包括：

10、s2.1：獲取融合數(shù)據(jù)集x＝{x1,...,xn}，其中，xn表示第n個融合數(shù)據(jù)，n表示融合數(shù)據(jù)的數(shù)量；

11、s2.2：對x＝{x1,…,xn}進(jìn)行條件篩選，條件篩選公式為：

12、

13、其中，h1表示融合數(shù)據(jù)特征閾值，stong表示融合數(shù)據(jù)的統(tǒng)計特性，μn表示融合數(shù)據(jù)集x的均值，σn表示融合數(shù)據(jù)集x的標(biāo)準(zhǔn)差，h2表示xn相對于μn向下偏離的標(biāo)準(zhǔn)差σn的界限，h3表示xn相對于μn向上偏離的標(biāo)準(zhǔn)差σn的界限，sfu表示復(fù)合篩選條件，con1表示融合數(shù)據(jù)中的溫度條件，con2表示融合數(shù)據(jù)中的壓力條件，con3表示融合數(shù)據(jù)中的振動條件；

14、s2.3：將篩選出的融合數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，獲得多維運行數(shù)據(jù)并使用對稱加密算法將多維運行數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至云端服務(wù)器，其中，xm表示第m個多維運行數(shù)據(jù)。

15、具體地，所述步驟s5的具體步驟包括：

16、s5.1：獲取多維運行數(shù)據(jù)和設(shè)備的健康狀態(tài)評估結(jié)果，并使用智能數(shù)據(jù)清洗與增強(qiáng)方法進(jìn)行預(yù)處理；

17、s5.2：基于預(yù)處理后的多維運行數(shù)據(jù)，使用深度學(xué)習(xí)算法分析設(shè)備的使用習(xí)慣，并根據(jù)設(shè)備的類型、重要性和預(yù)設(shè)的維護(hù)策略，設(shè)定動態(tài)維護(hù)目標(biāo)；

18、s5.3：基于設(shè)備的健康狀態(tài)評估結(jié)果和使用習(xí)慣分析結(jié)果，使用智能推薦算法生成個性化的設(shè)備管理建議，智能推薦算法的公式為：

19、

20、其中，tui表示推薦的健康狀態(tài)評估結(jié)果和使用習(xí)慣分析結(jié)果，rl表示第l個健康狀態(tài)評估結(jié)果的評分，表示第l個使用習(xí)慣分析結(jié)果的得分，α表示正則化項系數(shù)，u和v均表示設(shè)備的健康狀態(tài)評估結(jié)果和使用習(xí)慣分析結(jié)果組成的矩陣經(jīng)過分解后的低秩矩陣，||?||表示2范數(shù)。

21、具體地，所述步驟s5的具體步驟還包括：

22、s5.4：基于預(yù)設(shè)的時間點、實時健康狀態(tài)評估結(jié)果或用戶請求，使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型評估最佳的推送時機(jī)，并通過個性化通知方式將設(shè)備管理建議推送給設(shè)備管理者；

23、s5.5：建立交互式反饋機(jī)制，允許設(shè)備管理者對接收到的設(shè)備管理建議進(jìn)行反饋，并收集反饋數(shù)據(jù)；

24、s5.6：對收集到的反饋數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，評估智能推薦算法和智能推送算法的效果，并根據(jù)評估結(jié)果，對智能推薦算法和智能推送算法進(jìn)行迭代優(yōu)化。

25、具體地，所述s5.1的智能數(shù)據(jù)清洗與增強(qiáng)方法的具體步驟包括：

26、s5.11：獲取多維運行數(shù)據(jù)和設(shè)備的健康狀態(tài)評估結(jié)果，生成設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)；

27、s5.12：利用深度學(xué)習(xí)算法自動識別設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)中的異常值，基于識別出的異常值，使用改進(jìn)的回歸預(yù)測算法進(jìn)行修正或刪除，若無法合理修正，則刪除該數(shù)據(jù)點，同時，利用變分自編碼器模型學(xué)習(xí)設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)分布，并生成新的設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)樣本以增強(qiáng)稀疏數(shù)據(jù)區(qū)域，改進(jìn)的回歸預(yù)測算法的公式為：

28、

29、其中，z表示修正后的設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)，β0和βb表示回歸系數(shù)，δb表示設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)中第k個數(shù)據(jù)平方項的系數(shù)，φk表示設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)中第k個交互項的系數(shù)，η表示時間變量的系數(shù)，t表示時間變量，ε表示隨機(jī)誤差項，n表示設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)中任意兩個數(shù)據(jù)作為交互項的數(shù)量，且

30、s5.13：對經(jīng)過預(yù)處理和增強(qiáng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量評估。

31、具體地，所述s5.12中變分自編碼器模型的具體公式為：

32、l＝λ1×ljiao+λ2×ltro+g×kl[q(v|θ)||p(v；θ)]+u×r；

33、其中，l表示重構(gòu)數(shù)據(jù)時的總損失值，λ1和λ2表示超參數(shù)，ljiao表示交叉熵重構(gòu)損失，ltro表示l2重構(gòu)損失，g表示kl散度的權(quán)重，kl[q(v|θ)||p(v；θ)]表示后驗分布q(v|θ)和先驗分布p(v；θ)之間的kl散度，q(v|θ)表示后驗分布，p(v；θ)表示先驗分布，u表示正則化項的權(quán)重，r表示正則化項，θ表示變分自編碼器模型參數(shù)，v表示潛在變量。

34、具體地，所述s5.2中維護(hù)策略包括預(yù)防性維護(hù)、預(yù)測性維護(hù)和糾正性維護(hù)；維護(hù)目標(biāo)包括故障預(yù)防、性能優(yōu)化、成本控制和資源調(diào)配。

35、基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能健康管理系統(tǒng)，包括：數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、數(shù)據(jù)分析模塊、異常檢測模塊、智能推薦模塊；

36、所述數(shù)據(jù)采集模塊，通過集成智能設(shè)備和傳感器，實時采集設(shè)備的運行參數(shù)和環(huán)境數(shù)據(jù)；

37、所述數(shù)據(jù)傳輸模塊，用于將采集到融合數(shù)據(jù)通過無線通信技術(shù)加密傳輸至云端服務(wù)器；

38、所述數(shù)據(jù)分析模塊，用于對接收到的生理數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、去噪和標(biāo)注的預(yù)處理操作，并運用機(jī)器學(xué)習(xí)方法對預(yù)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提取出設(shè)備的健康狀態(tài)信息，同時，基于分析結(jié)果，生成個性化的設(shè)備管理建議；

39、所述異常檢測模塊，用于對設(shè)備狀態(tài)評估過程進(jìn)行異常檢測，及時發(fā)現(xiàn)異常情況；

40、所述智能推薦模塊，基于設(shè)備狀態(tài)評估結(jié)果，生成個性化的設(shè)備管理建議，并提供交互式反饋機(jī)制優(yōu)化推薦算法。

41、具體地，所述智能推薦模塊包括：智能推薦單元、智能推送單元、反饋單元；

42、所述智能推薦單元，結(jié)合設(shè)備狀態(tài)、使用習(xí)慣和維護(hù)目標(biāo)，利用智能推薦算法生成設(shè)備管理建議；

43、所述智能推送單元，用于在預(yù)設(shè)時間點將設(shè)備管理建議通過移動終端推送給設(shè)備管理者；

44、所述反饋單元，用于收集用戶反饋，并根據(jù)收集的用戶反饋優(yōu)化智能推薦算法。

45、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

46、1.本發(fā)明提出基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能健康管理方法，通過實時采集設(shè)備的多維度運行與環(huán)境數(shù)據(jù)，結(jié)合智能篩選與云端分析，實現(xiàn)了對設(shè)備健康狀態(tài)的精準(zhǔn)評估與異常預(yù)警，提高了設(shè)備維護(hù)的及時性和效率，降低了故障風(fēng)險；基于設(shè)備狀態(tài)的深度分析和用戶個性化需求，智能推薦與推送算法為設(shè)備管理者提供了定制化的管理建議，并通過交互式反饋不斷優(yōu)化推薦精度，實現(xiàn)了設(shè)備管理的智能化、個性化與持續(xù)優(yōu)化，提升了管理效率。

47、2.本發(fā)明提出基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能健康管理系統(tǒng)，并進(jìn)行了架構(gòu)、運行步驟和流程上的優(yōu)化改進(jìn)，系統(tǒng)具備流程簡單，投資運行費用低廉的優(yōu)點。