一种基于云计算数据分析的健康管理系统的制作方法

2021-01-08 11:01:02|

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本发明涉及健康数据分析领域，特别涉及一种基于云计算数据分析的健康管理系统。

背景技术：

随着生活水平不断提高和人们工作和生活节奏逐渐加快，健康成为人们越来越关注的话题，人们越来越多地注意通过体检或健康调查等途径及时准确的了解自身健康状况。

公开号cn109758134a的文件公开了一种人体智能健康检测系统，检测设备子系统包括数据采集模块、模数转换模块、微处理器模块、串行控制器模块和蓝牙模块，数据采集模块将采集到的信号传递至模数转换模块后将信息传递至微处理器，微处理器根据整合信息数据传递至串行控制器，串行控制器连接至蓝牙模块；手机客户端子系统包括移动设备、第一服务器、处理器、数据库、预警装置和短信网关，所述移动设备接收检测设备子系统发出的蓝牙信号，将接收到的信号传递至处理器进行处理，处理器根据接收到的信号与数据库储存信息进行比对；医疗中心子系统包括第二服务器和医疗信息平台。本发明实用价值高，能有效提高患者对疾病的预防效果。

随着社会老龄化的到来，我国老年人口的数量在持续增加；老年人因为活动不便、身体脆弱，很容易因为摔倒而导致受伤甚至死亡；然而，在老人摔倒时，很多情况下都是没有家庭成员在身边，因此不能得到及时的报警和救助；且老年人的体质本来就比较虚弱，身体的各项生理机能都下降了许多，这时如果营养补充跟不上的话，就可能会对健康造成极大的威胁，而很多老人都患上了不同程度的厌食症，因此一定要及时进行药物等方面的治疗，控制好体重，改善低体重造成的营养不良；为此，我们提出了一种基于云计算数据分析的健康管理系统。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种基于云计算数据分析的健康管理系统。本发明通过运动监测模块对用户在行动过程中的状态进行实时监测，通过监测鞋底压力、第一加速度、第二加速度以及高度信息，判断用户是否发生摔倒或昏迷，在用户摔倒或昏迷时，控制报警模块发出警报，并通过gps定位模块获取用户的位置信息并将用户的位置信息传输至显示终端实时显示；还通过短信网关向紧急联系人的手机号码发出短信讯息，通知亲属；解决了在老人摔倒时，没有家庭成员在身边，因此不能得到及时的报警和救助的问题；

本发明通过数据分析模块接收用户的体征信息并进行分析，计算得到用户的健康系数，若用户的健康系数大于健康系数阈值，则判定用户身体状态不健康，生成报警信号，本发明能实时记录用户的体征信息，在健康系数异常时能起到报警、通知的作用，实用价值高，提高了对用户健康监护的便利性和及时性；本发明通过监控模块实时监测用户的体重并进行分析，判断用户体重是否正常以及有无暴饮暴食或厌食状况的发生，及时预警，提示用户合理安排饮食，控制体重，避免超重或低重造成的健康问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种基于云计算数据分析的健康管理系统，包括注册模块、数据上传模块、数据库、身份验证模块、运动监测模块、数据采集模块、服务器、报警模块、gps定位模块、数据分析模块、监控模块以及显示模块；

运动监测模块用于对用户在行动过程中的状态进行实时监测，运动监测模块包括压力传感器、高度传感器、第一加速度传感器和第二加速度传感器，压力传感器设置于用户的鞋底，高度传感器和第一加速度传感器设置于穿戴式手环上，第二加速度传感器设置于用户的手机终端上；运动监测模块的具体监测过程如下：

步骤一：压力传感器用于实时监测鞋底的压力信息并标记为nai，i＝1，…，n；

计算出实时采集的鞋底压力信息与用户上传的预设压力信息的差值得到压力差p，若在预设时间区间内，p均小于预设值，则判定用户处于行动过程中，继续实时监测鞋底压力信息；

若p大于等于预设值，则处于待验证状态；

步骤二：当处于待验证状态时，通过第一加速度传感器实时获取用户的第一加速度并标记为js1，通过第二加速度传感器实时获取用户的第二加速度并标记为js2；将第一加速度js1与第二加速度js2进行比较；

步骤三：若第一加速度js1和第二加速度js2均处于预设加速度信息范围内，计算出第一加速度js1与第二加速度js2之间的误差，即f＝(js1-js2)/js1；

若|f|≤10％，则判定发生疑似摔倒事故；

步骤四：当处于发生疑似摔倒事故时，通过高度传感器实时获取用户的高度信息并标为hsi，设置初始高度为h0；则高度变化值hbi＝h0-hsi；

若高度变化值hbi大于等于预设的第一高度变化阈值时，则认为用户已经处于摔倒状态并生成摔倒信号；

步骤五：当用户处于摔倒状态时，在接下来的预设时间内，若第二加速度js2均小于预设值，则判定用户处于昏迷状态或者手臂失去活动能力并生成昏迷信号；

当用户处于摔倒状态时，在接下来的预设时间内，若高度变化值hbi均大于等于预设的第一高度变化阈值时，则判定用户处于昏迷状态或者手臂失去活动能力并生成昏迷信号；

数据采集模块用于对用户的身体参数进行实时采集，并标记为体征信息，体征信息包括心率数据、体温数据以及血压数据，心率数据表示为用户的心跳频率；数据分析模块用于接收用户的体征信息并进行分析，具体分析步骤如下：

ss1：实时获取用户的心跳频率，并将用户的心跳频率标记为ti；

ss2：实时获取用户的体温数据，并将用户的体温数据标记为wi；

ss3：实时获取用户的血压数据，并将用户的血压数据标记为yi；

ss4：通过公式xi＝β×(ti×d1+wi×d2+yi×d3)×e^2.3658获取用户健康系数xi，其中，d1、d2以及d3均为预设比例系数，d1+d2+d3＝2.365847，且d1＞d2＞d3，e为自然常数；

ss5：将用户的健康系数xi与健康系数阈值进行比较；

若用户的健康系数xi小于等于健康系数阈值，则判定用户身体状态健康，若用户的健康系数xi大于健康系数阈值，则判定用户身体状态不健康，生成报警信号；

数据分析模块用于将报警信号和对应用户的体征信息传输到服务器，服务器接收报警信号驱动控制报警模块进行报警并将对应用户的体征信息传输到显示模块实时显示。

进一步地，数据上传模块用于用户上传预设人脸影像信息、预设加速度信息与预设压力信息并将预设人脸影像信息、预设加速度信息与预设压力信息传输至数据库存储；

进一步地，运动监测模块用于将摔倒信号、昏迷信号传输至服务器，服务器接收到摔倒信号、昏迷信号以及报警信号后控制报警模块发出警报，并将摔倒信号、昏迷信号和报警信号发送至gps定位模块，gps定位模块用于接收到摔倒信号、昏迷信号以及报警信号后获取用户的位置信息并将用户的位置信息传输至显示终端实时显示；服务器用于接收到摔倒信号、昏迷信号以及报警信号后通过短信网关向紧急联系人的手机号码发出短信讯息。

进一步地，监控模块用于实时监测用户的体重并进行分析，具体步骤为：

sss1：获取用户的体重数据和身高数据，将用户的体重数据标记为zk；k＝1，2，…，p；将用户的身高数据标记为gk；

sss2：设定若干个体重阈值并标记为km；m＝1，……，n；k1<k2<……<kg；每个体重阈值对应一个预设身高范围，依次分别为(k1,k2]，……，(km,km+1]；当gk∈(km,km+1]，则预设身高范围对应的体重阈值为km；

sss3：建立用户的体重数据随时间变化的曲线图；

根据体重数据的变化情况将体重数据随时间变化的曲线分割为上升阶段、过渡阶段和下降阶段；

分别计算曲线图中上升阶段、过渡阶段和下降阶段曲线方程的体重数据变化导数值；

sss4：当体重数据处于上升阶段，若在第一预设时间t1内，用户的体重数据变化导数值均大于等于预设导数阈值；则表示用户处于暴饮暴食阶段，生成暴饮暴食信号；

当体重数据处于下降阶段，若在第一预设时间t1内，用户的体重数据变化导数值均小于零且用户的体重数据变化导数值的绝对值均大于等于预设导数阈值；则表示用户处于厌食状态，生成厌食信号；

sss5：当体重数据处于过渡阶段，计算用户的体重数据zk与对应的体重阈值km的差值得到体重差czk；

若在第二预设时间t2内，体重差czk均小于预设差值且用户的体重数据变化导数值的绝对值均小于预设导数阈值，则判定用户体重处于正常状态，生成体重正常信号；

若在第二预设时间t2内，zk均大于km，体重差czk均大于等于预设差值且用户的体重数据变化导数值的绝对值均小于预设导数阈值，则判定用户体重处于超重状态，生成体重超重信号；

若在第二预设时间t2内，zk均小于km，体重差czk均大于等于预设差值且用户的体重数据变化导数值的绝对值均小于预设导数阈值，则判定用户体重处于低重状态，生成体重低重信号；

sss6：监控模块用于将暴饮暴食信号、厌食信号、体重正常信号、体重超重信号以及体重低重信号传输至服务器；

服务器用于接收到暴饮暴食信号、厌食信号、体重正常信号、体重超重信号以及体重低重信号后将暴饮暴食信号、厌食信号、体重正常信号、体重超重信号以及体重低重信号传输至显示模块实时显示；服务器还用于接收到暴饮暴食信号、厌食信号、体重超重信号以及体重低重信号后控制报警模块发出警报。

进一步地，注册模块用于用户通过手机终端提交用户数据进行注册，并将注册成功的用户数据发送至数据库进行储存，用户数据包括用户的姓名、年龄、本人实名认证的手机号码、以往病史以及紧急联系人的手机号码。

本发明的有益效果是：

1、本发明通过运动监测模块对用户在行动过程中的状态进行实时监测，通过监测鞋底压力、第一加速度、第二加速度以及高度信息，判断用户是否发生摔倒或昏迷，在用户摔倒或昏迷时，控制报警模块发出警报，并通过gps定位模块获取用户的位置信息并将用户的位置信息传输至显示终端实时显示；还通过短信网关向紧急联系人的手机号码发出短信讯息，通知亲属；解决了在老人摔倒时，没有家庭成员在身边，因此不能得到及时的报警和救助的问题；

2、本发明通过数据分析模块接收用户的体征信息并进行分析，实时获取用户的心跳频率、体温数据以及血压数据，通过公式xi＝β×(ti×d1+wi×d2+yi×d3)×e^2.3658获取得到用户的健康系数xi，若用户的健康系数xi大于健康系数阈值，则判定用户身体状态不健康，生成报警信号计算得到用户的健康系数，若用户的健康系数大于健康系数阈值，则判定用户身体状态不健康，生成报警信号，本发明能实时记录用户的体征信息，在健康系数异常时能起到报警、通知的作用，实用价值高，提高了对用户健康监护的便利性和及时性；

3、本发明通过监控模块实时监测用户的体重并进行分析，判断用户体重是否正常以及有无暴饮暴食或厌食状况的发生，及时预警，提示用户合理安排饮食，控制体重，避免超重或低重造成的健康问题。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的系统框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种基于云计算数据分析的健康管理系统，包括注册模块、数据上传模块、数据库、身份验证模块、运动监测模块、数据采集模块、服务器、报警模块、gps定位模块、数据分析模块、监控模块以及显示模块；

数据上传模块用于用户上传预设人脸影像信息、预设加速度信息与预设压力信息并将预设人脸影像信息、预设加速度信息与预设压力信息传输至数据库存储；

步骤一：压力传感器用于实时监测鞋底的压力信息并标记为nai，i＝1，…，n；

若p大于等于预设值，则处于待验证状态；

步骤三：若第一加速度js1和第二加速度js2均处于预设加速度信息范围内，计算出第一加速度js1与第二加速度js2之间的误差，即f＝(js1-js2)/js1；

若|f|≤10％，则判定发生疑似摔倒事故；

步骤四：当处于发生疑似摔倒事故时，通过高度传感器实时获取用户的高度信息并标为hsi，设置初始高度为h0；则高度变化值hbi＝h0-hsi；

若高度变化值hbi大于等于预设的第一高度变化阈值时，则认为用户已经处于摔倒状态并生成摔倒信号；

运动监测模块用于将摔倒信号、昏迷信号传输至服务器，服务器接收到摔倒信号、昏迷信号以及报警信号后控制报警模块发出警报，并将摔倒信号、昏迷信号和报警信号发送至gps定位模块，gps定位模块用于接收到摔倒信号、昏迷信号以及报警信号后获取用户的位置信息并将用户的位置信息传输至显示终端实时显示；

服务器用于接收到摔倒信号、昏迷信号以及报警信号后通过短信网关向紧急联系人的手机号码发出短信讯息，通知亲属；

ss1：实时获取用户的心跳频率，并将用户的心跳频率标记为ti；

ss2：实时获取用户的体温数据，并将用户的体温数据标记为wi；

ss3：实时获取用户的血压数据，并将用户的血压数据标记为yi；

ss4：通过公式xi＝β×(ti×d1+wi×d2+yi×d3)×e^2.3658获取用户健康系数xi，其中，d1、d2以及d3均为预设比例系数，d1+d2+d3＝2.365847，且d1＞d2＞d3，e为自然常数；

ss5：将用户的健康系数xi与健康系数阈值进行比较；

数据分析模块用于将报警信号和对应用户的体征信息传输到服务器，服务器接收报警信号驱动控制报警模块进行报警并将对应用户的体征信息传输到显示模块实时显示；

监控模块用于实时监测用户的体重并进行分析，具体步骤为：

sss1：获取用户的体重数据和身高数据，将用户的体重数据标记为zk；k＝1，2，…，p；将用户的身高数据标记为gk；

sss3：建立用户的体重数据随时间变化的曲线图；

根据体重数据的变化情况将体重数据随时间变化的曲线分割为上升阶段、过渡阶段和下降阶段；

分别计算曲线图中上升阶段、过渡阶段和下降阶段曲线方程的体重数据变化导数值；

sss5：当体重数据处于过渡阶段，计算用户的体重数据zk与对应的体重阈值km的差值得到体重差czk；

sss6：监控模块用于将暴饮暴食信号、厌食信号、体重正常信号、体重超重信号以及体重低重信号传输至服务器；

服务器用于接收到暴饮暴食信号、厌食信号、体重正常信号、体重超重信号以及体重低重信号后将暴饮暴食信号、厌食信号、体重正常信号、体重超重信号以及体重低重信号传输至显示模块实时显示；服务器还用于接收到暴饮暴食信号、厌食信号、体重超重信号以及体重低重信号后控制报警模块发出警报；提示用户合理安排饮食，控制体重，避免超重或低重造成的健康问题；

注册模块用于用户通过手机终端提交用户数据进行注册，并将注册成功的用户数据发送至数据库进行储存，用户数据包括用户的姓名、年龄、本人实名认证的手机号码、以往病史以及紧急联系人的手机号码；

身份验证模块用于接收手机终端采集的实时人脸影像信息和压力传感器采集的压力信息，数据库用于将预设人脸影像信息与预设压力信息发送到身份验证模块，身份验证模块用于将预设人脸影像信息与实时人脸影像信息处理为人脸对比信息，将压力信息与预设压力信息处理成压力对比信息；具体步骤如下：

s1：将用户上传的预设人脸影像信息标记为q；

s2：将预设人脸影像信息q中的人脸的鼻尖标记为a点，将人脸的两个外侧眼角分别标记为b点和c点；

s3：将a点与b点连线得到线段l1，将b点与c点连线得到线段l2，将a点与c点连线得到线段l3；

s4：将线段l1、线段l2与线段l3围成的三角形标记为k，再以a点端点，做一条垂直于线段l2的垂线段，将该垂线段标记为l4；

s5：通过(l2×l4)/2＝d1三角，可以得到预设对比系数d1三角；

s6：通过上述步骤s2到步骤s5对实时人脸影像信息进行处理，可以得到实时对比系数d2三角；

s7：计算出预设对比系数d1三角与实时对比系数d2三角的差值d差，若d差小于预设对比差值即生成人脸对比通过信息，若d差大于等于预设对比差值即生成人脸对比不通过信息；

s8：获取用户站立状态下的鞋底压力信息并标记为l站，计算出l站与用户上传的预设压力信息的差值得到站立压力差p站，若p站小于预设压力差值即生成压力对比通过信息；若p站大于等于预设压力差值即生成压力对比不通过信息；

当人脸对比信息和压力对比信息均产生对比通过信息时，则用户身份验证通过，身份验证模块生成验证通过信号并将验证通过信号发送至服务器，服务器接收到验证通过信号后，对用户进行实时健康检测。

一种基于云计算数据分析的健康管理系统，在工作时，首先通过运动监测模块对用户在行动过程中的状态进行实时监测，运动监测模块包括压力传感器、高度传感器、第一加速度传感器和第二加速度传感器，压力传感器设置于用户的鞋底，高度传感器和第一加速度传感器设置于穿戴式手环上，第二加速度传感器设置于用户的手机终端上；通过监测鞋底压力、第一加速度、第二加速度以及高度信息；判断用户是否发生摔倒或昏迷，运动监测模块用于将摔倒信号、昏迷信号传输至服务器，服务器接收到摔倒信号、昏迷信号以及报警信号后控制报警模块发出警报，并将摔倒信号、昏迷信号和报警信号发送至gps定位模块，gps定位模块用于接收到摔倒信号、昏迷信号以及报警信号后获取用户的位置信息并将用户的位置信息传输至显示终端实时显示；服务器用于接收到摔倒信号、昏迷信号以及报警信号后通过短信网关像紧急联系人的手机号码发出短信讯息，通知亲属；解决了在老人摔倒时，没有家庭成员在身边，因此不能得到及时的报警和救助的问题；

数据采集模块用于对用户的身体参数进行实时采集，数据分析模块用于接收用户的体征信息并进行分析；实时获取用户的心跳频率、体温数据以及血压数据，通过公式xi＝β×(ti×d1+wi×d2+yi×d3)×e^2.3658获取用户健康系数xi，若用户的健康系数xi大于健康系数阈值，则判定用户身体状态不健康，生成报警信号；提高了对用户健康监护的便利性和及时性；

监控模块用于实时监测用户的体重并进行分析，获取用户的体重数据和身高数据，设定若干个体重阈值并标记为km；每个体重阈值对应一个预设身高范围，依次分别为(k1,k2]，……，(km,km+1]；当gk∈(km,km+1]，则预设身高范围对应的体重阈值为km；建立用户的体重数据随时间变化的曲线图，分别计算曲线图中上升阶段、过渡阶段和下降阶段曲线方程的体重数据变化导数值，判断用户体重是否正常，服务器用于接收到暴饮暴食信号、厌食信号、体重超重信号以及体重低重信号后控制报警模块发出警报；提示用户合理安排饮食，控制体重，避免超重或低重造成的健康问题。

上述公式均是由采集大量数据进行软件模拟及相应专家进行参数设置处理，得到与真实结果符合的公式。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

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