[发明专利]动物心率监测系统以及基于神经网络的心率状态识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及动物健康监测领域，特别涉及动物心率监测系统以及基于神经网络的心率状态识别方法。

背景技术

心率是动物重要的健康指标，心率监测是评价动物健康状态的重要方式之一，心率监测的及时性、准确性、可靠性直接影响疾病的预防、诊断、治疗以及术后恢复效果。

传统动物心率检测采取单个心率样点，非常不便于跟踪动物心率变化，而且目前对动物心率的测量主要靠手工来完成，主人需要每天手工测量动物心率，记录心率，绘制心率曲线，这是一个很大的工作量。而且，某些动物，如放养的牛无法配合心率检测，往往需要麻醉才能实现，对于这类动物，传统的心率检测方式无法实施高频率的检测。

此外，不同种类动物、同种类动物不同年龄段、同种类动物同年龄不同个体、同个体动物不同运动状态，往往具有不同的正常心率，如：猫在运动、恐惧、兴奋、过热、妊娠等状态下可使心率暂时增快；又如：成年犬的心率为68-80次/分，幼犬的正常心率为80-120次/分，因而，动物心率的监测应考虑动物的种类、年龄、个体、运动状态等差异，而传统方式很难全面做到。

发明内容

本发明的目的在于提供一个动物心率监测系统以及基于神经网络的心率状态识别方法，该动物心率监测系统能够自动地采集动物的心率信息，实现对动物心率的实时远程监控，不需要主人人工检测并记录结果，节省人力，检测结果更加准确，用以解决传统心率检测方式工作量大的缺陷；而且，系统采用基于神经网络的心率状态识别方法，能够根据被监测动物的运动状态信息和心率信息及其对应的心率状态信息进行训练，并能基于训练好的神经网络模型智能识别出动物的心率状态，即动物的处于正常心率、过快心率或过慢心率。基于神经网络的动物心率状态识别方法能够排除动物的种类、年龄、个体和运动状态等差异，真正为每个被监测对象量身定做，达到精准有效的心率检测目的。

为实现上述目的，本发明的方案是：一个动物心率监测系统，该系统包括采集装置和智能终端应用。所述采集装置穿戴在动物身体上，用于动物心率、加速度、接触压力等信息采集的；所述智能终端应用接收采集装置采集的信息，并基于这些信息对动物心率状态(如正常心率、过快心率或过慢心率)进行识别；所述采集装置与所述智能终端应用连接；

所述采集装置包括心率采集器和绑缚带，所述心率采集器两侧均固定连接长度可调的绑缚带，所述的绑缚带用于将采集装置与动物固定，所述绑腹带内置电池组，所述的采集装置中嵌装有压力传感器、加速度传感器、心率传感器、控制模块、数据缓存模块以及数据传输模块，所述的压力传感器和心率传感器紧贴动物皮肤设置，所述采集装置可以通过绑缚带两端的卡扣连接，或者直接绑在一起，实现穿戴在动物身上；

所述压力传感器、心率传感器和加速度传感器用于采集动物的接触压力、心率和加速度信息；

所述控制模块与所述压力传感器、心率传感器和加速度传感器连接，用于配置压力传感器、心率传感 器、加速度传感器的工作参数和控制它们的工作状况，并能接收接触压力、心率和加速度信息，及判断接收信息是否有效；

所述数据缓存模块与所述控制模块连接，从所述控制模块接收并缓存有效的接触压力、心率和加速度信息；

所述数据传输模块与所述数据缓存模块连接和所述智能终端应用连接，从所述数据缓存模块获取数据信息，并发送给所述智能终端应用；

所述智能终端应用包括采集数据传输模块、采集数据缓存模块、心率状态识别模块、状态数据缓存模块；

所述采集数据传输模块用于接收所述采集装置采集的动物数据，并处理后存入所述采集数据缓存模块；

所述采集数据缓存模块用于缓存接收到的动物数据，并在缓存数据满足心率状态识别要求时，传输给所述心率状态识别模块；

所述心率状态识别模块将采集到的动物数据识别为动物的心率状态，并将动物心率状态数据传输给所述状态数据缓存模块；

所述动物心率监测系统用于动物心率采集包括如下步骤：

(1)所述控制模块设置的所述压力传感器、所述加速度传感器和所述心率传感器的采集频率；

(2)所述压力传感器检测与动物皮肤的接触压力，所述加速度传感器检测动物加速度信息，所述心率传感器检测动物心率信息；

(3)所述控制模块接收步骤(2)中检测到的接触压力信息、加速度信息以及动物心率信息，并根据接触压力信息来判断采集装置是否与动物皮肤接触：如果没有接触，则抛弃所有同时刻采集的信息；如果有效接触，则将数据存入数据缓存模块中；