[发明专利]一种智慧健康全信息采集分析系统

摘要

本发明提出了一种智慧健康全信息采集分析系统，包括数据采集模块、数据管理模块、数据分析模块和数据显示模块，所述数据采集模块用于采集各种反映个体健康信息数据，并将上述数据保存至内存中，封装数据包发送至数据管理模块；所述数据管理模块用于将数据采集模块获取的数据存储在云端服务器，将用户客户端产生的数据存储在MySQL数据库中；所述数据分析模块用于对云端存储的数据进行分析，根据人体生理健康大数据分析模型预测未来用户个体与群体的健康情况，并将预测结果存储到数据管理模块中；数据显示模块用于将分析后的预测结果发送至用户客户端，方便用户查看。

主权项

1.一种智慧健康全信息采集分析系统，其特征在于，包括数据采集模块、数据管理模块、数据分析模块和数据显示模块，所述数据采集模块用于采集与健康有关的各类数据，并将采集的数据保存至内存中，最后封装数据包发送至数据管理模块；所述数据管理模块用于将数据采集模块获取的数据存储在云端服务器，将用户客户端产生的小量数据存储在MySQL数据库中；所述数据分析模块用于对云端存储的数据进行大数据人工智能分析，根据人体生理健康大数据分析模型预测未来用户个体与群体健康情况，并将预测结果存储到数据管理模块中；所述数据显示模块用于将分析后的预测结果发送至用户客户端，方便用户查看；所述数据采集模块用于采集与健康有关的各类数据具体指数据采集模块通过ADC进行采样、保持、量化、编码得到数字信号，再通过计算得到相应的心电、心率、血氧饱和度、血压、体温、湿度、一氧化碳浓度、烟雾浓度数据，以及通过音视频装置采集个体环境下的音频、视频数据，并通过GPIO将采集到的与健康有关的各类数据存入用户客户端的内存中；所述数据采集模块包含NTC热敏电阻传感器，用于得到电压与手腕温度的一个二次曲线，即T1＝a*U*U+b*U+c，T1表示手腕温度，a表示二次项系数，b表示一次项系数，c表示常数项，U表示电压值，取值a＝0.447；b＝‑19.044；c＝66.836；所述数据采集模块包含ds18b20数字温度传感器，通过读取ds18b20数字温度传感器内部寄存器中的16位数据再转化即得到环境温度T2；所述数据采集模块包含超快速门式人体红外线测温探头IS‑RT7505，通过超快速门式人体红外线测温探头IS‑RT7505获取人体面部三角区温度，人体面部三角区温度记为T3；采用如下公式得到体温数据T4：T4＝d*T1+e*T2+f*T3，其中，d、e和f表示权重，取值d＝0.5；e＝0.2；f＝0.3；所述数据采集模块包含用于获取心率、血氧饱和度和血压数据的Pulse sensor模块；所述数据采集模块包含用于获取心电数据的AD8232芯片；所述数据采集模块包含一氧化碳检测装置，该一氧化碳检测装置中的红外气体传感器采用电调制非分光红外NDIR传感器LHI814，通过电压的变化，送入ADC处理，得到一氧化碳浓度；所述数据采集模块包含烟雾浓度检测装置，烟雾浓度检测装置采用MQ‑2型半导体电阻式烟雾传感器，当数据采集模块所处的环境中的烟雾浓度增大时，模拟量输出A0增大，通过拟合A0与烟雾浓度之间的关系，得到烟雾浓度；所述数据采集模块包含用于湿度检测的采样传感器AM2301，通过读取40bit的湿度信号和校验信号，得到湿度数据；所述数据采集模块包含用于采集音频和视频数据的USB摄像头，摄像头通过ARM11嵌入式开发板控制，采集到的视频流通过映射的方式调去到MFC中进行MJpeg或H.264编码，同时在控制台上实时显示，并保存到系统内存的本地文件夹，本地文件夹存储在嵌入式开发板自带的内存中，本地文件夹中存储的视频通过UDT协议发送到数据管理模块；控制台就是ARM嵌入式开发板，它是一个嵌入式微处理器系统，控制台属于数据采集模块；所述数据采集模块采集到的数据根据UDT的数据包的格式打包，通过报头0、1来识别是数据包还是控制包，数据包序列号对于发送的每一个非重传的包都增加序号1；该数据的数据帧结构是在原有的结构之上增加身份标识和类型标识这两个结构，用来在云端服务器确认用户及用户所对应数据的存储位置；身份标识32bit长度，类型标识后面就是该类型对应的数据，同时通过时间戳来定位具体时间，目标IP定义为数据接收端的IP地址，即云端服务器的地址；数据采集模块和数据管理模块的工作流程包括以下步骤：步骤1，系统通过数据采集模块进行数据采集，将采集得到的与健康有关的各类数据传送至数据管理模块；步骤2，数据管理模块利用身份标识位获取各个采集数据；步骤3，数据管理模块对获取的数据进行判断，如果是结构化数据，将数据存入HBase数据表的cf1列族的对应列；如果是非结构化的数据，将数据存入HBase数据表的列族对应的列；步骤4，数据管理模块连接HBase数据库；步骤5，HBase数据库执行数据写入操作，将数据写入HBase数据库中特定的表中；步骤6，在数据量达到一定量之后，HBase数据库将数据持久化到HDFS上，即完成了数据存储到云端服务器的过程，如果写入数据操作不成功，返回步骤4继续执行；所述数据分析模块工作流程包括以下步骤：步骤1，用户通过客户端Web页面或App页面向数据显示模块中的Web服务器发送读数据请求；步骤2，Web服务器在收到用户客户端的请求后，调用HBase数据库连接接口将HBase数据库和云端服务器进行连接；步骤3，云端服务器连接成功后，通过HBase查询数据，从云端服务器获取特定数据，并将数据传输给特定数据分析模型；步骤4，利用人体生理健康大数据分析模型，对从云端服务器获取到的数据进行分析处理，并将数据分析结果传回web服务器；步骤5，Web服务器将得到的结果传给用户客户端。