一種基于智能手環(huán)的老年人飲食建議系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明設(shè)計一種基于智能手環(huán)的老年人飲食建議系統(tǒng)和方法，包括智能手環(huán)、智能手機(jī)和遠(yuǎn)端服務(wù)器。智能手環(huán)中集成大量的人體生理信號傳感器和運(yùn)動傳感器，通過手環(huán)中的傳感器采集老年人的生理和狀態(tài)信息。智能手機(jī)作為中間設(shè)備將原始數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理并上傳遠(yuǎn)端服務(wù)器。遠(yuǎn)端服務(wù)器接收到用戶的生理信息，將這些信息通過建立的人體模型進(jìn)行分析，為用戶推薦適合的食物。將分析結(jié)果，即推薦的食物反饋到用戶的智能手機(jī)，為用戶提供建議。
【專利說明】
一種基于智能手環(huán)的老年人飲食建議系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種基于智能手環(huán)的老年人飲食建議系統(tǒng)和方法，屬于生命健康管理、機(jī)器學(xué)習(xí)和可穿戴的交叉技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]食物是人類治病最好的藥品。食物不僅為人類提供必需的營養(yǎng)，還可以通過不同的食物搭配來調(diào)節(jié)機(jī)體功能，強(qiáng)健體魄。所以我國自古以來都崇尚食療養(yǎng)生。隨著人們的生活水平提高，人們對生活質(zhì)量有了更高的標(biāo)準(zhǔn)。但對于吃什么，如何吃卻成為困擾很多人的一個問題?，F(xiàn)在的很多人會從書本、電視節(jié)目和網(wǎng)絡(luò)中學(xué)習(xí)關(guān)于食療的信息，這些信息通常只是針對大眾的一種建議，但人與人之間的體質(zhì)特征不一樣，比如某種食物可以有助降血壓，但它可能只是對一部分人有些效果，還可能對一些人不僅無利還有害，所以一味的接受這種大眾飲食建議的飲食習(xí)慣和規(guī)律是不合理的也是不科學(xué)的。而本發(fā)明能夠很好地解決上面的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種基于智能手環(huán)的老年人飲食建議系統(tǒng)，該系統(tǒng)根據(jù)用戶不同的身體狀態(tài)提供符合用戶的食物建議。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種基于智能手環(huán)的老年人飲食建議系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括智能手環(huán)、智能手機(jī)和遠(yuǎn)端服務(wù)器。
[0005]智能手環(huán)中包括傳感器模塊組、信號采集模塊、微控制器模塊、存儲模塊、通信模塊和電池模塊。
[0006]傳感器模塊組:該模塊是手環(huán)的感知模塊，該模塊組中含有一個加速度傳感器，一個皮膚電阻傳感器，一個光電反射式心率傳感器、一個皮膚溫度傳感器和一個環(huán)境溫度傳感器，且皮膚電阻傳感器光電反射式心率傳感器和皮膚溫度傳感器置于手環(huán)內(nèi)表面緊貼皮膚，環(huán)境溫度傳感器置于手環(huán)外表面，加速度傳感器置于手環(huán)內(nèi)部。
[0007]信號采集模塊:該模塊直接和傳感器模塊組相連，對傳感器模塊組進(jìn)行一一采集，將采集的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。
[0008]微控制器模塊:該模塊控制信號采集模塊定時的對不同的生理信號進(jìn)行采集，并對少量的數(shù)據(jù)，如體溫、皮膚電阻，進(jìn)行將原始數(shù)據(jù)變換為具有真實意義的數(shù)據(jù)的第一次預(yù)處理。在數(shù)據(jù)進(jìn)行第一次預(yù)處理后整合儲存在存儲模塊或通過通信模塊發(fā)送給智能手機(jī)。
[0009]存儲模塊:當(dāng)數(shù)據(jù)不能直接送出的時候，可以將信息儲存在該模塊，防止重要信息丟失，待通信狀態(tài)良好后，將信息發(fā)送的智能手機(jī)。
[0010]通信模塊:該模塊是手環(huán)的唯一一個可以與外界通信的模塊，用于將數(shù)據(jù)發(fā)送到智能手機(jī)。
[0011]電池模塊:該模塊為手環(huán)的各模塊提供電能。
[0012]智能手機(jī)是整個系統(tǒng)的中間設(shè)備，對智能手環(huán)發(fā)送過來的第一次預(yù)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行信號識別、計算和整合的第二次預(yù)處理，從預(yù)處理后的數(shù)據(jù)中得到具體的人體生理參數(shù)，再將生理參數(shù)通過移動網(wǎng)絡(luò)或者無線網(wǎng)絡(luò)上傳到遠(yuǎn)端服務(wù)器。
[0013]遠(yuǎn)端服務(wù)器始終等待為用戶提供服務(wù)。當(dāng)遠(yuǎn)端服務(wù)器接收到用戶發(fā)來的數(shù)據(jù)包，從中提取用戶個人信息。服務(wù)器調(diào)用與個人信息匹配的用戶身體健康模型M，然后通過血壓、心率、皮膚溫度、環(huán)境溫度、能量消耗和皮膚電阻等信息計算健康模型參數(shù)P1、P2…Pn，將參數(shù)帶入到身體健康模型M中計算得到用戶的當(dāng)前的身體狀態(tài)So，然后將身體狀態(tài)So帶入到用戶飲食模型得到食物參數(shù)Q1Q2…Qn。在食物數(shù)據(jù)庫中存在大量的食物數(shù)據(jù)，每種食物根據(jù)其特點標(biāo)有不同食物參數(shù)，如含水量、含糖量、蛋白質(zhì)種類及其含量、維生素含量、微量元素種類和含量、病理沖突等。依照這些食物參數(shù)Q1Q2…Qn為標(biāo)準(zhǔn)在食物數(shù)據(jù)庫中查找與之匹配的食物種類Co，然后根據(jù)用戶的病例信息篩選出非禁忌的食物種類&和最符合用戶當(dāng)前狀態(tài)的推薦食物種類(V。然后通過網(wǎng)絡(luò)定時的將建議結(jié)果，S卩CjP (V返回到用戶的智能手機(jī)，為用戶提供符合用戶身體狀態(tài)的食物建議。最后根據(jù)身體狀態(tài)So修正身體狀態(tài)模型M為Μ，。
[0014]當(dāng)用戶接受系統(tǒng)提供的建議后，并為建議打分，通過智能手機(jī)將分值反饋給服務(wù)器。服務(wù)器接到用戶的返饋分值后，根據(jù)非禁忌食物種類&、非禁忌食物種類C1’和分值進(jìn)行對用戶飲食模型的修正。
[0015]本發(fā)明還供一種基于智能手環(huán)的老年人飲食建議系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，該方法包括如下步驟:
[0016]步驟1:首先打開智能手機(jī)的移動網(wǎng)絡(luò)或者無線網(wǎng)絡(luò)，使手機(jī)保持聯(lián)網(wǎng)。通過智能手機(jī)上傳用戶的基本信息，即個人身份信息和身高、體重、年齡、病史、飲食偏好和飲食習(xí)慣等信息。當(dāng)遠(yuǎn)端服務(wù)器收到用戶的信息后，將信息儲存在服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫中并為用戶建立身體健康模型和用戶飲食模型。
[0017]打開智能設(shè)備的藍(lán)牙，將設(shè)備和手環(huán)連接配對，保持通信良好。將手環(huán)佩戴在被測者的手腕處，盡量保持皮膚潔凈，將傳感器貼近手腕的皮膚。
[0018]步驟2:打開智能手機(jī)的藍(lán)牙，將設(shè)備和手環(huán)連接配對，保持信道良好。將手環(huán)佩戴在被測者的手腕處，盡量保持皮膚潔凈，將傳感器靠近手腕動脈處的皮膚，提高測量的精度。
[0019]步驟3:智能手環(huán)的微控制器模塊由一個微控制芯片構(gòu)成，而信號采集模塊由一個模數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)芯片LTC2453和選擇電路和濾波放大電路組成。微控制器模塊使用選擇電路在某一時刻使LTC2453芯片分別與皮膚電阻傳感器，光電反射式心率傳感器環(huán)境溫度傳感器和皮膚溫度傳感器中的一個傳感器相連，控制LTC2453芯片對其進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并通過IIC總線將數(shù)據(jù)返回為微控制器模塊。同時加速度傳感器MPU6050芯片也通過IIC總線將加速度數(shù)據(jù)發(fā)送到微控制器模塊。
[0020]微控制器模塊每秒對不同的傳感器數(shù)據(jù)采集頻率不一樣。由于在后面對心率和加速度的運(yùn)算需要大量的數(shù)據(jù)，所以對心率傳感器和加速度傳感器的信號采集頻率為50Hz。由于皮膚電阻變化的最主要因素是汗液，汗液量的大小是和身體代謝的速度相關(guān)的，是要經(jīng)過一個緩慢的變化過程的，而且皮膚溫度也是這樣，所以將皮膚溫度和皮膚電阻的信號采集頻率設(shè)置為1Hz。由于環(huán)境變化也是一個相對緩慢的過程所以對于環(huán)境溫度的采樣率也設(shè)置為IHz。
[0021]每當(dāng)智能手環(huán)開始工作后，為控制器模塊開始控制信號采集模塊分別對傳感器模塊組中的傳感器按不同的采樣頻率進(jìn)行信號采樣。微控制器使用延時手段來確定對心率傳感器和加速度傳感器的采樣時間間隔，對心率和加速度首先會做判斷，判斷數(shù)據(jù)是否有效，即兩種數(shù)據(jù)是否在有效的范圍內(nèi)，若無效則拋棄，若有效則加入到一個數(shù)據(jù)集等到發(fā)送，而加速度數(shù)據(jù)在發(fā)送之前會從原始數(shù)據(jù)換算為有實際意義的加速度數(shù)值。微控制器使用定時中斷I確定對皮膚電阻傳感器、皮膚溫服傳感器和環(huán)境溫度傳感器的采樣時間間隔，對這三種數(shù)據(jù)也會首先判斷數(shù)據(jù)是否有效，有效則會首先計算環(huán)境溫度值，然后計算皮膚電阻值和皮膚溫度值，為了計算結(jié)果更精確會使用環(huán)境溫度值作為修正系數(shù)。
[0022]將所有數(shù)據(jù)集中有序存放，定時中斷2用來控制智能手環(huán)和智能手機(jī)兩次通信的時間間隔，且間隔時間為10秒，即手環(huán)每次發(fā)送一個最少包含10秒數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)集。當(dāng)定時中斷2觸發(fā)后，微控制器模塊會判斷藍(lán)牙模塊的Dialog DA14580芯片是否可以工作，通信狀態(tài)是否可用，若可用則將存儲模塊中的數(shù)據(jù)區(qū)中的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)送，然后清空數(shù)據(jù)區(qū)并退出中斷程序。若不可用則直接退出，等待通信狀態(tài)可用。
[0023]步驟4:當(dāng)智能手機(jī)通過藍(lán)牙接收到智能手環(huán)采集到的數(shù)據(jù)后，進(jìn)行第二次預(yù)處理。將心率傳感器的原始數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)集中提出，通過尋找兩個相鄰的最低點來尋找一個脈搏波，然后找出10秒內(nèi)的所有脈搏波，一個脈搏波為一次心跳，計算出10秒內(nèi)的平均心率。在每個脈搏波中提取10個特征點，通過這10個特征點的特征值計算出血壓模型方程的參數(shù)，然后帶入到血壓模型方程計算出血壓。最后計算出10秒內(nèi)的平均血壓值。把皮膚溫度值和環(huán)境溫度值從數(shù)據(jù)集中提出，計算出平均皮膚溫度和平均環(huán)境溫度。將加速度數(shù)據(jù)、平均心率值、平均皮膚溫度和平均環(huán)境溫度帶入到老年人運(yùn)動模型中，估算得到能量消耗值。將以上的計算值存儲在智能手機(jī)的存儲器中的數(shù)據(jù)區(qū)。
[0024]最后智能手機(jī)將會定時檢查移動網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)路是否可用，若其一可用則連接網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)端服務(wù)器通信。將手機(jī)中數(shù)據(jù)區(qū)中的數(shù)據(jù)和用戶個人基本信息全部打包發(fā)送到遠(yuǎn)端服務(wù)器。
[0025]步驟5:遠(yuǎn)端服務(wù)器始終等待為用戶提供服務(wù)。當(dāng)遠(yuǎn)端服務(wù)器接收到用戶發(fā)來的數(shù)據(jù)包，從中提取用戶個人信息，如姓名和ID。服務(wù)器調(diào)用與個人信息匹配的用戶身體健康模型M，然后通過血壓、心率、皮膚溫度、環(huán)境溫度、能量消耗和皮膚電阻等信息計算健康模型參數(shù)血壓的平均值P1、血壓的方差P2、心率平均值P3、心率的方差P4、皮膚溫度的平均值P5、皮膚溫度的方差P6、環(huán)境溫度的平均值P7、能量消耗總量P8，將參數(shù)Pr-P8帶入到身體健康模型M中計算得到用戶的當(dāng)前的身體狀態(tài)數(shù)據(jù)集So，So包括運(yùn)動強(qiáng)度、水分代謝量、電解質(zhì)流失量(主要是出汗引起)、精神狀態(tài)值(由O到1000，衡量用戶某一段時間的精神亢奮程度)、體溫估值、能量消耗總量和身體變化主要、次要因素等。然后將身體狀態(tài)So帶入到用戶飲食模型得到食物參數(shù)含鹽量Q1、含糖量Q2、蛋白質(zhì)含量Q3、水分含量Q4、微量元素含量Q5、維生素含量Qe。在食物數(shù)據(jù)庫中存在大量的食物數(shù)據(jù)，每種食物根據(jù)其特點標(biāo)有不同食物參數(shù)，如含水量、含糖量、蛋白質(zhì)種類及其含量、維生素含量、微量元素種類和含量、病理沖突等。依照這些食物參數(shù)Q1Qr-Q6為標(biāo)準(zhǔn)在食物數(shù)據(jù)庫中查找與之匹配的食物種類Co，然后根據(jù)用戶的病例信息篩選出非禁忌的食物種類C1和最符合用戶當(dāng)前狀態(tài)的推薦食物種類C1'然后通過網(wǎng)絡(luò)定時的將建議結(jié)果，即CjPC1’返回到用戶的智能手機(jī)，為用戶提供符合用戶身體狀態(tài)的食物建議。最后根據(jù)身體狀態(tài)So修正身體狀態(tài)模型M為M’。
[0026]當(dāng)用戶接受系統(tǒng)提供的建議后，并為建議打分，通過智能手機(jī)將分值反饋給服務(wù)器。服務(wù)器接到用戶的返饋分值后，根據(jù)非禁忌食物種類&、非禁忌食物種類C1’和分值進(jìn)行對用戶飲食模型的修正。
[0027]本發(fā)明的方法應(yīng)用于基于智能手環(huán)的老年人飲食建議系統(tǒng)。
[0028]有益效果:
[0029]1、本發(fā)明系統(tǒng)是通過智能手環(huán)采集用戶的生理參數(shù)，與其他檢測設(shè)備相比具有佩戴方便，對用戶的生活習(xí)慣影響最小，最大限度的減輕用戶的不適感。
[0030]2、本發(fā)明系統(tǒng)是通過初始的身體狀態(tài)、病史歷史身體狀態(tài)等信息建立合理身體健康模型。這個模型具有良好的科學(xué)性。
[0031]3、本發(fā)明系統(tǒng)是通過結(jié)合從智能手環(huán)采集到的近期身體狀態(tài)信息、歷史身體狀態(tài)信息和身體健康模型科學(xué)準(zhǔn)確的計算出用戶近期的身體健康狀態(tài)。
[0032]4、本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)合用戶的近期的身體狀態(tài)、用戶的飲食習(xí)慣和用戶反饋的歷史飲食記錄可以準(zhǔn)確的為用戶提供符合該用戶的飲食建議。
[0033]5、本發(fā)明方法使得結(jié)果更可信，準(zhǔn)確度更高。
【附圖說明】
[0034]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)架構(gòu)圖。
[0035]圖2為本發(fā)明的方法流程圖。
[0036]具體的實施方式:
[0037]如圖2所示，本發(fā)明提供一種基于智能手環(huán)的老年人飲食建議系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，該方法包括如下步驟:
[0038]步驟1:首先打開智能手機(jī)的移動網(wǎng)絡(luò)或者無線網(wǎng)絡(luò)，使手機(jī)保持聯(lián)網(wǎng)。通過智能手機(jī)上傳用戶的基本的個人身份信息和身高、體重、年齡、病史、飲食偏好和飲食習(xí)慣等信息。當(dāng)遠(yuǎn)端服務(wù)器收到用戶的信息后，將信息儲存在服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫中并為用戶建立身體健康模型和用戶飲食模型。
[0039]打開智能設(shè)備的藍(lán)牙，將設(shè)備和手環(huán)連接配對，保持通信良好。將手環(huán)佩戴在被測者的手腕處，盡量保持皮膚潔凈，將傳感器貼近手腕的皮膚。
[0040]步驟2:打開智能手機(jī)的藍(lán)牙，將設(shè)備和手環(huán)連接配對，保持信道良好。將手環(huán)佩戴在被測者的手腕處，盡量保持皮膚潔凈，將傳感器靠近手腕動脈處的皮膚，提高測量的精度。
[0041]步驟3:智能手環(huán)的微控制器模塊由一個微控制芯片構(gòu)成，而信號采集模塊由一個模數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)芯片LTC2453、選擇電路和濾波放大電路組成。微控制器模塊使用選擇電路在某一時刻使LTC2453芯片分別與皮膚電阻傳感器，光電反射式心率傳感器環(huán)境溫度傳感器和皮膚溫度傳感器中的一個傳感器相連，控制LTC2453芯片對其進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并通過IIC總線將數(shù)據(jù)返回為微控制器模塊。同時加速度傳感器MPU6050芯片也通過IIC總線將加速度數(shù)據(jù)發(fā)送到微控制器模塊。
[0042]微控制器模塊每秒對不同的傳感器數(shù)據(jù)采集頻率不一樣。由于在后面對心率和加速度的運(yùn)算需要大量的數(shù)據(jù)，所以對心率傳感器和加速度傳感器的信號采集頻率為50Hz。由于皮膚電阻變化的最主要因素是汗液，汗液量的大小是和身體代謝的速度相關(guān)的，是要經(jīng)過一個緩慢的變化過程的，而且皮膚溫度也是這樣，所以將皮膚溫度和皮膚電阻的信號采集頻率設(shè)置為1Hz。由于環(huán)境變化也是一個相對緩慢的過程所以對于環(huán)境溫度的采樣率也設(shè)置為IHz。
[0043]每當(dāng)智能手環(huán)開始工作后，為控制器模塊開始控制信號采集模塊分別對傳感器模塊組中的傳感器按不同的采樣頻率進(jìn)行信號采樣。微控制器使用延時手段來確定對心率傳感器和加速度傳感器的采樣時間間隔，對心率和加速度首先會做判斷，判斷數(shù)據(jù)是否有效，即兩種數(shù)據(jù)是否在有效的范圍內(nèi)，若無效則拋棄，若有效則加入到一個數(shù)據(jù)集等到發(fā)送，而加速度數(shù)據(jù)在發(fā)送之前會從原始數(shù)據(jù)換算為有實際意義的加速度數(shù)值。微控制器使用定時中斷I確定對皮膚電阻傳感器、皮膚溫服傳感器和環(huán)境溫度傳感器的采樣時間間隔，對這三種數(shù)據(jù)也會首先判斷數(shù)據(jù)是否有效，有效則會首先計算環(huán)境溫度值，然后計算皮膚電阻值和皮膚溫度值，為了計算結(jié)果更精確會使用環(huán)境溫度值作為修正系數(shù)。
[0044]將所有數(shù)據(jù)集中有序存放，定時中斷2用來控制智能手環(huán)和智能手機(jī)兩次通信的時間間隔，且間隔時間為10秒，即手環(huán)每次發(fā)送一個最少包含10秒數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)集。當(dāng)定時中斷2觸發(fā)后，微控制器模塊會判斷藍(lán)牙模塊的Dialog DA14580芯片是否可以工作，通信狀態(tài)是否可用，若可用則將存儲模塊中的數(shù)據(jù)區(qū)中的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)送，然后清空數(shù)據(jù)區(qū)并退出中斷程序。若不可用則直接退出，等待通信狀態(tài)可用。
[0045]步驟4:當(dāng)智能手機(jī)通過藍(lán)牙接收到智能手環(huán)采集到的數(shù)據(jù)后，進(jìn)行第二次預(yù)處理。將心率傳感器的原始數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)集中提出，通過尋找兩個相鄰的最低點來尋找一個脈搏波，然后找出10秒內(nèi)的所有脈搏波，一個脈搏波為一次心跳，計算出10秒內(nèi)的平均心率。在每個脈搏波中提取10個特征點，通過這10個特征點的特征值計算出血壓模型方程的參數(shù)，然后帶入到血壓模型方程計算出血壓。最后計算出10秒內(nèi)的平均血壓值。把皮膚溫度值和環(huán)境溫度值從數(shù)據(jù)集中提出，計算出平均皮膚溫度和平均環(huán)境溫度。將加速度數(shù)據(jù)、平均心率值、平均皮膚溫度和平均環(huán)境溫度帶入到老年人運(yùn)動模型中，估算得到能量消耗值。將以上的計算值存儲在智能手機(jī)的存儲器中的數(shù)據(jù)區(qū)。
[0046]最后智能手機(jī)將會定時檢查移動網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)路是否可用，若其一可用則連接網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)端服務(wù)器通信。將手機(jī)中數(shù)據(jù)區(qū)中的數(shù)據(jù)和用戶個人基本信息全部打包發(fā)送到遠(yuǎn)端服務(wù)器。
[0047]步驟5:遠(yuǎn)端服務(wù)器始終等待為用戶提供服務(wù)。當(dāng)遠(yuǎn)端服務(wù)器接收到用戶發(fā)來的數(shù)據(jù)包，從中提取用戶個人信息，如姓名和ID。服務(wù)器調(diào)用與個人信息匹配的用戶身體健康模型M，然后通過血壓、心率、皮膚溫度、環(huán)境溫度、能量消耗和皮膚電阻等信息計算健康模型參數(shù)血壓的平均值P1、血壓的方差P2、心率平均值P3、心率的方差P4、皮膚溫度的平均值P5、皮膚溫度的方差P6、環(huán)境溫度的平均值P7、能量消耗總量P8，將參數(shù)Pr-P8帶入到身體健康模型M中計算得到用戶的當(dāng)前的身體狀態(tài)數(shù)據(jù)集So，So包括運(yùn)動強(qiáng)度、水分代謝量、電解質(zhì)流失量(主要是出汗引起)、精神狀態(tài)值(由O到1000，衡量用戶某一段時間的精神亢奮程度)、體溫估值、能量消耗總量和身體變化主要、次要因素等。然后將身體狀態(tài)So帶入到用戶飲食模型得到食物參數(shù)含鹽量Q1、含糖量Q2、蛋白質(zhì)含量Q3、水分含量Q4、微量元素含量Q5、維生素含量Qe。在食物數(shù)據(jù)庫中存在大量的食物數(shù)據(jù)，每種食物根據(jù)其特點標(biāo)有不同食物參數(shù)，如含水量、含糖量、蛋白質(zhì)種類及其含量、維生素含量、微量元素種類和含量、病理沖突等。依照這些食物參數(shù)Q1Qr-Q6為標(biāo)準(zhǔn)在食物數(shù)據(jù)庫中查找與之匹配的食物種類Co，然后根據(jù)用戶的病例信息篩選出非禁忌的食物種類C1和最符合用戶當(dāng)前狀態(tài)的推薦食物種類C1'然后通過網(wǎng)絡(luò)定時的將建議結(jié)果，即CdPC1’返回到用戶的智能手機(jī)，為用戶提供符合用戶身體狀態(tài)的食物建議。最后根據(jù)身體狀態(tài)So修正身體狀態(tài)模型M為M’。當(dāng)用戶接受系統(tǒng)提供的建議后，并為建議打分，通過智能手機(jī)將分值反饋給服務(wù)器。服務(wù)器接到用戶的返饋分值后，根據(jù)非禁忌食物種類C1、非禁忌食物種類C1’和分值進(jìn)行對用戶飲食模型的修正。
【主權(quán)項】
1.一種基于智能手環(huán)的老年人飲食建議系統(tǒng)，其特征在于:所述系統(tǒng)包括智能手環(huán)、智能手機(jī)和遠(yuǎn)端服務(wù)器； 智能手環(huán)中包括傳感器模塊組、信號采集模塊、微控制器模塊、存儲模塊、通信模塊和電池模塊； 傳感器模塊組:所述模塊組是手環(huán)的感知模塊，所述模塊組中含有一個加速度傳感器，一個皮膚電阻傳感器，一個光電反射式心率傳感器、一個皮膚溫度傳感器和一個環(huán)境溫度傳感器，且皮膚電阻傳感器光電反射式心率傳感器和皮膚溫度傳感器置于手環(huán)內(nèi)表面緊貼皮膚，環(huán)境溫度傳感器置于手環(huán)外表面，加速度傳感器置于手環(huán)內(nèi)部； 信號采集模塊:所述模塊直接和傳感器模塊組相連，對傳感器模塊組進(jìn)行一一采集，將采集的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號； 微控制器模塊:所述模塊控制信號采集模塊定時的對不同的生理信號進(jìn)行采集，并對少量的數(shù)據(jù)，如體溫、皮膚電阻，進(jìn)行將原始數(shù)據(jù)變換為具有真實意義的數(shù)據(jù)的第一次預(yù)處理，在數(shù)據(jù)進(jìn)行第一次預(yù)處理后整合儲存在存儲模塊或通過通信模塊發(fā)送給智能手機(jī)； 存儲模塊:當(dāng)數(shù)據(jù)不能直接送出的時候，將信息儲存在該模塊，防止重要信息丟失，待通信狀態(tài)良好后，將信息發(fā)送的智能手機(jī)； 通信模塊:所述模塊是手環(huán)的唯一一個與外界通信的模塊，用于將數(shù)據(jù)發(fā)送到智能手機(jī)； 電池模塊:所述模塊為手環(huán)的各模塊提供電能； 智能手機(jī)是整個系統(tǒng)的中間設(shè)備，對智能手環(huán)發(fā)送過來的第一次預(yù)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行信號識別、計算和整合的第二次預(yù)處理，從預(yù)處理后的數(shù)據(jù)中得到具體的人體生理參數(shù)，再將生理參數(shù)通過移動網(wǎng)絡(luò)或者無線網(wǎng)絡(luò)上傳到遠(yuǎn)端服務(wù)器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于智能手環(huán)的老年人飲食建議系統(tǒng)，其特征在于:所述遠(yuǎn)端服務(wù)器始終等待為用戶提供服務(wù)，當(dāng)遠(yuǎn)端服務(wù)器接收到用戶發(fā)來的數(shù)據(jù)包，從中提取用戶個人信息，服務(wù)器調(diào)用與個人信息匹配的用戶身體健康模型M，然后通過血壓、心率、皮膚溫度、環(huán)境溫度、能量消耗和皮膚電阻等信息計算健康模型參數(shù)Ρ^Ρ^Ρη，將參數(shù)帶入到身體健康模型M中計算得到用戶的當(dāng)前的身體狀態(tài)So，然后將身體狀態(tài)So帶入到用戶飲食模型得到食物參數(shù)QlQ2…Qn，在食物數(shù)據(jù)庫中存在大量的食物數(shù)據(jù)，每種食物根據(jù)其特點標(biāo)有不同食物參數(shù)，即含水量、含糖量、蛋白質(zhì)種類及其含量、維生素含量、微量元素種類和含量、病理沖突，依照這些食物參數(shù)QlQ2…Qn為標(biāo)準(zhǔn)在食物數(shù)據(jù)庫中查找與之匹配的食物種類Co，然后根據(jù)用戶的病例信息篩選出非禁忌的食物種類(^和最符合用戶當(dāng)前狀態(tài)的推薦食物種類(V，然后通過網(wǎng)絡(luò)定時的將建議結(jié)果，SPCjPC1’返回到用戶的智能手機(jī)，為用戶提供符合用戶身體狀態(tài)的食物建議，最后根據(jù)身體狀態(tài)So修正身體狀態(tài)模型M為M’； 當(dāng)用戶接受系統(tǒng)提供的建議后，并為建議打分，通過智能手機(jī)將分值反饋給服務(wù)器，月艮務(wù)器接到用戶的返饋分值后，根據(jù)非禁忌食物種類(^、非禁忌食物種類C1’和分值進(jìn)行對用戶飲食模型的修正。3.—種基于智能手環(huán)的老年人飲食建議系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟: 步驟1:首先打開智能手機(jī)的移動網(wǎng)絡(luò)或者無線網(wǎng)絡(luò)，使手機(jī)保持聯(lián)網(wǎng)，通過智能手機(jī)上傳用戶的基本信息；當(dāng)遠(yuǎn)端服務(wù)器收到用戶的信息后，將信息儲存在服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫中并為用戶建立身體健康模型和用戶飲食模型； 打開智能設(shè)備的藍(lán)牙，將設(shè)備和手環(huán)連接配對，保持通信良好，將手環(huán)佩戴在被測者的手腕處，盡量保持皮膚潔凈，將傳感器貼近手腕的皮膚； 步驟2:打開智能手機(jī)的藍(lán)牙，將設(shè)備和手環(huán)連接配對，保持信道良好，將手環(huán)佩戴在被測者的手腕處，盡量保持皮膚潔凈，將傳感器靠近手腕動脈處的皮膚，提高測量的精度；步驟3:智能手環(huán)的微控制器模塊由一個微控制芯片構(gòu)成，而信號采集模塊由一個模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片和選擇電路和濾波放大電路組成，微控制器模塊使用選擇電路在某一時刻使芯片分別與皮膚電阻傳感器，光電反射式心率傳感器環(huán)境溫度傳感器和皮膚溫度傳感器中的一個傳感器相連，控制芯片對其進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并通過IIC總線將數(shù)據(jù)返回為微控制器模塊，同時加速度傳感器芯片也通過Iic總線將加速度數(shù)據(jù)發(fā)送到微控制器模塊； 步驟4:當(dāng)智能手機(jī)通過藍(lán)牙接收到智能手環(huán)采集到的數(shù)據(jù)后，進(jìn)行第二次預(yù)處理，將心率傳感器的原始數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)集中提出，通過尋找兩個相鄰的最低點來尋找一個脈搏波；步驟5:遠(yuǎn)端服務(wù)器始終等待為用戶提供服務(wù)，當(dāng)遠(yuǎn)端服務(wù)器接收到用戶發(fā)來的數(shù)據(jù)包，從中提取用戶個人信息。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于智能手環(huán)的老年人飲食建議系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，其特征在于:所述方法應(yīng)用于基于智能手環(huán)的老年人飲食建議系統(tǒng)。
【文檔編號】A61B5/0205GK106037688SQ201610309189
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月11日
【發(fā)明人】葉寧, 趙立科, 王忠勤, 胡小三, 丁楠, 李才隆, 王汝傳
【申請人】南京郵電大學(xué)