生理數(shù)據(jù)采集處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)采集，特別涉及一種生理數(shù)據(jù)采集處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近些年來(lái)，健康問(wèn)題成為了人們共同關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題。由于醫(yī)療資源相對(duì)緊張，全世界對(duì)醫(yī)療保健系統(tǒng)的需求度不斷增加。傳統(tǒng)的醫(yī)療方法多為病發(fā)后治療，不能很好地做到預(yù)防和實(shí)時(shí)診療，而傳統(tǒng)的醫(yī)療監(jiān)控方法由于監(jiān)護(hù)設(shè)備成本高、可移動(dòng)性差等局限性越來(lái)越難以滿(mǎn)足人們對(duì)生理監(jiān)護(hù)的需求。而無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)低負(fù)荷地對(duì)人體進(jìn)行生理指標(biāo)和運(yùn)動(dòng)信息的監(jiān)測(cè)，進(jìn)而向使用者預(yù)警疾病的發(fā)生，并將平時(shí)測(cè)量和監(jiān)護(hù)時(shí)采集到的重要生理數(shù)據(jù)保存下來(lái)，通過(guò)無(wú)線(xiàn)技術(shù)發(fā)送至服務(wù)器以供醫(yī)生對(duì)病人進(jìn)行及時(shí)診斷與治療。目前，對(duì)于人體生理數(shù)據(jù)的傳感與采集仍處于初級(jí)發(fā)展階段，多數(shù)研究都集中在建立系統(tǒng)架構(gòu)和服務(wù)平臺(tái)上，而在低功耗、網(wǎng)絡(luò)間互操作性、系統(tǒng)設(shè)備、數(shù)據(jù)安全性、傳感器實(shí)現(xiàn)等方面面臨一系列挑戰(zhàn)。針對(duì)移動(dòng)終端數(shù)據(jù)傳輸與處理關(guān)鍵技術(shù)的開(kāi)發(fā)不足。物聯(lián)健康醫(yī)療應(yīng)用功能較為分散，缺乏集成性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種生理數(shù)據(jù)采集處理方法，包括:
[0004]生理數(shù)據(jù)檢測(cè)平臺(tái)的采集層采集生理數(shù)據(jù)，傳輸層對(duì)生理數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與傳輸，服務(wù)層利用存儲(chǔ)集群接收并存儲(chǔ)用戶(hù)數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，應(yīng)用層向用戶(hù)提供反饋采集信息的應(yīng)用服務(wù)。
[0005]優(yōu)選地，所述采集層由各種傳感器節(jié)點(diǎn)和匯總節(jié)點(diǎn)組成，傳感器節(jié)點(diǎn)采集反映人體生理的參數(shù)，所述參數(shù)包括血壓、脈搏、心電、血糖、血氧、體溫、體質(zhì)；匯總節(jié)點(diǎn)接收到來(lái)自傳感器節(jié)點(diǎn)的采集數(shù)據(jù)后，按照特定數(shù)據(jù)協(xié)議格式，將采集數(shù)據(jù)封裝成幀，加入預(yù)定義數(shù)據(jù)頭組成數(shù)據(jù)包，通過(guò)采集層傳輸電路，經(jīng)過(guò)匯總節(jié)點(diǎn)處理生成的數(shù)據(jù)包以特定的速率進(jìn)入到通信模塊，通信模塊將向生理數(shù)據(jù)檢測(cè)平臺(tái)的傳輸層發(fā)送數(shù)據(jù)包，經(jīng)過(guò)傳輸層的各種傳輸方式上傳至服務(wù)層，進(jìn)行多種數(shù)據(jù)分析和醫(yī)療服務(wù);所述傳輸層由移動(dòng)終端構(gòu)成，移動(dòng)終端通過(guò)接收模塊接收采集層的通信模塊發(fā)送過(guò)來(lái)的匯總節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)包，利用智能操作系統(tǒng)平臺(tái)數(shù)據(jù)解析過(guò)程對(duì)數(shù)據(jù)包解析，然后將數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、顯示并上傳;智能操作系統(tǒng)平臺(tái)允許多種智能設(shè)備接入傳輸層中，控制采集層傳感器進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量或生理監(jiān)護(hù)；同時(shí)，移動(dòng)終端接收云服務(wù)平臺(tái)的反饋信息，用戶(hù)經(jīng)過(guò)授權(quán)后，將生理數(shù)據(jù)呈現(xiàn)至用戶(hù);所述服務(wù)層與應(yīng)用層集成在云平臺(tái)服務(wù)架構(gòu)中，云平臺(tái)的基礎(chǔ)資源層包含支撐云計(jì)算的各種硬件資源和軟件資源，將經(jīng)過(guò)抽象化和虛擬化處理的分布式集群資源進(jìn)行集中，構(gòu)成虛擬資源池;平臺(tái)管理層進(jìn)行應(yīng)用程序管理、資源管理和用戶(hù)管理工作；云平臺(tái)的應(yīng)用服務(wù)層為用戶(hù)提供軟件服務(wù);云平臺(tái)的用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)層為用戶(hù)提供云平臺(tái)服務(wù)入口，由訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備瀏覽器和Web應(yīng)用程序組成；
[0006]其中所述匯總節(jié)點(diǎn)中的生理數(shù)據(jù)在傳輸層中路徑經(jīng)過(guò)以下三個(gè)過(guò)程:(1)傳輸層通信模塊與采集層的通信模塊建立數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)傳輸通道；(2)生理數(shù)據(jù)在移動(dòng)終端中進(jìn)行解析、存儲(chǔ)、顯示和精細(xì)化處理；(3)根據(jù)服務(wù)層的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議修改生理數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，生成數(shù)據(jù)包后上傳到云平臺(tái)；
[0007]所述傳輸層數(shù)據(jù)傳輸體系結(jié)構(gòu)由數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)單元、控制流單元、數(shù)據(jù)展現(xiàn)單元和網(wǎng)絡(luò)單元組成;數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)單元反饋來(lái)自控制流單元的控制流，將經(jīng)過(guò)處理的生理數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)展現(xiàn)單元;控制流單元控制數(shù)據(jù)向網(wǎng)絡(luò)單元的上傳，提供人機(jī)交互接口，使數(shù)據(jù)展現(xiàn)單元按照用戶(hù)需求展現(xiàn)數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)展現(xiàn)單元實(shí)現(xiàn)生理數(shù)據(jù)的可視化；網(wǎng)絡(luò)單元使用數(shù)據(jù)上傳協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，將數(shù)據(jù)展現(xiàn)單元的生理數(shù)據(jù)保存到緩沖區(qū)進(jìn)行進(jìn)一步處理，與云平臺(tái)建立遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通道上傳和下載數(shù)據(jù)；
[0008]并且，在基于移動(dòng)終端的數(shù)據(jù)傳輸中:(1)建立與采集層的生理數(shù)據(jù)傳輸通道，解析匯總節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)包，提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及用戶(hù)管理數(shù)據(jù)方案；(2)在數(shù)據(jù)展現(xiàn)單元建立人機(jī)交互接口，利用控制線(xiàn)程，生成控制流，控制數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)單元的數(shù)據(jù)處理;利用移動(dòng)終端顯示控件將生理數(shù)據(jù)作可視化處理；(3)建立生理數(shù)據(jù)上傳與服務(wù)平臺(tái)數(shù)據(jù)下載通道;根據(jù)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議修改數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu);在網(wǎng)絡(luò)端口打開(kāi)情況下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)上傳與下載。
[0009]本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)，具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0010]本發(fā)明提出了一種生理數(shù)據(jù)采集處理方法，提高生理數(shù)據(jù)在移動(dòng)終端中傳輸與處理的能力，利用智能操作系統(tǒng)平臺(tái)，優(yōu)化生理數(shù)據(jù)在移動(dòng)終端的可操作性。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的生理數(shù)據(jù)采集處理方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下文與圖示本發(fā)明原理的附圖一起提供對(duì)本發(fā)明一個(gè)或者多個(gè)實(shí)施例的詳細(xì)描述。結(jié)合這樣的實(shí)施例描述本發(fā)明，但是本發(fā)明不限于任何實(shí)施例。本發(fā)明的范圍僅由權(quán)利要求書(shū)限定，并且本發(fā)明涵蓋諸多替代、修改和等同物。在下文描述中闡述諸多具體細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本發(fā)明的透徹理解。出于示例的目的而提供這些細(xì)節(jié)，并且無(wú)這些具體細(xì)節(jié)中的一些或者所有細(xì)節(jié)也可以根據(jù)權(quán)利要求書(shū)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
[0013]本發(fā)明的一方面提供了一種生理數(shù)據(jù)采集處理方法。圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的生理數(shù)據(jù)采集處理方法流程圖。
[0014]本發(fā)明構(gòu)建了生理數(shù)據(jù)檢測(cè)平臺(tái)，生理數(shù)據(jù)檢測(cè)平臺(tái)包括采集層、傳輸層、服務(wù)層和應(yīng)用層。采集層負(fù)責(zé)生理數(shù)據(jù)的采集，傳輸層負(fù)責(zé)生理數(shù)據(jù)的處理與傳輸，服務(wù)層負(fù)責(zé)接收、存儲(chǔ)用戶(hù)數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，應(yīng)用層向用戶(hù)提供反饋采集信息的應(yīng)用服務(wù)。通過(guò)四層交互協(xié)作，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了從采集到云應(yīng)用的功能，成為物聯(lián)醫(yī)療云系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分。以傳感器技術(shù)為平臺(tái)提供了采集接口，以虛擬化和分布式計(jì)算為基礎(chǔ)的云計(jì)算技術(shù)為平臺(tái)提供了海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，以移動(dòng)終端為平臺(tái)提供了人機(jī)交互接口。個(gè)人的生理數(shù)據(jù)和病歷都保存在服務(wù)層的存儲(chǔ)集群中，經(jīng)過(guò)授權(quán)后，個(gè)人或者醫(yī)生可以通過(guò)移動(dòng)終端及時(shí)讀取，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息交互。本發(fā)明生理數(shù)據(jù)檢測(cè)平臺(tái)將大大降低醫(yī)療成本，提升生活質(zhì)量。
[0015]采集層由各種傳感器節(jié)點(diǎn)和匯總節(jié)點(diǎn)組成，傳感器節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)采集反映人體生理的重要參數(shù)，例如血壓、脈搏、心電、血糖、血氧、體溫、體質(zhì)等。匯總節(jié)點(diǎn)接收到來(lái)自傳感器節(jié)點(diǎn)的采集數(shù)據(jù)后，按照一種數(shù)據(jù)協(xié)議格式，將采集數(shù)據(jù)封裝成幀，加入預(yù)定義數(shù)據(jù)頭組成數(shù)據(jù)包。通過(guò)采集層傳輸電路，經(jīng)過(guò)匯總節(jié)點(diǎn)處理生成的數(shù)據(jù)包以特定的速率進(jìn)入到通信模塊，通信模塊將向傳輸層發(fā)送數(shù)據(jù)包。作為生理數(shù)據(jù)檢測(cè)平臺(tái)的數(shù)據(jù)獲取層，采集層實(shí)現(xiàn)各種生理數(shù)據(jù)的采集和分析，用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)采集參數(shù)的設(shè)計(jì)，通過(guò)各部分醫(yī)療傳感器模塊的設(shè)計(jì)和集成，將人體的關(guān)鍵參數(shù)采集上來(lái)，獲取的人體參數(shù)匯總到采集層通信模塊中上傳至傳輸層，最終經(jīng)過(guò)傳輸層的各種傳輸方式上傳至服務(wù)層，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)分析和各種醫(yī)療服務(wù)，為個(gè)人健康提供科學(xué)實(shí)時(shí)的保障。
[0016]傳輸層由移動(dòng)終端構(gòu)成，移動(dòng)終端以智能嵌入式設(shè)備為主，通過(guò)接收模塊接收采集層通信模塊發(fā)送過(guò)來(lái)的匯總節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)包，利用智能操作系統(tǒng)平臺(tái)數(shù)據(jù)解析過(guò)程對(duì)數(shù)據(jù)包解析，然后將數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、顯示并上傳等處理。智能操作系統(tǒng)平臺(tái)的開(kāi)放性使用戶(hù)可以將專(zhuān)用測(cè)試儀、手機(jī)、平板電腦等多種智能操作系統(tǒng)設(shè)備接入傳輸層中，控制采集層傳感器進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量或生理監(jiān)護(hù)。同時(shí)，傳輸層的移動(dòng)終端可以接收云服務(wù)平臺(tái)的反饋信息，用戶(hù)能夠隨時(shí)隨地了解自身或者家庭成員的生理數(shù)據(jù)。
[0017]在服務(wù)層與應(yīng)用層結(jié)合的云平臺(tái)服務(wù)架構(gòu)中，基礎(chǔ)資源層包含支撐云計(jì)算的各種硬件資源和軟件資源，將經(jīng)過(guò)抽象化和虛擬化處理的分布式集群資源進(jìn)行集中，構(gòu)成虛擬資源池。平臺(tái)管理層負(fù)責(zé)應(yīng)用程序管理、資源管理和用戶(hù)管理等工作。應(yīng)用服務(wù)層為用戶(hù)提供軟件服務(wù)。用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)層為用戶(hù)提供云平臺(tái)服務(wù)入口，由訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備瀏覽器和Web應(yīng)用程序組成。
[0018]生理監(jiān)護(hù)中一些重要的參考值如心電、血壓、血氧、血糖等具有幅值小且頻段低等特點(diǎn)，并且這些信號(hào)會(huì)隨著個(gè)體差異變化而變化。采集模塊作為平臺(tái)的最底層，包括以下采集模塊:
[0019]心電采集模塊以單片機(jī)為核心，集成前置放大電路和濾波電路，然后通過(guò)相應(yīng)的A/D轉(zhuǎn)換將處理后的心電信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，這些數(shù)字信號(hào)再進(jìn)行運(yùn)算處理通過(guò)有線(xiàn)方式發(fā)送到匯總節(jié)點(diǎn)。心電信號(hào)在心電模塊中的處理過(guò)程大致如下:
[0020]1.心電信號(hào)由導(dǎo)聯(lián)電極檢測(cè)到后，進(jìn)入到前置放大及驅(qū)動(dòng)電路，對(duì)mV級(jí)的心電信號(hào)進(jìn)行共模干擾并進(jìn)行初步放大，抑制工頻干擾。
[0021]2.經(jīng)過(guò)初步放大的心電