一种生理特征监测方法、装置与系统与流程

本发明涉及一种监测方法、装置与系统，特别是涉及一种生理特征监测方法、装置与系统。

背景技术：

现有的在公共场所监测生理特征的方法，如监测体温、血压等，从生理特征的测量、记录、输出供查看等步骤，需要涉及多个设备。例如，需要单独的测量设备如体温计、血压计来完成测量，然后在电子设备上手动输入或者选择用户信息，以及手动输入生命体征信息，才可完成信息的上传，之后推送至相关设备供查看。或者利用手持设备扫描监测对象的个人信息，然后手动录入生理特征信息，整合信息后再上传推送至相关设备共查看。

可见，现有的生理特征监测方法中，监测对象的身份信息需要手动操作录入，操作较麻烦；或者身份识别与生理特征测量由不同的设备分开执行，然后再将两个设备的不同数据整合在一起，具体使用时不够便捷。而且，现有的生理特征监测方法中，一般是将测量到的所有生理特征数据上传至服务器，在服务器处对生理特征数据做出分类筛选，将异常数据推送给相关人员。这种方法中涉及的数据处理方式，需要先把所有数据上传，之后在服务器处对数据分类。在上传数据时，一般采用即时传送的方式，例如每获得一条体温数据即将其上传至服务器，不管体温数据是正常或异常均将其上传。当有多个测量对象在测量之后生成多条数据信息时，即需要多次上传，因此设备的功耗较大，且不适用于按次计费的通信方式。

因此，需要一种可以便捷地监测生理特征信息的方法、装置与系统，并利用该方法可以降低功耗，并且可以使用多种通讯方式。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺陷，提供一种生理特征监测方法与系统。为了实现这一目的，本发明所采取的技术方案如下：

按照本发明实施例的第一方面，提供一种生理特征监测方法，包括：识别步骤，用于采集监测对象的信息以识别监测对象；检测步骤，用于检测所识别的监测对象的生理特征数据；分类步骤，用于按照预定的标准将所检测的生理特征分为不同类别；以及上传步骤，用于将不同类别的生理特征数据以不同的方式上传到服务器。

按照一个实施例，所述的生理特征监测方法还包括存储步骤，用于缓存所采集的监测对象的信息以及所检测的生理特征数据。

按照再一个实施例，所述的生理特征监测方法还包括输出步骤，用于根据不同类别的生理特征以不同的方式，将监测对象与所检测的生理特征数据匹配后的信息输出给相应的联系终端。

按照另一个实施例，在所述识别步骤中，通过扫描与监测对象关联的条码、二维码或通过图像识别，来确定监测对象身份。

按照又一个实施例，所述生理特征包括：体温、脉搏/心率/hrv、呼吸、血压、血糖、血氧、生化、动脉血气分析、身体成分含量、睡眠、睡眠呼吸暂停。

按照再又一个实施例，所述将所检测的生理特征分为不同类别包括正常和异常。

按照本发明实施例的第二方面，提供一种生理特征监测装置，包括：识别模块，用于采集监测对象的信息以识别监测对象；检测模块，用于检测所识别的监测对象的生理特征数据；分类模块，用于按照预定的标准将所检测的生理特征数据分为不同类别；以及通信模块，用于将不同类别的生理特征数据以不同的方式上传到服务器。

按照一个实施例，所述的生理特征监测装置还包括存储模块，用于缓存所采集的监测对象的信息以及所检测的生理特征数据。

按照再一个实施例，所述识别模块包括扫描仪或摄像仪。

按照又一个实施例，所述检测模块包括：体温、脉搏/心率/hrv、呼吸、血压、血糖、血氧、生化、动脉血气分析、身体成分含量、睡眠、或睡眠呼吸暂停检测仪。

按照另一个实施例，所述分类模块包括处理器，配置成按照预定的标准将所检测的生理特征数据分为不同类别。

按照再另一个实施例，所述通信模块采用nb-iot通信方式。

按照本发明实施例的第三方面，提供一种生理特征监测系统，包括服务器，此外，还包括按照本发明实施例的第二方面所述的生理特征监测装置，其中该生理特征监测装置与所述服务器可通信连接。

按照本发明实施例的方法、装置和系统，集成了监测对象识别、生理特征测量、分类上传生理特征信息的功能。并且，装置采用nb-iot通讯方式分类上传生理特征信息，可以减少装置功耗，并降低了信息传输资费，并且信息发送的即时性好。利用按照本发明实施例的方法、装置和系统，可以便捷地实现多种场景中生理特征的检测管理。

下面将结合附图并通过实施例对本发明进行具体说明，其中相同或基本相同的部件采用相同的附图标记指示。

附图说明

图1是按照本发明一个实施例的生理特征监测方法的示意性流程图；

图2是按照本发明一个实施例的生理特征监测装置的示意性结构框图；以及

图3是按照本发明一个实施例的生理特征监测系统的示意性结构框图。

具体实施方式

如图1所示，是按照本发明一个实施例的生理特征监测方法的示意性流程图，包括：识别步骤100，检测步骤102，分类步骤104，以及上传步骤108；在其他实施例中，还可选地包括存储步骤106和/或输出步骤110。下面对其进行具体说明。

在识别步骤100中，可通过扫描与监测对象关联的条码、二维码或通过图像识别，来确定监测对象身份。例如，在对儿童的体温进行监测的实施例中，可以对儿童本人或携带的标识物进行扫描。如使用摄像头扫描儿童服装上的名字、号码标签，或扫描幼儿携带的考勤卡或考勤卡上的二维码的标识物，将该名字或号码作为特征标识。在一个实施例中，优选的，对儿童衣物上的编码进行识别，编码可以由幼儿园统一编制，编制的编码同服务器中儿童的名字信息相匹配（即服务器中预置编码、与编码相匹配的姓名、联系方式等信息，在将“编码+体温”上传至服务器后，进一步与姓名信息相匹配）。

在又一个实施例中，也可以是对儿童本人特征进行采集，如使用摄像头获取脸部图像或手部图像。以脸部识别为例，当获取了监测对象的图像信息后，处理器将采集到的用户图像与预存的图像相比较匹配，确定采集到的图像对应的儿童编码。

在检测步骤102中，用于检测所识别的监测对象的生理特征；其中所述生理特征包括但不限于：体温、脉搏/心率/hrv、呼吸、血压、血糖、血氧、生化、动脉血气分析、身体成分含量、睡眠、睡眠呼吸暂停时间等等。例如，在对儿童的体温进行监测的实施例中，可利用体温测量模块，首选的为非接触式、快速温度测量模块，如红外线温度测量模块。操作时，使温度测量模块的光学部件朝向监测对象额头部位（尤其是鼻梁之上、双眼之间，或眉心位置），距此部位5-6cm处测温，测量的精度为±0.3℃,一秒可完成测温，适合幼儿园流感、发热快速、非接触安全排查用。

在分类步骤104中，用于按照预定的标准将所检测的生理特征分为不同类别；在一个实施例中，通常将所检测的生理特征分为正常和异常两种类别。例如，在对儿童的体温进行监测的实施例中，在处理器中预先设置体温分类方法，如正常体温：35.8℃≤t≤37.3℃，异常体温：t≤35.7℃或t≥37.4℃。所检测的温度数据在处理器中经过与预置温度区间的比对，生成比对后的结果，识别出正常体温或异常体温；同时，“编码+体温”在处理器中整合成一条监测信息。

在存储步骤106中，用于缓存所采集的监测对象的信息以及所检测的生理特征数据。例如，在对儿童的体温进行监测的实施例中，如果为正常体温，则将该监测信息放入存储模块，临时存储；存储模块中的数据，设定为定时上传至服务器。如为异常体温，则将该监测信息经通讯模块即时发送至服务器，并同时放入存储模块中，随存储模块中的批量数据，定时发送。

在上传步骤108中，用于将不同类别的生理特征以不同的方式上传到服务器。例如，在对儿童的体温进行监测的实施例中，扫描到的标识信息与体温数据作为一条数据信息，处理器对体温数据进行分类，并根据分类结果确定单独上传到服务器，或在存储模块缓存后，再批量上传至服务器。定时上传体温数据，可以根据存储容量及测量人数设定发送时间，如该测温设备只测量一个班的人数（25-35人）时，平均每个儿童测量一到两次，可以设定为每天下午五点进行一次数据上传。如该设备面向多个班使用，则可以设定为每天中午十二点和下午五点各发送一次。如为异常体温，则将该监测信息经通讯模块即时发送至服务器。

在输出步骤110中，用于根据不同类别的生理特征以不同的方式，将监测对象与所检测的生理特征匹配后的信息输出给相应的联系终端。与分类上传的模式相对应，生理特征数据的输出方式可以分为两种。例如，在对儿童的体温进行监测的实施例中，对于异常体温信息，服务器收到体温数据后，即将信息中的儿童编码同预置的儿童姓名等信息相匹配，进一步将匹配后的信息发送到对应的联系终端。对于正常体温信息，服务器收到体温数据后，即将信息中的儿童编码同预置的儿童姓名等信息相匹配，进一步将匹配的信息发送到对应的联系终端或者app中，体温信息记录中app中，方便用户随时查看。

如图2所示，是按照本发明一个实施例的生理特征监测装置200的示意性结构框图，包括：识别模块201，检测模块203，分类模块205，以及通信模块209；在其他实施例中，还可选地包括存储模块207。其中分类模块通过处理器205来实现，处理器除了对获取的生理特征数据进行分类外，还控制其他模块的工作，并包括以下逻辑：a.根据识别模块201采集的监测对象的信息，初步确定识别结果；b.获取检测模块203测到的监测对象的生理特征数据；c.设置发送监测信息的规则：异常体温即时发送，正常体温定时发送。

如图3所示，是按照本发明一个实施例的生理特征监测系统的示意性结构框图，包括服务器300以及生理特征监测装置200，其中该生理特征监测装置200与所述服务器300可通信连接。服务器300完成数据整合、输出的功能。例如在用于幼儿园进行儿童体温监测时，如通过幼教管理类的app，将采集到的特征信息同儿童姓名匹配，完成儿童识别；将儿童的体温信息整理、存储，在显示界面展示，供家长、教师、幼儿园保健人员查看。当有异常体温时，即时推送给上述人员，如在手机界面以消息展示：“xxx小朋友在9点50分测量的体温为38.5°，高于正常体温，请关注”，以引起警惕及时做出应对的处理。

下面通过实例对按照本发明实施例的生理特征监测装置以及生理特征监测系统进行具体说明。

在用于幼儿园的体温监测装置以及监测系统的实施例中，所述识别模块201包括扫描仪或摄像仪。可以对儿童本人或携带的标识物进行扫描。如使用摄像头扫描儿童服装上的名字、号码标签，或扫描幼儿携带的考勤卡或考勤卡上的二维码等标识物，将该名字或号码作为特征标识。优选的，特征信息采集模块对儿童衣物上的编码进行识别，编码可以由幼儿园统一编制，编制的编码同服务器中儿童的名字信息相匹配（即服务器中预置编码、与编码相匹配的姓名、联系方式等信息，在将“编码+体温”上传至服务器后，进一步与姓名信息相匹配）。扫描到的标识信息，将与体温数据作为一条数据信息，处理器对体温数据进行分类，并根据分类结果确定单独上传到服务器，或在存储模块缓存后，再批量上传至服务器。

所述检测模块203为体温测量模块，首选的为非接触式，快速温度测量模块，如红外线温度测量模块，由光学部件、光电探测器、信号放大器及信号处理、温度输出等部分组成。监测对象的目标红外辐射能量经光学部件汇聚，红外能量聚焦在光电探测器上并转变为相应的电信号，该信号经过放大器和信号处理电路，经过温度转换计算方法和目标发射率校正后转变为被测目标的温度值。优选的为测量额部温度，操作时，使温度测量模块的光学部件朝向额头部位（尤其是鼻梁之上、双眼之间，或眉心位置），距此部位5-6cm处测温，测量的精度为±0.3℃,1秒可完成测温，适合幼儿园流感、发热快速、非接触安全排查用。

处理器205对温度进行分类及控制信息上传。在处理器预先设置体温分类方法，如正常体温：35.8℃≤t≤37.3℃，异常体温：t≤35.7℃或t≥37.4℃。温度数据在处理器经过与预置温度区间的比对，生成比对后结果，识别出正常体温或异常体温；同时，“编码+体温”在处理器中整合成一条监测信息。如果为正常体温，则将该监测信息放入存储模块，临时存储，存储模块中的数据，设定为定时上传至服务器。如为异常体温，则将该监测信息经通讯模块即时发送至服务器，并同时放入存储模块中，随存储模块中的批量数据，定时发送。定时上传体温数据，可以根据存储容量及测量人数设定发送时间，如该测温设备只测量一个班的人数（25-35人）时，平均每个儿童测量一到两次，可以设定为每天下午五点进行一次数据上传。如该设备面向多个班使用，则可以设定为每天中午十二点和下午五点各发送一次。

存储模块207用于缓存所采集的监测对象的信息以及所检测的生理特征数据。存储模块可以是eeprom（电可擦只读存储器）、flash或ram(可读取存储器)芯片，根据存储量的多少来选定存储器的容量大小。

通讯模块209用于将不同类别的生理特征数据以不同的方式上传到服务器。通讯模块可以是各种无线传输方式，但在一个实施例中，优选地为nb-iot。按照本实施例的监测装置需要上传的监测信息的长度，如果是单独一个儿童的信息，仅为几个或十几个字节：如“k1710138.5”（k17101为5位儿童个人编码，表示17年入学1班01号，38.5为该儿童的体温测量结果为38.5°c）；如果将一个班30人的数据批量上传时，可将数据信息整合成一条信息再上传，如该信息为“k171sum38.5_36.1_36.5_00.0......36.8”(k171sum表示17年入学1班儿童体温数据汇总,38.5_36.1_36.5_00.0......36.8为个人编号尾数从01到30的儿童对应的体温数据,其中00.0表示体温数据为空，即未测量到该儿童的体温)。批量上传可固定为一天一次并限定时间，单独上传则不限定次数及时间。综合来看，一天内一个班生成体温信息的量和发送次数均少于现有的体温监测方法，因此，较适合使用nb-iot通讯方式，且该通讯方式相比较其它无线方式，大大地降低了装置的耗电量。并且，由于该通讯方式在室内的覆盖性能较高，可以将装置固定地设置在幼儿园的任意位置，如园区门口、教室门口、洗手间门口，可以及时上传监测信息到服务器。或者，便携式的随身携带在教师的身上，方便随时随地的对班级的幼儿进行监测。当老师发现孩子有异常表现，走到其身旁，使得该测温装置的体温测量模块对准儿童的额部，可自动完成测量，或操作测温按钮进行测量。这种方便的便携式测温方式，可及时发现体温异常的情况。

服务器300可输出体温信息供查看。与分类上传的模式相对应，体温数据的输出方式可以分为两种。对于异常体温信息，服务器收到体温数据后，即将信息中的儿童编码同预置的儿童姓名等信息相匹配，进一步将匹配的信息发送到对应的联系终端。对于正常体温信息，服务器收到体温数据后，即将信息中的儿童编码同预置的儿童姓名等信息相匹配，进一步将匹配的信息发送到对应的联系终端或者app中，体温信息记录app中，方便用户随时查看。其中服务器300可设置在云端，也可以结合在移动设备的app中实现。服务器通过基站等接收来自体温监测装置的监测信息，之后以短信形式发送到用户的移动设备，或者更新到移动设备的app推送给用户。

上述实施例中的识别模块201也可以是对儿童本人特征进行采集，如使用摄像头获取脸部图像或手部图像。以脸部识别为例，这种采集图像特征来识别监测对象的方式，每次识别时拍摄图片形成的数据量稍大，占据存储的空间较多，可额外增加移动存储器（如sd卡），在sd卡中预先存储儿童的脸部图像、编码信息。当获取了监测对象的图像信息后，处理器将采集到的监测对象图像与预存的图像相比较匹配，确定采集到的图像对应的儿童编码。如果测量的体温数据为正常体温，则将“编码+体温”作为一条数据信息存储在sd卡上，在预定时间进一步将“编码+体温”通过nb-iot批量上传至服务器，或sd卡上存储的信息再定时操作转移至其他电子设备再上传至服务器。如果测量的体温数据为异常体温，则即时将“编码+体温”通过nb-iot单独上传至服务器。除了在测温装置的处理器处匹配编码外，也可匹配姓名信息。

在用于医院的血压监测装置以及监测系统的实施例中，与上述实施例的装置和系统类似。识别模块201采集患者的特征信息，为完成患者识别的基础，院内的住院患者腕带上通过二维码来标识个人信息，当本发明应用于医院环境时，可以直接采集二维码信息。所述检测模块203为血压测量模块，确定患者的血压，如采用示波法进行血压测定。存储模块207缓存血压数据，存储患者的标识信息。通讯模块209将血压数据发送至服务器，可以是各种无线传输形式，优选的，使用nb-iot。处理器205控制各个模块及装置的工作流程，并包括以下逻辑：a.根据识别模块的标识信息，初步确定识别结果；b.获取血压测量模块测到的血压数据；c.对获取的血压数据进行分类；d.设置发送监测信息的规则：异常血压即时发送，正常血压定时发送。

按照本实施例的用于医院的血压监测装置组成以及监测系统，与上述用于幼儿园的体温监测装置组成以及监测系统类似，其工作流程不再赘述。下文简要说明血压的测量方法及分类方法。

按照本实施例的装置可以是固定放置，也可以是手持式、可穿戴式监测设备。在应用按照本实施例的装置进行血压测量时，医护人员可使用手持式设备先扫描患者腕带的二维码，然后再使用设备进行血压测量。示波法血压测量方法是目前电子血压计常见的血压测量方法。血压测量模块包括袖带、导气管、气泵、压力传感器等压力元器件部分，也包含了芯片等压力计算元件。为患者缠绕袖带并操作测压按钮，即可在几秒内获取血压结果。血压测量装置也可以是可穿戴式设备，如血压手表（例如，利用ppg+ecg方法的测压）。

处理器中预置血压分类标准，正常血压：收缩压sbp满足90mmhg≤sbp≤139mmhg，且舒张压dbp满足60mmhg≤dbp≤89mmhg。异常血压：收缩压sbp满足sbp≤89mmhg，或sbp≥140mmhg，或舒张压dbp满足dbp≤59mmhg，或dbp≥90mmhg。当处理器将测量到的血压数据同预置的血压标准比较发现异常血压时，则测压装置的处理器进一步将根据扫描到的二维码信息与血压信息，即时将数据传输至医生工作站，并发出提醒。如测量到的血压值为正常血压，则随批量数据定时发送。定时发送的时间，可以在服务器中预先设置，也可以在测量装置上调整，如设定为每天一次在上午7:00上传至服务器，或设定为每天上传两次，分别在上午7:00和下午7:00上传。

另外，测量装置上可设置一键发送按钮，操作该按钮即可将患者信息与血压信息即时上传。该按钮适用于当个别结果无论正常或异常都需要推送给相关人员查看时。如医生想要了解某患者更换新的降压药物后的降压效果，即使血压是在正常范围内，也需要即时的了解具体血压值，或者了解某患者的术后早期的血压波动情况，以随时调节治疗方法。此外，也可以对脉压差进行界定。当有的患者由于其疾病的特点，需要严密地观察血压指标的值及其变化时，可根据需要调整正常血压、异常血压的预设阈值。

在用于健身房的人体成分监测装置以及监测系统的实施例中，所述检测模块203为人体成分检测模块，其他模块与上述实施例类似。人体成分检测模块可以测量出人体的脂肪、肌肉、骨骼、水分等的含量，其应用场所也可以是医院、学校、家庭等场所，此处以应用于健身房为例。健身者定期测量自己的身体成分，该数据在装置上显示后，可以进一步推送给教练、健身者本人供查看。

人体成分检测模块可设置多电极，当测量时利用多个电极在人体形成多个电回路，变化电流值确定人体的生物电阻率，进一步确定人体的各种成分的含量和身体指标参数。以检测体内水含量为例，根据下述公式确定用户身体是否存在脱水，并对数据进行划分：

w=a+k（ρn-ρm）

其中，w代表身体含水量，a和k为常数，当用户为男性或当用户为女性，a取值不同，k值根据电阻材料值不同而不同,ρn为正常的男性或女性生物电阻率，ρm为测量到的生物电阻率值。根据上述公式计算出的结果，若w＜0，则认为用户身体含水量低于水平衡，用户存在脱水状况，为异常数据；若w=0，则认为用户身体含水量处于水平衡，不存在脱水状况，为正常数据；若w＞0，则认为用户身体含水量高于水平衡，不存在脱水状况，为正常数据。

健身者在测量后，如果为异常数据，则即时推送给健身者、教练，方便健身者及时了解不利状况，及时补水。即时推送给教练，方便了即使教练不在健身者身旁，也可以及时发现健身者的状况，及时指导健身者。如果是正常数据，则人体成分监测装置则定时上传，再推送到教练和健身学员的私人设备供查看。

按照上述实施例的血压监测装置同样也可以应用到家庭环境中，家庭中不同的老年人定期测量血压。可以使用人脸识别或其他识别方式，在测量血压后，如果血压值异常则即时发送上传，并推送给社区医生、家人，方便社区医生及时关注，进行干预，提高了老年人维护健康的体验。生理特征可以是脉搏/心率/hrv、呼吸、血氧、血糖、生化、动脉血气分析、睡眠、睡眠呼吸暂停时间等等，同样可以应用本方法结合其应用场景设定参数的正常/异常范围的阈值将数据分类上传，并设定上传的频率。

按照本发明实施例的方法、装置和系统，集成了监测对象识别、生理特征测量、分类上传生理特征信息的功能。并且，装置采用nb-iot通讯方式分类上传生理特征信息，可以减少装置功耗，并降低了信息传输资费，同时信息发送的即时性好。利用按照本发明实施例的方法、装置和系统，可以便捷地实现多种场景中生理特征的检测管理。

以上通过具体的实施例对本发明进行了说明，但本发明并不限于这些具体的实施例。本领域技术人员应该明白，还可以对本发明做各种修改、等同替换、变化等等，例如将上述实施例中的一个步骤或模块分为两个或更多个步骤或模块来实现，或者相反，将上述实施例中的两个或更多个步骤或模块的功能放在一个步骤或模块中来实现。但是，这些变换只要未背离本发明的精神，都应在本发明的保护范围之内。另外，本申请说明书和权利要求书所使用的一些术语，并不是限制，仅仅是为了便于描述。此外，以上多处所述的“一个实施例”、“另一个实施例”等等，表示不同的实施例，当然也可以将其全部或部分结合在一个实施例中。