一种基于国产CPU的哨位健康监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于国产CPU的哨位健康监测系统，可用于哨位环境信息数据的实时采集与监测分析。该系统主要由哨位监测前端、数据处理终端、数据安全传输三部分组成。哨位监测前端完成对哨兵生理参数和哨位环境参数的采集及初加工，再通过接入主干网络，将数据传输到监测终端服务器。哨位监测终端的信息处理系统对前端的数据进行存储，并接入到专家系统进行分析决策。利用大数据和人工智能对哨位的环境信息参数进行监测，实时监测哨位的健康监测。本发明专利技术提出了一种基于国产CPU的哨位健康监测系统，与目前使用的哨位健康监测系统相比，可显著保证从源头保证数据信息安全，提高效率和测量精度。

A sentinel health monitoring system based on domestic CPU

The invention discloses a sentinel health monitoring system based on domestic CPU, can be used for real-time analysis of sentinel environment information data collection and monitoring. The system is mainly composed of sentinel monitoring front-end, data processing terminal, data transmission security of three parts. Sentinel monitoring front-end collection and initial processing of sentinel sentinel physiological parameters and environment parameters, and through access to the backbone network, the data will be transmitted to the monitoring terminal server. The data on the front end of the information processing system of sentinel monitoring terminal for storage, and access to the expert system of analysis and decision. The use of big data and artificial intelligence information environment parameters on sentinel monitoring, health monitoring and real-time monitoring of sentinel. The invention provides a sentinel health monitoring system based on domestic CPU, compared with the sentinel health monitoring system currently in use, can significantly guarantee data security from the source, improve the efficiency and accuracy.

【技术实现步骤摘要】
一种基于国产CPU的哨位健康监测系统
本专利技术涉及国产CPU芯片的相关应用研究领域，涉及计算机视觉、计算机图形学、国产CPU以及传感器等相关技术，特指一种基于国产CPU的哨位健康监测系统。
技术介绍
目前国产CPU芯片针对嵌入式和桌面系统都有产品问世，但基于国产CPU芯片的软件生态不完善，特别是桌面与服务器领域一直被国外产品垄断。针对单一参数监测的技术实现相对成熟，但多参数的集成监测还较少；对哨位健康监测系统的研发尚未见公开报道，难度在于这些参数的检测原理、方法、手段差异较大。为此，本专利技术提出一种基于国产CPU的哨位健康监测系统，可用于哨位环境信息数据的实时采集与监测分析。该系统主要由哨位监测前端、数据处理终端、数据安全传输三部分组成。哨位监测前端完成对哨兵生理参数和哨位环境参数的采集及初加工，再通过接入主干网络，将数据传输到监测终端服务器。哨位监测终端的信息处理系统对前端的数据进行存储，并接入到专家系统进行分析决策。利用大数据和人工智能对哨位的环境信息参数进行监测，实时监测哨位的健康监测。本专利技术以基于国产CPU的形式，实现结哨位健康的检测，与目前使用的哨位健康监测系统相比，可显著保证从源头保证数据信息安全，提高效率和测量精度。
技术实现思路
本专利技术是为了克服传统哨位健康监测系统的不足，提出一种效率更高、精度更高、安全性更高的哨位健康监测系统。该系统通过采集哨兵的如脉率、血压、血氧饱和度等生理参数，与标准值进行实时或历史比对分析，提高对哨兵的有效看护。当紧急情况出现时，可通过一键呼叫功能，对突发生理状况的沙皇进行应急处置，实现对哨兵生理参数的实时采集与监测分析。通过采集哨位区域的如温度、湿度、PM2.5、空气细菌数量等环境信息数据，与相关标准值进行比对分析，从而提高对环境信息的有效掌控，为部队其它正常活动的开展提供基础保障，实现对哨位环境信息数据的实时采集与监测分析。通过在统一的监管平台下，实现对哨兵生理参数和哨位环境信息的集成采集、集成监控、集成管理，从而进一步提高监管效率。当被监测的哨兵生理参数或环境信息数据发生上限定或下限定超标时，可在统一的监管屏幕上动态实时显示，并发出超标报警信号，从而提醒管理人员迅速采取有效应对措施，实现对哨兵多生理参数和环境信息的集成融合智能监控。通过采用国产CPU处理器芯片，从计算平台的源头对用户认证、操作检查、访问控制、网络连接等方面设置并实施可靠安全措施，从而达到对不安全因素的有效防范和控制，实现对哨位环境下哨兵多生理信号参数和多环境信息参数的集合融合智能监控。本专利技术完成哨位健康监测系统的步骤包括：S1：系统方案；S2：哨位监测前端设计；S3：哨位监测终端设计；S4：应用大数据和人工智能方法分析生理信号参数和环境信息参数，给出科学决策；在步骤S1中，这个系统框架主要由哨位监测前端，数据处理终端、数据安全传输三部分组成，系统结构如图1如示。哨位监测前端完成对哨兵生理参数和哨位环境参数的采集及初加工，再通过接入主干网络，将数据传输到监测终端服务器。监测终端的信息处理系统对前端的数据进行存储，并接入到专家系统进行分析决策。步骤S2中监测前端设计是这样的：前端由生理参数监测设备和智能网关组成，监测设备与网关之间使用短距离无线通信进行数据的传输。生理参数监测设备设计为便携可穿戴设备，哨兵穿戴后进行生理参数采集。智能网关分为两个模块，一部分是环境信息监测模块，完成对当前的环境信息进行监测；另一部分是网关模块，完成对生理采集设备数据的接收，并与环境信息数据进行组合、加密、打包，通过网络将这些数据发送到监控中心服务器。由于网络的开放性，同时需要考虑系统的安全性设计。生理参数与环境参数的监测。对监测的生理指标的选择从医学需求和技术实现两方面考虑，既要满足医学上能够明显反应病人状态的生理参数，同时满足技术上可以实现的需求，生理采集所使用的传感器拥有精度准确、低功耗、体积小、容易集成的特点。智能手环主控系统以嵌入式微处理器为主控芯片，具备极低的功耗控制及丰富的外设。电源模块采用锂电池为整个系统供电，设计续航时间至少一天，采用接触式充电方式。心率、血压、血氧饱和度的检测以相应的传感器将生理信号转换为电信号，输入到主控芯片进行分析处理，得到相应的生理指标，保证数据的实时准确。蓝牙通信模块通过低功耗蓝牙技术完成手环与智能网关的数据与指令的传输，通过串口通信与主控芯片进行数据交换。人机界面用于手环基本信息的展示，包括工作状态、数据连接状态、时间、基于参数等的显示。设计4个按键用于设备开关机、数据连接、基于设置使用。短距离无线通信。无线通信用于传输生理数据和位置信息，数据量小，主要考虑功耗低，传输有效距离远，可以定位。设计拟采用低功耗蓝牙(BLE)技术。低功耗具有功耗极低、有效距离远、可室内定位、针对物联网优化等优点，广泛应用于智能家居、智能手环等产品中，非常适合本系统的设计需要。智能网关设计包括网关功能与环境信息参数的监测，环境信息参数的监测主要以能直接影响生理状态的环境指标进行采集，拟对温度、湿度、PM2.5含量、甲醛浓度进行采集。智能网关主要是对生理监测设备的连接、管理，同时对监测数据进行加密转发。由于网关与公网连接，传输的数据是敏感的医疗信息，因此对数据安全性要求高。拟采用国产CPU芯片龙芯1C芯片作为主控制器，从源头保障信息安全。智能网关安装于固定位置进行工作，不需要移动使用，因此电源模块由外置5V1A的电源供电，由电源管理芯片对不同功能模块提供相应的工作电压。蓝牙模块负责与智能手环通信，选取与智能手环相同的低功耗蓝牙模块，通过串口与1C连接进行数据交换。网络通信模块负责与服务器之间的网络通信，由以太网芯片DM9161CEP芯片提供数据转换与传输，通过RJ45接口与网络相连。网关通过ISP接口与外置Flash存储芯片连接，用于保存近期内所采集到的数据。温湿度检测使用数字温湿度传感器SHT11，其将传感元件与信号处理电路集成在一块微型电路板上，输出完全标定的数字信号，具有体积小、精度高、响应迅速、抗干扰能力强、硬件连接简单等优点。PM2.5检测使用粉尘传感器HPD05。智能网关的人机交互主要通过显示屏与按键完成。显示屏采用LCD实时显示时间、当前环境参数据，网络连接状态等基本信息，通过1C的LCD控制器进行控制。按键通过I/O口与1C进行连接，完成基本的信息输入，如显示亮度调节、显示界面切换等设置。步骤S3中的哨位监测终端设计是这样的：哨位监测终端主要的任务是接收从系统前端网关所采集到的哨位个人生理数据以及哨位周围环境参数数据，并对所接收到数据进行储存、显示、分析，得出报告结果并交由医疗专家监控系统和环境分析专家系统将这些数据与设定的正常值进行比较，再对哨位的健康状况作出实时的评估，从而达到对哨位健康的监测。由此可见，终端信息处理监控系统是对各个前端数据的汇集处理，而哨位的个人数据属于我国军事等重要的领域的数据，所以保证数据的安全显得尤为重要，为了避免出现硬件后门和软件病毒等事件的发生而使服务器端的重要数据遭到攻击，此终端信息处理监控系统的服务器的选择必须从硬、软件两方面都尽可能做到自主可控。而在数据的接收、存储和处理上必须做到方便性、异构性、快速性、稳定性、长久性，这样才能保证所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于国产CPU的哨位健康监测系统，其特征在于，包含以下步骤：S1：系统方案；S2：哨位监测前端设计；S3：哨位监测终端设计；S4：应用大数据和人工智能方法分析生理信号参数和环境信息参数，给出科学决策。

【技术特征摘要】
1.一种基于国产CPU的哨位健康监测系统，其特征在于，包含以下步骤：S1：系统方案；S2：哨位监测前端设计；S3：哨位监测终端设计；S4：应用大数据和人工智能方法分析生理信号参数和环境信息参数，给出科学决策。...

【专利技术属性】
技术研发人员：周金治，程乃俊，吴斌，周建丽，韩宾，李红莉，李强，郑希，陈乾定，吴兴铨，
申请(专利权)人：西南科技大学，中国人民武装警察部队四川省总队医院，
类型：发明
国别省市：四川,51