一种面向肥胖患者的运动检测与反馈干预系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种面向肥胖患者的运动检测与反馈干预系统及方法。系统包括ARM处理器、心率传感器、运动传感器、光照传感器、温度传感器、数字时钟芯片、FLASH存储器、LED警示器、微型蜂鸣器、蓝牙天线、电源管理芯片和电池。方法包括(1)、输入佩戴者的年龄和当前时间信息，然后采集肥胖患者的运动加速度数据、心率数据、周围的温度数据和光照强度数据；(2)、对数据进行加窗平滑滤波降噪、采样和校正处理；(3)、加权处理运动加速度数据和心率数据，得到运动强度等级评估值，融合运动强度等级评估值、体感温度等级评估值、体感亮度等级评估值和使用时间段获得对肥胖患者的反馈干预等级；(4)对肥胖患者实施干预处理。

A motion detection and feedback intervention system and method for obese patients

The invention relates to a motion detection and feedback intervention system for obese patients and a method thereof. The system comprises a ARM processor, a heart rate sensor, motion sensor, light sensor, temperature sensor, digital clock chip, FLASH memory, LED alarm, buzzer, mini Bluetooth antenna, power management chip and battery. The method includes (1), enter the wearer's age and the current time information, and then the motion data collected in patients with obesity and heart rate data, ambient temperature data and light intensity data; (2), the data window smoothing filtering, sampling and correction; (3), weighted acceleration the data and heart rate data movement strength evaluation value, evaluation value, body temperature rating value, somatosensory brightness level assessment value and the use of time for patients with obesity level feedback intervention exercise intensity level fusion; (4) the implementation of intervention treatment for obese patients.

【技术实现步骤摘要】
一种面向肥胖患者的运动检测与反馈干预系统及方法
本专利技术涉及运动检测和运动行为反馈干预
，特别涉及一种面向肥胖患者的运动检测与反馈干预系统及方法。
技术介绍
2016年英国著名医学杂志《柳叶刀》发表全球成年人体重调查报告：全球成人肥胖人口已经超过正常体重者，其中中国以9000万肥胖人口(男性4320万，女性4649万)超过美国的8700万，成为全球肥胖人口最多的国家。因此我国面对的肥胖形势十分严峻。目前，世界各国都面临肥胖这一全球性难题，它被世界卫生组织(WHO)定义为疾病，是继心血管病和癌症之后对人类健康最具威胁的第三大因素。肥胖不仅造成各种代谢类疾病(如II型糖尿病等)，而且会引起多种并发症，如冠心病、高血压、肝胆病变、肺功能不良、关节病变等。此外，肥胖还影响形体美，给人们生活带来居多不便。研究表明造成肥胖的原因很多，但主要因素是由于高热量食物的过多摄入、运动量的减少，导致摄入与消耗之间的不平衡，进而引起肥胖。当前随着社会的发展，饮食结构和生活习惯的改变、高热量食物的过多摄取，以及人们越来越依赖便捷的交通，加之高强度的工作等一系列因素都导致我们摄入与消耗之间的不平衡。如何本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种面向肥胖患者的运动检测与反馈干预系统，其特征在于，包括：ARM处理器，用于多源传感器的数据采集与预处理、数据分析与融合评估、综合判决、干预控制；心率传感器，与ARM处理器通过I2C总线相连，用于监测佩戴者的心率；运动传感器，与ARM处理器通过I2C总线相连，通过获取佩戴者手腕运动的三轴加速度和三轴角速度来监测佩戴者的运动；光照传感器，与ARM处理器通过I2C总线相连，用于监测佩戴者周围环境的光照强度；温度传感器，与ARM处理器通过I2C总线相连，用于监测佩戴者周围环境的温度；数字时钟芯片，与ARM处理器通过I2C总线相连，产生准确时钟数据，用于多源传感器的数据时间同步以及针对肥胖患者干预治...

【技术特征摘要】
1.一种面向肥胖患者的运动检测与反馈干预系统，其特征在于，包括：ARM处理器，用于多源传感器的数据采集与预处理、数据分析与融合评估、综合判决、干预控制；心率传感器，与ARM处理器通过I2C总线相连，用于监测佩戴者的心率；运动传感器，与ARM处理器通过I2C总线相连，通过获取佩戴者手腕运动的三轴加速度和三轴角速度来监测佩戴者的运动；光照传感器，与ARM处理器通过I2C总线相连，用于监测佩戴者周围环境的光照强度；温度传感器，与ARM处理器通过I2C总线相连，用于监测佩戴者周围环境的温度；数字时钟芯片，与ARM处理器通过I2C总线相连，产生准确时钟数据，用于多源传感器的数据时间同步以及针对肥胖患者干预治疗提供时间标准；FLASH存储器，与ARM处理器通过SPI总线相连，用于存储多源传感器预处理后的数据；LED警示器，其输入端与ARM处理器的输出端相连，通过发出不同颜色闪烁亮光向佩戴者警示干预；微型蜂鸣器，其输入端与ARM处理器的输出端相连，通过发出鸣叫声向佩戴者警示干预，蓝牙天线，与ARM处理器通信互联，用于系统与周围近距离的智能设备进行无线蓝牙通信；MicroUSB接口，与ARM处理器通用异步收发传输器相连，用于上位机对系统处理器程序调试和程序下载，并作为电池充电的上级电源接口；电源管理芯片，分别与电池、心率传感器的电源管脚、运动传感器的电源管脚、光照传感器的电源管脚、温度传感器的电源管脚、数字时钟芯片的电源管脚、FLASH存储器的电源管脚相连，用于对电池的充电电压进行管理，还用于电池对心率传感器、运动传感器、光照传感器、温度传感器、数字时钟芯片、FLASH存储器的供电电压和供电电流进行管理；电池，与电源管理芯片相连；按键，与ARM处理器的输入端相连，分别用于控制ARM处理器进行数据存储操作和停止干预操作。2.根据权利要求1所述的一种面向肥胖患者的运动检测与反馈干预系统，其特征在于，所述智能设备包括智能手机。3.根据权利要求1所述的一种面向肥胖患者的运动检测与反馈干预系统，其特征在于，按键包括存储专用按键和停止干预专用按键，存储专用按键与ARM处理器的输入端相连，用于控制ARM处理器进行数据存储操作；停止干预专用按键与ARM处理器的输入端相连，用于控制ARM处理器进行停止干预操作。4.一种面向肥胖患者的运动检测与反馈干预方法，肥胖患者将上述面向肥胖患者的运动检测与反馈干预系统佩戴于手腕处，其特征在于，包括以下步骤：(1)、在面向肥胖患者的运动检测与反馈干预系统中输入佩戴者的年龄和当前时间信息，然后通过佩戴于手腕处的面向肥胖患者的运动检测与反馈干预系统采集肥胖患者的运动加速度数据、心率数据、周围的温度数据和光照强度数据；(2)、对步骤(1)采集到的数据进行加窗平滑滤波降噪、采样和校正处理，降低后续处理数据量和存储空间需求；(3)、加权处理步骤(2)得到的运动加速度数据和心率数据，得到运动强度等级评估值，分别分区量化体外环境温度、外部光照强度，得到体感温度等级评估值和体感亮度等级评估值，融合运动强度等级评估值、体感温度等级评估值、体感亮度等级评估值和使用时间段获得对肥胖患者的反馈干预等级；(4)根据步骤(3)得到的反馈干预等级对肥胖患者实施干预处理。5.根据权利要求4所述的一种面向肥胖患者的运动检测与反馈干预方法，步骤(3)包括以下步骤：(31)计算运动强度等级评估值(311)计算时间窗内的运动加速度矢量和的平均值，记为A，按照运动很轻、轻、中等、重、很重区间范围对A的值进行运动强度等级评估，评估值记为P1；当A＜0.1时，表示运动很轻，P1＝1；当0.1≤A＜0.2时，表示运动轻，P1＝2；当0.2≤A＜0.3时表示运动中等，P1＝3；当0.4≤A＜0.5时，表示运动重，P1＝4；当A≥0.5时，表示运动很重，P1＝5；(312)计算时间窗内肥胖患者的心率平均值，记为B，按照运动...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙文方，张毅，李冠亚，胡杨，赵继政，秦国栋，孟倩倩，刘丽，金庆超，刘磊，袁凯，刘继欣，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61