动物血糖监测系统以及基于机器学习的血糖状态识别方法技术方案

本发明专利技术公开了一种动物血糖监测系统以及基于机器学习的血糖状态识别方法。该监测系统包括：采集装置和智能终端应用，采集装置采集被监测动物的接触压力、热量摄入量和加速度信息，并根据接触压力大小判断是否发生有效接触；智能终端应用接收采集装置的有效动物数据，并将其识别为动物血糖状态。该识别方法，能够学习得出被监测动物在不同状态下的正常血糖值，并能基于学得信息识别出动物的血糖状态。本发明专利技术的系统可以实现对动物血糖的自动检测以及远程实时监测，不需要人工检测或记录，能节省大量的人力；本发明专利技术的方法能够排除动物的种类、年龄、个体等差异，真正为每个被监测对象量身定做，达到精准有效的血糖检测目标。

【技术实现步骤摘要】
动物血糖监测系统以及基于机器学习的血糖状态识别方法
本专利技术涉及动物健康监测领域，特别涉及动物血糖监测系统以及基于机器学习的血糖状态识别方法。
技术介绍
血糖是动物重要的健康指标，血糖监测是评价动物健康状态的重要方式之一，血糖监测的及时性、准确性、可靠性直接影响疾病的预防、诊断、治疗以及术后恢复效果。传统动物血糖检测采取单个血糖样点，非常不便于跟踪动物血糖变化，而且目前对动物血糖的测量主要靠手工来完成，主人需要每天手工测量动物血糖，记录血糖值，绘制血糖曲线，这是一个很大的工作量。而且，某些动物，如放养的牛无法配合血糖检测，往往需要麻醉才能实现，对于这类动物，传统的血糖检测方式无法实施高频率的检测。此外，不同种类动物、同种类动物不同年龄段、同种类动物同年龄不同个体、同个体动物不同运动状态，往往具有不同的健康/正常血糖值，如：牛在饭后状态下具有的血糖高于其在饭前或者饥饿状态下的血糖；又如：犬正常血糖为3.9----6.2mmol/L，而小鼠的正常血糖为3.5----8.9mmol/L，因而，动物血糖的监测应考虑动物的种类、年龄、个体等差异，而传统方式很难全面做到。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一个动物血糖监测系统以及基于机器学习的血糖状态识别方法，该动物血糖监测系统能够自动地采集动物的热量摄入量信息，实现对动物血糖的实时远程监控，不需要主人人工检测并记录结果，节省人力，检测结果更加准确，用以解决传统血糖检测方式工作量大的问题；而且，系统采用基于机器学习的血糖状态识别方法，能够学习得出被监测动物在不同运动状态下的正常血糖，并能基于学得的正常热量摄入量信息识别出动物的血糖状态，即动物的处于正常血糖、高血糖或低血糖。机器学习的动物血糖状态识别方法能够排除动物的种类、年龄、个体和运动状态等差异，真正为每个被监测对象量身定做，达到精准有效的血糖检测目的。为实现上述目的，本专利技术的方案是：一个动物血糖监测系统，该系统包括采集装置和智能终端应用。所述采集装置穿戴在动物身体上，用于动物热量摄入量、加速度、接触压力等信息采集的；所述智能终端应用接收采集装置采集的信息，并基于这些信息对动物血糖状态(如健康/正常血糖值、糖尿病/血糖值过高、低血糖)进行识别；所述采集装置与所述智能终端应用连接；所述采集装置包括血糖采集器和绑缚带，所述血糖采集器两侧均固定连接长度可调的绑缚带，所述的绑缚带用于将采集装置与动物固定，所述绑腹带内置电池组，所述的采集装置中嵌装有压力传感器、加速度传感器、阻抗传感器、控制模块、数据缓存模块以及数据传输模块，所述的压力传感器和阻抗传感器紧贴动物皮肤设置，所述采集装置可以通过绑缚带两端的卡扣连接，或者直接绑在一起，实现穿戴在动物身上；所述压力传感器、阻抗传感器和加速度传感器用于采集动物的接触压力、热量摄入量和加速度信息；所述控制模块与所述压力传感器、阻抗传感器和加速度传感器连接，用于配置压力传感器、阻抗传感器、加速度传感器的工作参数和控制它们的工作状况，并能接收接触压力、热量摄入量和加速度信息，及判断接收信息是否有效；所述数据缓存模块与所述控制模块连接，从所述控制模块接收并缓存有效的接触压力、热量摄入量和加速度信息；所述数据传输模块与所述数据缓存模块连接和所述智能终端应用连接，从所述数据缓存模块获取数据信息，并发送给所述智能终端应用；所述智能终端应用包括采集数据传输模块、采集数据缓存模块、血糖状态识别模块、状态数据缓存模块；所述采集数据传输模块用于接收所述采集装置采集的动物数据，并处理后存入所述采集数据缓存模块；所述采集数据缓存模块用于缓存接收到的动物数据，并在缓存数据满足血糖状态识别要求时，传输给所述血糖状态识别模块；所述血糖状态识别模块将采集到的动物数据识别为动物的血糖状态，并将动物血糖状态数据传输给所述状态数据缓存模块；所述动物血糖监测系统用于动物血糖采集包括如下步骤：(1)所述控制模块设置的所述压力传感器、所述加速度传感器和所述阻抗传感器的采集频率；(2)所述压力传感器检测与动物皮肤的接触压力，所述加速度传感器检测动物加速度信息，所述阻抗传感器检测动物热量摄入量信息；(3)所述控制模块接收步骤(2)中检测到的接触压力信息、加速度信息以及动物热量摄入量信息，并根据接触压力信息来判断采集装置是否与动物皮肤接触：如果没有接触，则抛弃所有同时刻采集的信息；如果有效接触，则将数据存入数据缓存模块中；(4)安装在主人智能设备上的所述智能终端应用通过所述采集数据传输模块接收所述采集装置的所述数据缓存模块中接触压力信息、加速度信息和热量摄入量信息，并将信息适当处理后传输给所述采集数据缓存模块；(5)所述智能终端应用的所述状态识别模块基于动物的加速度信息和热量摄入量信息识别出动物的血糖状态信息。可选的，所述智能终端应用包括人机交互模块。所述人机交互模块用于接收用户交互指令，根据指令从所述采集数据缓存模块和状态数据缓存模块中获取所需的信息，并通过屏幕或语音等方式向用户展示查询结果。可选的，所述智能终端应用包括状态数据传输模块。所述状态数据传输模块将血糖的状态数据传输给远程网络端的智能监测系统，该系统对状态数据提供进一步的智能分析和服务。所述的采集装置穿戴于动物的颈部，或腿部，或胸部，或头部等，采集装置的绑缚带中设置有电池组，可以扩大电池容量，实现更长时间的数据采集；所述的压力传感器为半导体压电阻型或静电容量型。所述的阻抗传感器为无线智能机电阻抗传感器。所述的加速度传感器为压电式，或压阻式，或电容式等的加速度传感器。所述智能终端应用可以基于Android、IOS、Window10等主流移动平台开发，也可以是定制的软硬件平台。为实现上述目的，本专利技术提供一种基于机器学习的血糖状态识别方法，能够针对特定的被监测动物个体进行机器学习，学习并得出该动物处于各类血糖状态的规则，然后基于这些规则进行血糖状态识别，达到健康监测的目标。所述基于机器学习的血糖状态识别方法的机器学习过程包括以下步骤：(1)对于特定某个或某种动物，在不同的血糖状态(如健康/正常血糖值、糖尿病/血糖值过高、低血糖)下，针对不同运动状态(如睡眠、静止、轻微运动、普通运动、剧烈运动)采集加速度a和热量摄入量t；(2)用一定长度的时间窗去采样加速度a及热量摄入量t信息，计算时间窗内加速度平均值和热量摄入量平均值保存为训练样例，如；(3)读取训练样例集，对同种血糖状态的样例按加速度平均值大小对样例进行排序；(4)对排序后的训练样例集，对同种血糖状态按连续样例血糖均值变化值大小分为几类，最后得到学习的结果，保存为规则集，如：所述基于机器学习的血糖状态识别方法的机器识别过程包括以下步骤：(1)对于特定的被检测动物采集加速度a和热量摄入量t；(2)用一定长度的时间窗去采样加速度a及热量摄入量t信息，计算时间窗内加速度平均值和热量摄入量平均值(3)从规则集中查询同时匹配加速度和热量摄入量的规则，即加速度平均值处于规则条件的范围内，且热量摄入量平均值处于规则条件的范围内；(4)如果步骤(3)找到了匹配规则，则根据规则识别出动物的热量摄入量状态，并结束识别过程；(5)如果步骤(3)找不到了匹配规则，则从血糖状态为“正常血糖”的规则集中查询匹配加速度的规则，即加速度平均值本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动物血糖监测系统，其特征在于，包括：采集装置和智能终端应用，所述采集装置与所述智能终端应用连接；所述采集装置穿戴在动物身体上，用于动物热量摄入量、加速度、接触压力等信息采集的；所述智能终端应用接收采集装置采集的信息，并基于这些信息对动物血糖状态(如健康/正常血糖、糖尿病/血糖过高、低血糖)进行识别。

【技术特征摘要】
1.一种动物血糖监测系统，其特征在于，包括：采集装置和智能终端应用，所述采集装置与所述智能终端应用连接；所述采集装置穿戴在动物身体上，用于动物热量摄入量、加速度、接触压力等信息采集的；所述智能终端应用接收采集装置采集的信息，并基于这些信息对动物血糖状态(如健康/正常血糖、糖尿病/血糖过高、低血糖)进行识别。2.根据权利要求1所述的动物血糖监测系统，其特征在于，所述采集装置包括血糖采集器和绑缚带，所述血糖采集器两侧均固定连接长度可调的绑缚带，所述的绑缚带用于将采集装置与动物固定，所述绑腹带内置电池组，所述的采集装置中嵌装有压力传感器、加速度传感器、阻抗传感器、控制模块、数据缓存模块以及数据传输模块，所述的压力传感器和阻抗传感器紧贴动物皮肤设置，所述采集装置可以通过绑缚带两端的卡扣连接，或者直接绑在一起，实现穿戴在动物身上；所述压力传感器、阻抗传感器和加速度传感器用于采集动物的接触压力、热量摄入量和加速度信息；所述控制模块与所述压力传感器、阻抗传感器和加速度传感器连接，用于配置压力传感器、阻抗传感器、加速度传感器的工作参数和控制它们的工作状况，并能接收接触压力、热量摄入量和加速度信息，及判断接收信息是否有效；所述数据缓存模块与所述控制模块连接，从所述控制模块接收并缓存有效的接触压力、热量摄入量和加速度信息；所述数据传输模块与所述数据缓存模块连接和所述智能终端应用连接，从所述数据缓存模块获取数据信息，并发送给所述智能终端应用。3.根据权利要求1所述的动物血糖监测系统，其特征在于，所述智能终端应用包括采集数据传输模块、采集数据缓存模块、血糖状态识别模块、状态数据缓存模块；所述采集数据传输模块用于接收所述采集装置采集的动物数据，并处理后存入所述采集数据缓存模块；所述采集数据缓存模块用于缓存接收到的动物数据，并在缓存数据满足血糖状态识别要求时，传输给所述血糖状态识别模块；所述血糖状态识别模块将采集到的动物数据识别为动物的血糖状态，并将动物血糖状态数据传输给所述状态数据缓存模块。4.根据权利要求1所述的动物血糖监测系统，其特征在于，该系统用于动物血糖采集包括如下步骤：(1)所述控制模块设置的所述压力传感器、所述加速度传感器和所述阻抗传感器的采集频率；(2)所述压力传感器检测与动物皮肤的接触压力，所述加速度传感器检测动物加速度信息，所述阻抗传感器检测动物热量摄入量信息；(3)所述控制模块接收步骤(2)中检测到的接触压力信息、加速度信息以及动物热量摄入量信息，并根据接触压力信息来判断采集装置是否与动物皮肤接触：如果没有接触，则抛弃所有同时刻采集的信息；如果有效接触，则将数据存入数据缓存模块中；(4)安装在主人智能设备上的所述智能终端应用通过所述采集数据传输模块接收所述采集装置的所述数据缓存模块中接触压力信息、加速度信息和热量摄入量信息，并将信息适当处理后传输给所述采集数据缓存模块；(5)所述智能终端应用的所述状态识别模块基于动物的加速度信息和热量摄入量信息识别出动物的血糖状态信息。5.根据权利要求3所述的智能终端应用系统，其特征在于，所述智能终端应用还包...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚毅光，阮峰，张雅男，胡永国，
申请(专利权)人：南京国雅信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32