CN110180140A - 一种以握拳动作记录呼吸锻炼和习惯培养的控制模块 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种以握拳动作记录呼吸锻炼和习惯培养的控制模块，具体涉及智能控制技术领域，包括穿戴设备，所述穿戴设备的连接端设有终端设备。本发明通过在APP触控模块内部录入手势对比参照，并将手势牵动肌肉动势链接指令，在APP内设置习惯指令，蓝牙信号范围内通过握拳动作操作APP指令，实现握拳动作切换、开始和结束指令，方便操作，通过握拳手势动作开启和结束一个锻炼习惯，下达指令记录每一次习惯锻炼的开始和结束时间，指导呼吸锻炼进行和培养习惯养成，能精确计算完整的呼吸锻炼次数、时长，并对习惯培养和保持作长期的数据统计和记录，极大方便用户对于健康锻炼习惯的培养和巩固。
Description
技术领域
本发明涉及智能控制技术领域，更具体地说，本发明涉及一种以握拳动作记录呼吸锻炼和习惯培养的控制模块。
背景技术
呼吸锻炼是一种可以影响身心健康的、随时随地可进行的对人的生理和心理活动进行觉察引导的锻炼；习惯决定性格，习惯决定成败，习惯决定命运，习惯决定健康。通过习惯的培养、巩固、更替可以增强人生掌控力。习惯的培养需要一次次的发起、培养、巩固，对习惯的觉察、更替可以防治身心疾病，因此记录习惯的培养、发起、巩固过程是一种非常重要且有价值的工具；
利用佩戴设备测试呼吸频率需要将另一个手指搭在手环（手表）形成生物电回路以统计呼吸频率，需要点击确认后才能开始，现有呼吸锻炼培训不能做到真正适配每一个人的呼吸特点，从而对受训者下达适时的训练指令，需要文字或语音记录或在APP上作选择点击记录，而且不能记录某天某个锻炼习惯的开始和结束时间。
因此，发明一种以握拳动作记录呼吸锻炼和习惯培养的控制模块来解决上述问题很有必要。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种以握拳动作记录呼吸锻炼和习惯培养的控制模块，通过在APP触控模块内部录入手势对比参照，并将手势牵动肌肉动势链接指令，在APP内设置习惯指令，蓝牙信号范围内通过握拳动作操作APP指令，实现握拳动作切换、开始和结束指令，方便操作，通过握拳手势动作开启和结束一个锻炼习惯，下达指令记录每一次习惯锻炼的开始和结束时间，指导呼吸锻炼进行和培养习惯养成，能精确计算完整的呼吸锻炼次数、时长，并对习惯培养和保持作长期的数据统计和记录，极大方便用户对于健康锻炼习惯的培养和巩固，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种以握拳动作记录呼吸锻炼和***台，所述穿戴设备的连接端设有蓝牙模块，所述终端设备内部设有网络模块，所述终端设备连接端设有APP触控模块，所述云平台的连接端设有数据存储模块，所述云平台的连接端还设有平台管理终端；
所述穿戴设备内部设有人体信号感测***，所述人体信号感测***的连接端设有微处理器，所述微处理器的连接端设有计时模块，所述穿戴设备外侧设有显示屏，所述穿戴设备内部设有震动马达和播放器；
所述人体信号感测***包括运动传感器、生物光感测模块和生物电感测模块，所述生物光感测模块的连接端设有生物光学信号采集模块，所述生物电感测模块的连极端设有生物电信号采集模块，所述运动传感器用于感测人体活动状态，通过测量方向和加速度力量，判断设备是否移动，所述生物光学信号采集模块采集人体心率和呼吸频率，所述生物电信号采集模块用于采集人体肌肉牵动和人体体温；
所述微处理器的输入端设有A/D转换器，所述微处理器的输出端设有D/A转换器，所述运动传感器、生物光学信号采集模块和生物电信号采集模块均与A/D转换器电性连接，所述计时模块和显示屏均与微处理器电性连接，所述震动马达和播放器均与D/A转换器电性连接；
所述生物光学信号采集模块和生物电信号采集模块采集光电信号后经A/D转换器转换为数据信号发送给微处理器处理，微处理器通过前端算法计算出可视数据在显示屏显示，同时通过蓝牙模块将数据结果发送到终端设备记录，终端设备与云平台通过网络模块实现数据传输，将感测结果实时发送到数据存储模块存储；
所述APP触控模块用于终端设备与穿戴设备的连接登录，所述APP触控模块内部设有手势对比参照，所述手势对比参照由生物电信号采集模块采集手势牵动肌肉动势，通过AI算法将肌肉动势与手势图匹配，所述平台管理终端用于对APP触控模块升级和维护。
在一个优选地实施方式中，所述生物光感测模块包括发光二极管和光电二极管，所述发光二极管LED发光照射皮肤，皮肤吸收光线并被光电二极管PD接收光信号，生物光学信号采集模块接收血液产生的波动，并以此来判断心率水平。
在一个优选地实施方式中，所述生物电感测模块包括发光二极管和光电二极管，所述发光二极管LED发光照射皮肤，皮肤吸收光线并被光电二极管PD接收光信号，生物光学信号采集模块接收血液产生的波动，并以此来判断心率水平和呼吸频率。
在一个优选地实施方式中，所述生物电接收模块包括电极片和导热片，所述电极片和导热片接触人体皮肤，获得人体肌体自身阻抗来实现血液流动监测，并转化为具体的心率、呼吸率、皮电反应指数和人体热感，感测人体肌肉动感和体温状况。
在一个优选地实施方式中，所述APP触控模块的连接端设有信息推送单元、手势记录单元、手势比对单元和指令反馈单元，所述APP触控模块的连接端设有信息推送单元、手势记录单元、手势比对单元和指令反馈单元，所述APP触控模块对实时监测数据进行读取分析，并连接互联网，获得健康信息，并通过信息推送单元将推荐安全信息发送至终端设备，并传导给穿戴设备，所述手势记录单元用于录入习惯手势，并将该手势与操作命令链接，所述手势比对单元用于实时手势与记录手势比对，其比对内容具体为手势牵动肌肉动势，所述指令反馈单元用于将匹配手势的操作命令反馈给终端设备。
在一个优选地实施方式中，所述平台管理终端内部设有数据处理单元、状态比对单元、智能指导单元和更新维护单元，所述数据处理单元用于对数据存储模块中保存的个人监测数据记录进行监控，状态比对单元对数据变化趋势进行比对，当某一时刻数据值出现较大偏差时，智能指导单元启动发送预警信号给终端设备，并提供参考意见，所述更新维护单元用于APP触控模块的升级与维护；
所述数据处理单元运用大数据运算方式，支持算法模型的大数据训练，并提供给完善的本地算法模型。
在一个优选地实施方式中，所述穿戴设备设置为智能手环，所述终端设备设置为手机、iPad和笔记本电脑中的一种，所述平台管理终端设置为PC端。
在一个优选地实施方式中，所述穿戴设备与终端设备通过蓝牙模块通信连接，所述终端设备与云平台通过网络模块无线连接，所述网络模块设置为LTE、WIFI或GPRS。
在一个优选地实施方式中，所述运动传感器的连接端设有GPS模块，所述运动传感器设置为三轴加速度计，所述生物光学信号采集模块设置为光学心率传感器，所述生物电信号采集模块设置为生物电阻抗传感器和温度传感器。
本发明的技术效果和优点：
1、通过在APP触控模块内部录入手势对比参照，并将手势牵动肌肉动势链接指令，在APP内设置习惯指令，蓝牙信号范围内通过握拳动作操作APP指令，实现握拳动作切换、开始和结束指令，方便操作，通过握拳手势动作开启和结束一个锻炼习惯，下达指令记录每一次习惯锻炼的开始和结束时间，指导呼吸锻炼进行和培养习惯养成，能精确计算完整的呼吸锻炼次数、时长，并对习惯培养和保持作长期的数据统计和记录，极大方便用户对于健康锻炼习惯的培养和巩固；
2、通过将数据发送至数据存储模块存储，状态比对单元对数据变化趋势进行比对，当某一时刻数据值出现较大偏差时，智能指导单元启动发送预警信号给终端设备，并提供参考意见，更新维护单元对APP触控模块进行升级与维护，通过手势与呼吸的配合，手势动作配合对APP下达指令切换相应语音，震动马达和播放器语音指导完全配合用户的个性化呼吸时长，使呼吸锻炼者更加容易集中注意力完成每一个完整的呼吸锻炼引导，增强锻炼效果，经常握拳可以帮助手部的血液加速循环，同时本手势配合呼吸锻炼长期使用能增强握力，心肺功能，防治心血管疾病。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明穿戴设备的结构框图。
图3为本发明APP触控模块的结构示意图。
图4为本发明平台管理终端的结构示意图。
附图标记为：1穿戴设备、10人体信号感测***、101运动传感器、102生物光感测模块、103生物电感测模块、104生物光学信号采集模块、105生物电信号采集模块、11微处理器、12计时模块、13显示屏、14震动马达、2终端设备、3云平台、4蓝牙模块、5网络模块、6 APP触控模块、7播放器、8数据存储模块、9平台管理终端。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据图1-4所示的一种以握拳动作记录呼吸锻炼和***台3，所述穿戴设备1的连接端设有蓝牙模块4，所述终端设备2内部设有网络模块5，所述终端设备2连接端设有APP触控模块6，所述云平台3的连接端设有数据存储模块8，所述云平台3的连接端还设有平台管理终端9；
所述穿戴设备1内部设有人体信号感测***10，所述人体信号感测***10的连接端设有微处理器11，所述微处理器11的连接端设有计时模块12，所述穿戴设备1外侧设有显示屏13，所述穿戴设备1内部设有震动马达14和播放器7；
所述人体信号感测***10包括运动传感器101、生物光感测模块102和生物电感测模块103，所述生物光感测模块102的连接端设有生物光学信号采集模块104，所述生物电感测模块103的连极端设有生物电信号采集模块105，所述运动传感器101用于感测人体活动状态，通过测量方向和加速度力量，判断设备是否移动，所述生物光学信号采集模块104采集人体心率和呼吸频率，所述生物电信号采集模块105用于采集人体肌肉牵动和人体体温；
所述微处理器11的输入端设有A/D转换器，所述微处理器11的输出端设有D/A转换器，所述运动传感器101、生物光学信号采集模块104和生物电信号采集模块105均与A/D转换器电性连接，所述计时模块12和显示屏13均与微处理器11电性连接，所述震动马达14和播放器7均与D/A转换器电性连接；
所述生物光学信号采集模块104和生物电信号采集模块105采集光电信号后经A/D转换器转换为数据信号发送给微处理器11处理，微处理器11通过前端算法计算出可视数据在显示屏13显示，同时通过蓝牙模块4将数据结果发送到终端设备2记录，终端设备2与云平台3通过网络模块5实现数据传输，将感测结果实时发送到数据存储模块8存储；
所述APP触控模块6用于终端设备2与穿戴设备1的连接登录，所述APP触控模块6内部设有手势对比参照，所述手势对比参照由生物电信号采集模块105采集手势牵动肌肉动势，通过AI算法将肌肉动势与手势图匹配，所述平台管理终端9用于对APP触控模块6升级和维护；
所述生物光感测模块102包括发光二极管和光电二极管，所述发光二极管LED发光照射皮肤，皮肤吸收光线并被光电二极管PD接收光信号，生物光学信号采集模块104接收血液产生的波动，并以此来判断心率水平和呼吸频率；
所述生物电感测模块103包括电极片和导热片，所述电极片和导热片接触人体皮肤，获得人体肌体自身阻抗来实现血液流动监测，并转化为具体的心率、呼吸率、皮电反应指数和人体热感，感测人体肌肉动感和体温状况；
所述穿戴设备1设置为智能手环，所述终端设备2设置为手机、iPad和笔记本电脑中的一种，所述平台管理终端9设置为PC端；
所述穿戴设备1与终端设备2通过蓝牙模块4通信连接，所述终端设备2与云平台3通过网络模块5无线连接，所述网络模块5设置为LTE、WIFI或GPRS；
所述运动传感器101的连接端设有GPS模块，所述运动传感器101设置为三轴加速度计，所述生物光学信号采集模块104设置为光学心率传感器，所述生物电信号采集模块设置为生物电阻抗传感器和温度传感器；
所述三轴加速度计的型号设置为LIS3DH，所述光学心率传感器的型号设置为AS7000-AA，所述温度传感器的型号设置为SMT16030。
实施方式具体为：用户佩戴穿戴设备1，根据个人习惯在APP触控模块6内部录入手势对比参照，并将生物电信号采集模块105采集的手势牵动肌肉动势链接指令，在APP内设置习惯指令，蓝牙信号范围内通过握拳动作操作APP指令，实现握拳动作切换、开始和结束指令，方便操作，用户进行呼吸锻炼时，通过握拳手势动作开启和结束一个锻炼习惯，通过可穿戴设备的感应配合计时模块12、震动马达14和播放器7对APP下达指令记录每一次习惯锻炼的开始和结束时间，指导呼吸锻炼进行和培养习惯养成，能精确计算完整的呼吸锻炼次数、时长，并对习惯培养和保持作长期的数据统计和记录，极大方便用户对于健康锻炼习惯的培养和巩固。
根据图3-4所示的一种以握拳动作记录呼吸锻炼和习惯培养的控制模块，所述APP触控模块6的连接端设有信息推送单元、手势记录单元、手势比对单元和指令反馈单元，所述APP触控模块6的连接端设有信息推送单元、手势记录单元、手势比对单元和指令反馈单元，所述APP触控模块6对实时监测数据进行读取分析，并连接互联网，获得健康信息，并通过信息推送单元将推荐安全信息发送至终端设备2，并传导给穿戴设备1，所述手势记录单元用于录入习惯手势，并将该手势与操作命令链接，所述手势比对单元用于实时手势与记录手势比对，其比对内容具体为手势牵动肌肉动势，所述指令反馈单元用于将匹配手势的操作命令反馈给终端设备2；
所述平台管理终端9内部设有数据处理单元、状态比对单元、智能指导单元和更新维护单元，所述数据处理单元用于对数据存储模块8中保存的个人监测数据记录进行监控，状态比对单元对数据变化趋势进行比对，当某一时刻数据值出现较大偏差时，智能指导单元启动发送预警信号给终端设备2，并提供参考意见，所述更新维护单元用于APP触控模块6的升级与维护；
实施方式具体为：穿戴设备1监测数据统计和记录后发送至终端设备2，APP触控模块6根据健康指标推送健康指南，并将数据发送至数据存储模块8存储，状态比对单元对数据变化趋势进行比对，当某一时刻数据值出现较大偏差时，智能指导单元启动发送预警信号给终端设备2，并提供参考意见，更新维护单元对APP触控模块6进行升级与维护，在呼吸训练中，通过手势与呼吸的配合，手势动作配合对APP下达指令切换相应语音，震动马达14和播放器7语音指导完全配合用户的个性化呼吸时长，使呼吸锻炼者更加容易集中注意力完成每一个完整的呼吸锻炼引导，增强锻炼效果，经常握拳可以帮助手部的血液加速循环，继而带动上肢的血液循环有效保护血管健康，增强血管壁的弹性，推广握拳配合呼吸锻炼能有效预防心血管疾病，对心理疾病防治也有一定效果，同时本手势配合呼吸锻炼长期使用能增强握力，心肺功能，对防治心血管疾病有一定效果。
本发明工作原理：
参照说明书附图1-4，在APP触控模块6内部录入手势对比参照，并将生物电信号采集模块105采集的手势牵动肌肉动势链接指令，在APP内设置习惯指令，蓝牙信号范围内通过握拳动作操作APP指令，实现握拳动作切换、握拳手势动作开启和结束一个锻炼习惯，下达指令记录每一次习惯锻炼的开始和结束时间，指导呼吸锻炼进行和培养习惯养成，能精确计算完整的呼吸锻炼次数、时长，并对习惯培养和保持作长期的数据统计和记录，极大方便用户对于健康锻炼习惯的培养和巩固；
参照说明书附图3-4，穿戴设备1监测数据统计和记录后发送至终端设备2，APP触控模块6根据健康指标推送健康指南，并将数据发送至数据存储模块8存储，状态比对单元对数据变化趋势进行比对，当某一时刻数据值出现较大偏差时，智能指导单元启动发送预警信号给终端设备2，并提供参考意见，更新维护单元对APP触控模块6进行升级与维护，在呼吸训练中，通过手势与呼吸的配合，手势动作配合对APP下达指令切换相应语音，震动马达14和播放器7语音指导完全配合用户的个性化呼吸时长。
最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；
其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；
最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种以握拳动作记录呼吸锻炼和***台（3），所述穿戴设备（1）的连接端设有蓝牙模块（4），所述终端设备（2）内部设有网络模块（5），所述终端设备（2）连接端设有APP触控模块（6），所述云平台（3）的连接端设有数据存储模块（8），所述云平台（3）的连接端还设有平台管理终端（9）；
所述穿戴设备（1）内部设有人体信号感测***（10），所述人体信号感测***（10）的连接端设有微处理器（11），所述微处理器（11）的连接端设有计时模块（12），所述穿戴设备（1）外侧设有显示屏（13），所述穿戴设备（1）内部设有震动马达（14）和播放器（7）；
所述人体信号感测***（10）包括运动传感器（101）、生物光感测模块（102）和生物电感测模块（103），所述生物光感测模块（102）的连接端设有生物光学信号采集模块（104），所述生物电感测模块（103）的连极端设有生物电信号采集模块（105），所述运动传感器（101）用于感测人体活动状态，通过测量方向和加速度力量，判断设备是否移动，所述生物光学信号采集模块（104）采集人体心率和呼吸频率，所述生物电信号采集模块（105）用于采集人体肌肉牵动和人体体温；
所述微处理器（11）的输入端设有A/D转换器，所述微处理器（11）的输出端设有D/A转换器，所述运动传感器（101）、生物光学信号采集模块（104）和生物电信号采集模块均与A/D转换器电性连接，所述计时模块（12）和显示屏（13）均与微处理器（11）电性连接，所述震动马达（14）和播放器（7）均与D/A转换器电性连接；
所述生物光学信号采集模块（104）和生物电信号采集模块（105）采集光电信号后经A/D转换器转换为数据信号发送给微处理器（11）处理，微处理器（11）通过前端算法计算出可视数据在显示屏（13）显示，同时通过蓝牙模块（4）将数据结果发送到终端设备（2）记录，终端设备（2）与云平台（3）通过网络模块（5）实现数据传输，将感测结果实时发送到数据存储模块（8）存储；
所述APP触控模块（6）用于终端设备（2）与穿戴设备（1）的连接登录，所述APP触控模块（6）内部设有手势对比参照，所述手势对比参照由生物电信号采集模块（105）采集手势牵动肌肉动势，通过AI算法将肌肉动势与手势图匹配，所述平台管理终端（9）用于对APP触控模块（6）升级和维护。
2.根据权利要求1所述的一种以握拳动作记录呼吸锻炼和***和呼吸频率。
3.根据权利要求1所述的一种以握拳动作记录呼吸锻炼和习惯培养的控制模块，其特征在于：所述生物电感测模块（103）包括电极片和导热片，所述电极片和导热片接触人体皮肤，获得人体肌体自身阻抗来实现血液流动监测，并转化为具体的心率、呼吸率、皮电反应指数和人体热感，感测人体肌肉动感和体温状况。
4.根据权利要求1所述的一种以握拳动作记录呼吸锻炼和习惯培养的控制模块，其特征在于：所述APP触控模块（6）的连接端设有信息推送单元、手势记录单元、手势比对单元和指令反馈单元，所述APP触控模块（6）对实时监测数据进行读取分析，并连接互联网，获得健康信息，通过信息推送单元将推荐安全信息发送至终端设备（2），并传导给穿戴设备（1），所述手势记录单元用于录入习惯手势，并将该手势与操作命令链接，所述手势比对单元用于实时手势与记录手势比对，其比对内容具体为手势牵动肌肉动势，所述指令反馈单元用于将匹配手势的操作命令反馈给终端设备（2）。
5.根据权利要求1所述的一种以握拳动作记录呼吸锻炼和***台管理终端（9）内部设有数据处理单元、状态比对单元、智能指导单元和更新维护单元，所述数据处理单元用于对数据存储模块（8）中保存的个人监测数据记录进行监控，状态比对单元对数据变化趋势进行比对，当某一时刻数据值出现较大偏差时，智能指导单元启动发送预警信号给终端设备（2），并提供参考意见，所述更新维护单元用于APP触控模块（6）的升级与维护；
所述数据处理单元运用大数据运算方式，支持算法模型的大数据训练，并提供给完善的本地算法模型。
6.根据权利要求1所述的一种以握拳动作记录呼吸锻炼和***台管理终端（9）设置为PC端。
7.根据权利要求1所述的一种以握拳动作记录呼吸锻炼和***台（3）通过网络模块（5）无线连接，所述网络模块（5）设置为LTE、WIFI或GPRS。
8.根据权利要求1所述的一种以握拳动作记录呼吸锻炼和习惯培养的控制模块，其特征在于：所述运动传感器（101）的连接端设有GPS模块，所述运动传感器（101）设置为三轴加速度计，所述生物光学信号采集模块（104）设置为光学心率传感器，所述生物电信号采集模块设置为生物电阻抗传感器和温度传感器。
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