CN112133403B - 一种基于边缘计算与云端反馈的锻炼控制*** - Google Patents

一种基于边缘计算与云端反馈的锻炼控制*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于边缘计算与云端反馈的锻炼控制***，包括健康云端1、移动式便携端2、锻炼器材边缘计算节点3、可穿戴式设备4、语音提醒单元5、大数据存储中心8、医护管理端10；计算和规划模块7自动读取气象情况数据、锻炼者个体的最近一段时间的锻炼情况、历史锻炼情况和身体素质和锻炼者个人的锻炼方式的变好，进行大数据计算，生成符合锻炼着的锻炼规划书。因此，本申请提供一种更加智能锻炼指导设备和控制***，其可以依据锻炼者的生理状态、锻炼情况、运动进度等各种复杂因素后，提出一种合适的锻炼策略，帮助锻炼着选择合适的锻炼场所，并且设定可靠的指导锻炼强度的设备，并依据使用者智能定制更加可靠的锻炼模式。

Description

一种基于边缘计算与云端反馈的锻炼控制***
技术领域
本发明涉及健康***技术领域，具体为一种基于边缘计算与云端反馈的锻炼控制***及方法。
背景技术
随着经济技术的发展，人们早已从过的好，迈入过得健康的阶段；具体来说，在生活水平已经达到富足小康的生活水平，人们把健康作为重点追求的目标。而为了保证身体的健康，锻炼身体是最直接、最有效和最简便的方式。
锻炼包括室内锻炼模式和户外锻炼模式，作为室内锻炼模式，其优点是：不受天气的影响，而且可以结交更多的人脉。锻炼后出汗后，洗簌更方便，而且可以放自己喜欢的音乐在房间里听，一切都可以自己控制。至于空气这块，除非去大山或者农村，城市里室外空气也不是很好，因此可以躲避室外的不好空气。但缺点是空气差、环境不够明亮、空间相对狭窄，人多嘈杂。而与之对应，室外锻炼的优点是：一是看风景，离开了满是高楼大厦的城市，怀着恬静的心情步入大自然的怀抱，看到的是蓝天白云，青山绿水，一眼望去，一片生机盎然的景象；二是健身，户外锻炼是一项特殊的体育运动，它所消耗的体力和精力均较大，是一种比较好的强身健体的方式；三是交朋友。户外锻炼是众多队员共同携手完成的，需要队员有团队精神，同甘共苦，朝同一目标迈进，不分年龄，不分职业；四是心情好。户外运动可减轻工作上的压力，忘却烦恼，百纳大川的浩瀚之气能克服身心狭隘等心理问题，使你的心胸开阔，“宰相肚里好撑船”，不至于像冰棱柱一样脆弱，进而在新工作中得心应手，新挑战中游刃有余；但缺点是室外运动带给你快乐和健康的同时，也充满了各种各样危险和不确定因素，特别是天气情况多变或者不好的情况下。总体来说，天气好的时候还是出去健身比较好，室外能使人的心情愉悦起来。天气不好的时候，特别是早晚时分，在室内锻炼更好。
实时上，不合理的锻炼方式、实际不仅不能对锻炼着的身体健康有益，相反，可能会带来有害的后果。如，在天气条件不好，如有雾霾天气、空气颗粒漂浮物（如PM2.5等）或在北方比较常见的沙尘暴天气，在这些环境下锻炼，并未对身体锻炼有好处，反而会因为吸入这些空气漂浮物而对肺部不利，影响身体健康；对于天气情况，目前通常是基于天气预报或者手机的天气情况，锻炼着基于上述的天气情况自行判断是否去户外锻炼或者不去锻炼；
边缘计算是继云计算之后的一种新型的计算模式，它通过在无线接入网侧提供IT和云计算能力，使得计算本地化，旨在减小延迟、提高网络运营效率、提高业务分发能力、优化终端体验质量。概括来说，边缘计算可以满足敏捷连接、实时业务、数据优化、应用智能、安全与隐私保护等方面的需求。边缘计算可有效应对数据***，减轻网络的流量压力。边缘计算能够缩短设备的响应时间，减少从设备到云数据中心的数据流量，以便在网络中更有效的分配资源。而穿戴设备或移动设备上生成的数据，在传输数据的边缘节点上执行部分分析工作，之后再通过云端执行更加复杂的计算任务。边缘节点可以通过分担云计算的部分任务，增强数据中心的计算能力。
理论上，可以在位于边缘设备和云平台之间的某几个节点上完成边缘计算，包括接入点、基站、网关、业务节点、路由器、交换机等。例如，基站可以根据工作负载能力，执行数字信号处理（DSP）。但是在实践中，基站可能并不适合处理分析工作，因为DSP并不是为通用计算设计的。此外，这些节点是否可以执行除了现有工作之外的计算还不太清楚。许多供应商也已经迈出了使用软件解决方案实现边缘计算的第一步。例如，诺基亚针对移动边缘计算（MEC）的软件解决方案旨在为基站站点提供边缘计算能力。同样，思科的IOx为其集成的服务路由器提供了一个边缘计算环境。这些解决方案应用于特定硬件，因此不适合部署在异构环境中。软件解决方案面临的一个挑战是如何开发跨越不同环境的可移植的解决方案。某些公司正在研究升级边缘节点，以支持通用计算需求。例如，可以升级无线家庭路由器以支持额外的计算任务。英特尔的Smart Cell Platform使用虚拟化技术，支持额外的计算任务。通用CPU替换专用DSP提供了另一种解决方案，但却需要巨大的投资。
到2020年将有500亿的终端和设备联网，除了边缘设备与终端联网最大的“异构”特征之外，产品生命周期越来越短、个性化需求越来越高、全生命周期管理和服务化的趋势越来越明显，这些新趋势都需要边缘计算提供强大的技术支撑。如何在分布式计算环境中发现资源和服务是一个有待拓展的领域。为了充分利用网络的边缘设备，需要建立某种发现机制，找到可以分散式部署的适当节点。因为可用设备的数量庞大，这些机制不能依靠人工手动。此外，还需要使用多种异构设备满足最新的计算需求，比如大规模的机器学习任务。这些机制必须在不增加等待时间或损害用户体验的前提下，实现不同层次和等级的计算工作流中无缝集成，原有的基于云计算的机制在边缘计算领域不再适用。
对于边缘计算来说，最大的难点在于如何动态、大规模地部署运算和存储能力以及云端和设备端如何高效协同、无缝对接。不断发展的分布式计算已经催生了许多技术用来促进在多个地理位置分区执行任务。任务分区通常在编程语言或管理工具中明确表示。然而，利用边缘节点来实现分区计算不仅仅带来了有效分割计算任务的挑战，对于如何能在不需要明确定义边缘节点的能力或位置，以自动化的方式进行计算的问题上，也遇到了瓶颈。因此，需要一种新型的调度方式，以便将分割的任务部署到各个边缘节点上。
另一个挑战是需要确保边缘节点实现高吞吐量，并且在承接额外计算工作量时运行可靠。例如，当基站过载时，可能影响连接到基站的其他边缘设备。因此需要对边缘节点的峰值时间全面了解，以便可以用灵活的方式来分割和调度任务。复杂的算法如何在云端和边缘设备之间合理分解和整合，需要一个对云管端三者都有控制力的技术来实现。安全横跨云计算和边缘计算，需要实施端到端的防护。由于更贴近万物互联的设备，网络边缘侧访问控制与威胁防护的广度和难度因此大幅提升。边缘侧安全主要包含设备安全、网络安全、数据安全与应用安全。此外，关键数据的完整性、保密性是安全领域需要重点关注的内容。
然而，用于边缘计算的服务器并没有像云计算的服务器那么强大，它只是进行中小型计算，而云端更倾向于全局非实时地复杂型计算；而作为患者锻炼康复指导的计算来说，恰好是尽可能考虑更多因素，同时，对计算时间的延迟恰恰没有那么重要，而希望能提供一种复杂计算，同时成本比较低的计算***并使用带宽小。
云计算是一种数据中心，位于远程云端并以按需付费的模式，通过互联网来提供动态易扩展且经常虚拟化的资源。谷歌云计算已拥有100多万台服务器，Amazon、IBM、微软、Yahoo等也均已拥有几十万台服务器。海量的计算资源和存储资源，使得云端可以为智能驾驶中涉及的复杂计算提供强有力的后台支持，并且云端的虚拟化、可靠性和高可扩展性等特点也为复杂任务的计算提供了极大的便捷。然而，海量的物联网终端设备直接访问云端的方式在带来计算便利的同时，也增加了网络负荷和数据传输延迟，这对延时敏感型业务造成了一定影响。
另外，在身体锻炼过程中，锻炼会使得心跳、呼吸和脉搏加快、血液流动加快，而有些身体有暗疾或者年龄比较大、或自身体质情况比较差的人，如果锻炼的时间、锻炼强度不合理，会导致身体变差，起不到锻炼提高身体体质的条件，轻者产生病痛，甚至导致促死等情况。此外，每个人的体质差异、最近的锻炼情况也会影响到锻炼的强度。
另外一方面，市面上也存在了不少的穿带式设备、甚至手机，其中，穿戴式设备如现今特别流行的智能手表，像华为手表、小米手表等，但是，这类设备主要是测量锻炼者的锻炼时间、心率和脉搏等信息，并不能主动去指导锻炼着去选择合适的锻炼模式。
可见，目前的身体锻炼还是主要基于是锻炼着自己选择锻炼的场所、锻炼强度，但这容易由于选择不合适的锻炼场所、锻炼强度，导致起不到更好的锻炼效果；为此，希望提供一种更加智能锻炼指导设备和控制***，其可以依据锻炼者的生理状态、锻炼情况、运动进度等各种复杂因素后，提出一种合适的锻炼策略，帮助锻炼着选择合适的锻炼场所，并且设定可靠的指导锻炼强度的设备，并依据使用者智能定制更加可靠的锻炼模式，而目前并无有效的技术手段解决上述技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于边缘计算与云端反馈的锻炼控制***，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：一种基于边缘计算与云端反馈的锻炼控制***，包括健康云端1、移动式便携端2、锻炼器材边缘计算节点3、可穿戴式设备4、语音提醒单元5、大数据存储中心8、医护管理端10；
所述健康云端1和所述移动式便携端2、锻炼器材边缘计算节点3、可穿戴设备4、语音提醒单元5、医护管理端10和大数据存储中心8通信连接；
所述大数据中心8存储有医护人员对锻炼者的治疗记录、治疗医嘱和医生建议的锻炼时间、锻炼强度，以及锻炼者的历史锻炼记录和实时锻炼记录；
所述移动式便携端2由锻炼者监护者或看护者或锻炼者持有，其用于查询锻炼者的锻炼任务和提醒锻炼者按照规定锻炼任务执行锻炼；所述移动式便携终端包括便携式锻炼器材和收音机；所述移动式便携终端还和锻炼器材边缘计算节点和可穿戴式设备通信连接,以便接入进行边缘计算；
所述健康云端包括气象状况获取模块6、计算和规划模块7和中央控制端9；其中，所述气象状况获得模块获得实时气象情况，以提供给锻炼者和计算和规划模块7；
所述计算和规划模块7自动读取所述气象状况获取模块6的气象情况数据、存储于所述大数据中心8的锻炼者个体的最近一段时间的锻炼情况、历史锻炼情况和身体素质和锻炼者个人的锻炼方式的变好，进行大数据计算，生成符合锻炼着的锻炼规划书，提供给所述中央控制端9，并由所述中央控制端9通过信号连接的方式发送给移动式便携端和可穿戴式设备中，从而通知看护者和锻炼者按照规定锻炼；
所述可穿戴式设备4包括存储模块，用于存储所述锻炼规划书、锻炼者的短期历史锻炼信息和实时锻炼信息，所述锻炼信息包括锻炼时间、时长、锻炼的运动方式和锻炼场所；
所述锻炼器材边缘计算节点为设置于相应的锻炼器材中的计算节点，同时，该锻炼器材边缘计算节点同时和健康云端、所述移动式便携端和可穿戴设备通信连接，所述锻炼器材边缘计算节点包括临时存储模块，所述临时存储模块存储有锻炼者的实时锻炼信息，并定期发送给所述中央控制端和大数据中心进行数据存储；所述锻炼器材边缘计算节点包括锻炼器材、锻炼数据传感模块和边缘计算模块；所述边缘计算模块在所述锻炼器材处于空闲期进行边缘计算；
所述中央控制端9实时监控锻炼者的锻炼情况，并将锻炼者实时的锻炼情况和所述锻炼者的锻炼规划书比较，如果锻炼者的锻炼强度超过锻炼规划书规定的阈值，则中央控制端9发出报警信息给所述医护管理端、移动便携端2和可以穿戴式设备处，提醒锻炼者降低锻炼强度，以保证身体健康；当检测到当前的锻炼场所的气象不适合锻炼者锻炼时，通过所述锻炼者的可穿戴式设备发出停止锻炼的报警提醒信息。
需要说明的是，最近一段时间的锻炼情况是指最近六个月的锻炼记录、而历史锻炼情况是指比最近一段锻炼记录更早的所有锻炼记录。
优选的，所述气象情况至少包括天气状况、气温和空气中PM2.5的值；从而可以帮助锻炼者根据自身耐力等身体素质选择是否出去锻炼或者在室内锻炼，并在天气状况或大气状况不适合室外锻炼式发出报警信息，劝止锻炼者外出锻炼。
优选的，所述可穿戴设备4设置有患者生理传感模块、报警取消按钮，所述患者生理传感模块用于感测患者的生理数据，如果患者生理数据超出正常范围，则发出报警信号，提醒锻炼者停止锻炼并按压取消按钮停止报警；如果超出正常范围一定时间，且患者并未按压取消按钮，则可穿戴设备将报警信号发送给健康云端，并有健康云端向急救中心报警，并且和患者亲属、或主管医护人员联系。
优选的，所述可穿戴设备4还设置有气压传感设备和空气氧气含量，在检查到当前锻炼场所的气压不适合锻炼者锻炼或者氧气含量不适合锻炼者锻炼时，发出报警信息，提醒锻炼者及时更换锻炼场所。
优选的，在所述锻炼器材边缘计算节点通过监测所述可穿戴设备4以读取所述锻炼者的锻炼记录和锻炼者的生理数据，可以通过该边缘计算节点计算，动态调整锻炼者的锻炼规划，以更适合锻炼者锻炼。
优选的，所述可穿戴设备4实时间断性将锻炼者的锻炼位置发送给所述中央控制端，所述气象状况获取模块6基于该锻炼位置定期获取该锻炼位置附近的气象情况发送给中央控制端，从而在所述气象情况符合室外锻炼时，所述中央控制端通过所述可穿戴式设备发出提醒信息，提醒锻炼者可以更换为室外锻炼的方式。
优选的，所述计算和规划模块7在设定所述锻炼者的锻炼强度时，读取锻炼者的历史锻炼情况的最大锻炼强度，并结合锻炼者的自身身体情况，动态调整锻炼者的锻炼强度值，如锻炼者长期不锻炼，则调低锻炼强度值，而在锻炼者长期锻炼，则调高锻炼强度值。所述中央控制端根据所述可穿戴设备4实时间断性将锻炼者的锻炼位置，自动搜索符合锻炼者的锻炼场所，并给出相应的锻炼温馨提醒。
选择位置可以通过锻炼者的安装法兰可以用DN50 或 DN100 口径安装。
优选的，医护人员可以根据对锻炼者的身体检查情况，通过医护管理端修改存储于大数据存储中心8中的锻炼者的身体状况，从而，所述健康云端的所述计算和规划模块7重新读取所述气象状况获取模块6的气象情况数据、存储于所述大数据中心8的锻炼者个体的最近一段时间的锻炼情况、历史锻炼情况和身体素质和锻炼者个人的锻炼方式的变好，进行大数据计算，生成新的符合锻炼着的锻炼规划书，提供给所述中央控制端9，并由所述中央控制端9通过信号连接的方式发送给移动式便携端和可穿戴式设备中，从而通知看护者和锻炼者按照新的规定锻炼。
另外一方面，本申请还提供一种基于边缘计算与云端反馈的锻炼控制方法，包括基于边缘计算与云端反馈的锻炼控制***，定期在该锻炼控制***录入锻炼者的历史锻炼记录，所述锻炼记录包括锻炼场所、锻炼强度、锻炼时间和锻炼方式；
在锻炼者使用该锻炼控制***进行锻炼时，读取锻炼者的最近一段时间的锻炼情况和历史锻炼记录，同时读取锻炼者的身体情况，所述锻炼者的身体情况可以通过所述移动式便携端或医护管理端进行设置，所述计算和规划模块7自动读取所述气象状况获取模块6的气象情况数据、存储于所述大数据中心8的锻炼者个体的历史锻炼情况和身体素质和锻炼者个人的锻炼方式的变好，进行大数据计算，生成符合锻炼着的锻炼规划书，发送给所述中央控制端9，并由所述中央控制端9通过信号连接的方式发送给移动式便携端和可穿戴式设备中，从而通知看护者和锻炼者，要求锻炼者按照规定锻炼；
所述中央控制端9实时监控锻炼者的锻炼情况，并将锻炼者实时的锻炼情况和所述锻炼者的锻炼规划书比较，如果锻炼者的锻炼强度超过锻炼规划书规定的阈值，则中央控制端9发出报警信息给所述医护管理端、移动便携端2和可以穿戴式设备处，提醒锻炼者降低锻炼强度，以保证身体健康；当检测到当前的锻炼场所的气象不适合锻炼者锻炼时，通过所述锻炼者的可穿戴式设备发出停止锻炼的报警提醒信息。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明采用边缘计算和云端相结合的方法，与数据中心的服务器相比，用户终端（例如智能手机）的硬件条件相对受限。因此，通常需要将数据发送到云端，进行处理和运算，然后再把有意义的信息通过中继返回终端，本申请利用锻炼器材闲置时的空闲用作其他相应的计算，从而降低计算成本。
2、本发明的锻炼控制***中，充分考虑锻炼者的身体素质，锻炼情况，和当前气象情况，选择合适的锻炼模式，使得锻炼者的锻炼更加舒心，同时避免不适合的锻炼方式，为锻炼者提供更加智能的锻炼方式。
3、本发明的锻炼控制***中，在锻炼者的身体不再适合当前的锻炼强度或器材时，发出报警信息，提醒锻炼者及时停止锻炼，或降低锻炼程度，以更好的保护锻炼者。
4、本申请的锻炼控制***还和医护管理管理端连接，从而医护人员可以利用更加专业的技术和判断，选择合适的锻炼模式，从而更加利用锻炼者恢复身体。
附图说明
图1为本发明基于边缘计算与云端反馈的锻炼控制***的整体结构示意图；
图2为本发明基于边缘计算与云端反馈的锻炼控制***的监控云端的结构示意图。
图中：1、健康云端；2、移动式便携端；3、锻炼器材边缘计算节点；4、可穿戴式设备；5、语音提醒单元；6、气象状况获取模块；7、计算和规划模块；8、大数据存储中心；9、中央控制端；10、医护管理端。
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。
具体实施方式一：
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：
一种基于边缘计算与云端反馈的锻炼控制***，包括健康云端1、移动式便携端2、锻炼器材边缘计算节点3、可穿戴式设备4、语音提醒单元5、大数据存储中心8、医护管理端10；
所述健康云端1和所述移动式便携端2、锻炼器材边缘计算节点3、可穿戴设备4、语音提醒单元5、医护管理端10和大数据存储中心8通信连接；
所述大数据中心8存储有医护人员对锻炼者的治疗记录、治疗医嘱和医生建议的锻炼时间、锻炼强度，以及锻炼者的历史锻炼记录和实时锻炼记录；
所述移动式便携端2由锻炼者监护者或看护者或锻炼者持有，其用于查询锻炼者的锻炼任务和提醒锻炼者按照规定锻炼任务执行锻炼；所述移动式便携终端包括便携式锻炼器材和收音机；所述移动式便携终端还和锻炼器材边缘计算节点和可穿戴式设备通信连接,以便接入进行边缘计算；
所述健康云端包括气象状况获取模块6、计算和规划模块7和中央控制端9；其中，所述气象状况获得模块获得实时气象情况，以提供给锻炼者和计算和规划模块7；
所述计算和规划模块7自动读取所述气象状况获取模块6的气象情况数据、存储于所述大数据中心8的锻炼者个体的最近一段时间的锻炼情况、历史锻炼情况和身体素质和锻炼者个人的锻炼方式的变好，进行大数据计算，生成符合锻炼着的锻炼规划书，提供给所述中央控制端9，并由所述中央控制端9通过信号连接的方式发送给移动式便携端和可穿戴式设备中，从而通知看护者和锻炼者按照规定锻炼；
所述可穿戴式设备4包括存储模块，用于存储所述锻炼规划书、锻炼者的短期历史锻炼信息和实时锻炼信息，所述锻炼信息包括锻炼时间、时长、锻炼的运动方式和锻炼场所；
所述锻炼器材边缘计算节点为设置于相应的锻炼器材中的计算节点，同时，该锻炼器材边缘计算节点同时和健康云端、所述移动式便携端和可穿戴设备通信连接，所述锻炼器材边缘计算节点包括临时存储模块，所述临时存储模块存储有锻炼者的实时锻炼信息，并定期发送给所述中央控制端和大数据中心进行数据存储；所述锻炼器材边缘计算节点包括锻炼器材、锻炼数据传感模块和边缘计算模块；所述边缘计算模块在所述锻炼器材处于空闲期进行边缘计算；
所述中央控制端9实时监控锻炼者的锻炼情况，并将锻炼者实时的锻炼情况和所述锻炼者的锻炼规划书比较，如果锻炼者的锻炼强度超过锻炼规划书规定的阈值，则中央控制端9发出报警信息给所述医护管理端、移动便携端2和可以穿戴式设备处，提醒锻炼者降低锻炼强度，以保证身体健康；当检测到当前的锻炼场所的气象不适合锻炼者锻炼时，通过所述锻炼者的可穿戴式设备发出停止锻炼的报警提醒信息。
需要说明的是，最近一段时间的锻炼情况是指最近六个月的锻炼记录、而历史锻炼情况是指比最近一段锻炼记录更早的所有锻炼记录。
优选的，所述气象情况至少包括天气状况、气温和空气中PM2.5的值；从而可以帮助锻炼者根据自身耐力等身体素质选择是否出去锻炼或者在室内锻炼，并在天气状况或大气状况不适合室外锻炼式发出报警信息，劝止锻炼者外出锻炼。
优选的，所述可穿戴设备4设置有患者生理传感模块、报警取消按钮，所述患者生理传感模块用于感测患者的生理数据，如果患者生理数据超出正常范围，则发出报警信号，提醒锻炼者停止锻炼并按压取消按钮停止报警；如果超出正常范围一定时间，且患者并未按压取消按钮，则可穿戴设备将报警信号发送给健康云端，并有健康云端向急救中心报警，并且和患者亲属、或主管医护人员联系。
优选的，所述可穿戴设备4还设置有气压传感设备和空气氧气含量，在检查到当前锻炼场所的气压不适合锻炼者锻炼或者氧气含量不适合锻炼者锻炼时，发出报警信息，提醒锻炼者及时更换锻炼场所。
优选的，在所述锻炼器材边缘计算节点通过监测所述可穿戴设备4以读取所述锻炼者的锻炼记录和锻炼者的生理数据，可以通过该边缘计算节点计算，动态调整锻炼者的锻炼规划，以更适合锻炼者锻炼。
优选的，所述可穿戴设备4实时间断性将锻炼者的锻炼位置发送给所述中央控制端，所述气象状况获取模块6基于该锻炼位置定期获取该锻炼位置附近的气象情况发送给中央控制端，从而在所述气象情况符合室外锻炼时，所述中央控制端通过所述可穿戴式设备发出提醒信息，提醒锻炼者可以更换为室外锻炼的方式。
优选的，所述计算和规划模块7在设定所述锻炼者的锻炼强度时，读取锻炼者的历史锻炼情况的最大锻炼强度，并结合锻炼者的自身身体情况，动态调整锻炼者的锻炼强度值，如锻炼者长期不锻炼，则调低锻炼强度值，而在锻炼者长期锻炼，则调高锻炼强度值。所述中央控制端根据所述可穿戴设备4实时间断性将锻炼者的锻炼位置，自动搜索符合锻炼者的锻炼场所，并给出相应的锻炼温馨提醒。
选择位置可以通过锻炼者的安装法兰可以用DN50 或 DN100 口径安装。
优选的，医护人员可以根据对锻炼者的身体检查情况，通过医护管理端修改存储于大数据存储中心8中的锻炼者的身体状况，从而，所述健康云端的所述计算和规划模块7重新读取所述气象状况获取模块6的气象情况数据、存储于所述大数据中心8的锻炼者个体的最近一段时间的锻炼情况、历史锻炼情况和身体素质和锻炼者个人的锻炼方式的变好，进行大数据计算，生成新的符合锻炼着的锻炼规划书，提供给所述中央控制端9，并由所述中央控制端9通过信号连接的方式发送给移动式便携端和可穿戴式设备中，从而通知看护者和锻炼者按照新的规定锻炼。
具体实施例二：
一种基于边缘计算与云端反馈的锻炼控制方法，包括基于边缘计算与云端反馈的锻炼控制***，定期在该锻炼控制***录入锻炼者的历史锻炼记录，所述锻炼记录包括锻炼场所、锻炼强度、锻炼时间和锻炼方式；
在锻炼者使用该锻炼控制***进行锻炼时，读取锻炼者的最近一段时间的锻炼情况和历史锻炼记录，同时读取锻炼者的身体情况，所述锻炼者的身体情况可以通过所述移动式便携端或医护管理端进行设置，所述计算和规划模块7自动读取所述气象状况获取模块6的气象情况数据、存储于所述大数据中心8的锻炼者个体的历史锻炼情况和身体素质和锻炼者个人的锻炼方式的变好，进行大数据计算，生成符合锻炼着的锻炼规划书，发送给所述中央控制端9，并由所述中央控制端9通过信号连接的方式发送给移动式便携端和可穿戴式设备中，从而通知看护者和锻炼者，要求锻炼者按照规定锻炼；
所述中央控制端9实时监控锻炼者的锻炼情况，并将锻炼者实时的锻炼情况和所述锻炼者的锻炼规划书比较，如果锻炼者的锻炼强度超过锻炼规划书规定的阈值，则中央控制端9发出报警信息给所述医护管理端、移动便携端2和可以穿戴式设备处，提醒锻炼者降低锻炼强度，以保证身体健康；当检测到当前的锻炼场所的气象不适合锻炼者锻炼时，通过所述锻炼者的可穿戴式设备发出停止锻炼的报警提醒信息。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种基于边缘计算与云端反馈的锻炼控制***，包括健康云端（1）、移动式便携端（2）、锻炼器材边缘计算节点（3）、可穿戴式设备（4）、语音提醒单元（5）、大数据存储中心（8）、医护管理端（10）；
所述健康云端（1）和所述移动式便携端（2）、锻炼器材边缘计算节点（3）、可穿戴式设备（4）、语音提醒单元（5）、医护管理端（10）和大数据存储中心（8）通信连接；
所述大数据存储中心（8）存储有医护人员对锻炼者的治疗记录、治疗医嘱和医生建议的锻炼时间、锻炼强度，以及锻炼者的历史锻炼记录和实时锻炼记录；
所述移动式便携端（2）由锻炼者监护者或看护者或锻炼者持有，其用于查询锻炼者的锻炼任务和提醒锻炼者按照规定锻炼任务执行锻炼；所述移动式便携端包括便携式锻炼器材和收音机；所述移动式便携端还和锻炼器材边缘计算节点和可穿戴式设备通信连接,以便接入进行边缘计算；
所述健康云端包括气象状况获取模块（6）、计算和规划模块（7）和中央控制端（9）；其中，所述气象状况获得模块获得实时气象情况，以提供给锻炼者和计算和规划模块（7）；
所述计算和规划模块（7）自动读取所述气象状况获取模块（6）的气象情况数据、存储于所述大数据存储中心（8）的锻炼者个体的最近一段时间的锻炼情况、历史锻炼情况和身体素质和锻炼者个人的锻炼方式的变好，进行大数据计算，生成符合锻炼者的锻炼规划书，提供给所述中央控制端（9），并由所述中央控制端（9）通过信号连接的方式发送给移动式便携端和可穿戴式设备中，从而通知看护者和锻炼者按照规定锻炼；
所述可穿戴式设备（4）包括存储模块，用于存储所述锻炼规划书、锻炼者的短期历史锻炼信息和实时锻炼信息，所述锻炼信息包括锻炼时间、时长、锻炼的运动方式和锻炼场所；
所述锻炼器材边缘计算节点为设置于相应的锻炼器材中的计算节点，同时，该锻炼器材边缘计算节点同时和健康云端、所述移动式便携端和可穿戴式设备通信连接，所述锻炼器材边缘计算节点包括临时存储模块，所述临时存储模块存储有锻炼者的实时锻炼信息，并定期发送给所述中央控制端和大数据中心进行数据存储；
所述中央控制端（9）实时监控锻炼者的锻炼情况，并将锻炼者实时的锻炼情况和所述锻炼者的锻炼规划书比较，如果锻炼者的锻炼强度超过锻炼规划书规定的阈值，则中央控制端（9）发出报警信息给所述医护管理端、移动式便携端（2）和可穿戴式设备处，提醒锻炼者降低锻炼强度，以保证身体健康；当检测到当前的锻炼场所的气象不适合锻炼者锻炼时，通过所述锻炼者的可穿戴式设备发出停止锻炼的报警提醒信息；
所述可穿戴式设备（4）还设置有气压传感设备和空气氧气含量，在检查到当前锻炼场所的气压不适合锻炼者锻炼或者氧气含量不适合锻炼者锻炼时，发出报警信息，提醒锻炼者及时更换锻炼场所；
在所述锻炼器材边缘计算节点通过监测所述可穿戴式设备（4）以读取所述锻炼者的锻炼记录和锻炼者的生理数据，通过该边缘计算节点计算，动态调整锻炼者的锻炼规划；
所述气象情况至少包括天气状况、气温和空气中PM2.5的值；从而帮助锻炼者根据身体素质选择是否出去锻炼或者在室内锻炼，并在天气状况或大气状况不适合室外锻炼式发出报警信息，劝止锻炼者外出锻炼；
所述可穿戴式设备（4）设置有患者生理传感模块、报警取消按钮，所述患者生理传感模块用于感测患者的生理数据，如果患者生理数据超出正常范围，则发出报警信号，提醒锻炼者停止锻炼并按压取消按钮停止报警；如果超出正常范围一定时间，且患者并未按压取消按钮，则可穿戴式设备将报警信号发送给健康云端，并有健康云端向急救中心报警，并且和患者亲属、或主管医护人员联系。
2.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算与云端反馈的锻炼控制***，其特征在于：所述可穿戴式设备（4）实时间断性将锻炼者的锻炼位置发送给所述中央控制端，所述气象状况获取模块（6）基于该锻炼位置定期获取该锻炼位置附近的气象情况发送给中央控制端，从而在所述气象情况符合室外锻炼时，所述中央控制端通过所述可穿戴式设备发出提醒信息，提醒锻炼者更换为室外锻炼的方式。
3.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算与云端反馈的锻炼控制***，其特征在于：所述计算和规划模块（7）在设定所述锻炼者的锻炼强度时，读取锻炼者的历史锻炼情况的最大锻炼强度，并结合锻炼者的自身身体情况，动态调整锻炼者的锻炼强度值，在锻炼者长期不锻炼时，则调低锻炼强度值，而在锻炼者长期锻炼，则调高锻炼强度值；
所述中央控制端根据所述可穿戴式设备（4）实时间断性将锻炼者的锻炼位置，自动搜索符合锻炼者的锻炼场所，并给出相应的锻炼温馨提醒。
4.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算与云端反馈的锻炼控制***，其特征在于：医护人员根据对锻炼者的身体检查情况，通过医护管理端修改存储于大数据存储中心（8）中的锻炼者的身体状况，从而，所述健康云端的所述计算和规划模块（7）重新读取所述气象状况获取模块（6）的气象情况数据、存储于所述大数据存储中心（8）的锻炼者个体的最近一段时间的锻炼情况、历史锻炼情况和身体素质和锻炼者个人的锻炼方式的变好，进行大数据计算，生成新的符合锻炼者的锻炼规划书，提供给所述中央控制端（9），并由所述中央控制端（9）通过信号连接的方式发送给移动式便携端和可穿戴式设备中，从而通知看护者和锻炼者按照新的规定锻炼。
5.一种基于边缘计算与云端反馈的锻炼控制方法，包括如权利要求1-4中任意一项的基于边缘计算与云端反馈的锻炼控制***，其特征在于：定期在该锻炼控制***录入锻炼者的历史锻炼记录，所述锻炼记录包括锻炼场所、锻炼强度、锻炼时间和锻炼方式；
在锻炼者使用该锻炼控制***进行锻炼时，读取锻炼者的最近一段时间的锻炼情况和历史锻炼记录，同时读取锻炼者的身体情况，所述锻炼者的身体情况通过所述移动式便携端或医护管理端进行设置，所述计算和规划模块（7）自动读取所述气象状况获取模块（6）的气象情况数据、存储于所述大数据存储中心（8）的锻炼者个体的历史锻炼情况和身体素质和锻炼者个人的锻炼方式的变好，进行大数据计算，生成符合锻炼者的锻炼规划书，发送给所述中央控制端（9），并由所述中央控制端（9）通过信号连接的方式发送给移动式便携端和可穿戴式设备中，从而通知看护者和锻炼者，要求锻炼者按照规定锻炼；
所述中央控制端（9）实时监控锻炼者的锻炼情况，并将锻炼者实时的锻炼情况和所述锻炼者的锻炼规划书比较，如果锻炼者的锻炼强度超过锻炼规划书规定的阈值，则中央控制端（9）发出报警信息给所述医护管理端、移动式便携端（2）和穿戴式设备处，提醒锻炼者降低锻炼强度，以保证身体健康；当检测到当前的锻炼场所的气象不适合锻炼者锻炼时，通过所述锻炼者的可穿戴式设备发出停止锻炼的报警提醒信息。
6.根据权利要求5所述的一种基于边缘计算与云端反馈的锻炼控制方法，其特征在于：医护人员根据对锻炼者的身体检查情况，通过医护管理端修改存储于大数据存储中心（8）中的锻炼者的身体状况，从而，所述健康云端的所述计算和规划模块（7）重新读取所述气象状况获取模块（6）的气象情况数据、存储于所述大数据存储中心（8）的锻炼者个体的最近一段时间的锻炼情况、历史锻炼情况和身体素质和锻炼者个人的锻炼方式的变好，进行大数据计算，生成新的符合锻炼者的锻炼规划书，提供给所述中央控制端（9），并由所述中央控制端（9）通过信号连接的方式发送给移动式便携端和可穿戴式设备中，从而通知看护者和锻炼者按照新的规定锻炼。
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