学生健康促进监测系统和学生健康促进方法

摘要

本发明公开了学生健康促进监测系统和学生健康促进方法。学生健康促进监测系统，包括服务器，与服务器通讯连接的通讯中转器，及与通讯中转器无线通讯连接的运动信息采集终端；运动信息采集终端至少包括手握式传感器、上肢型传感器、项链式传感器、腰带式传感器、下肢型传感器中的一种；通讯中转器至少包括蓝牙采集器、WIFI路由器、带有蓝牙及WIFI功能的智能手机中的一种。本发明监测系统可以即时或定期将学生的运动数据汇总至服务器，以便对学生的运动情况进行分析，进而给出适当的运动建议。其中的运动信息采集终端采用了带有无线通讯功能的跳绳手柄，从而可以对学生的跳绳运动进行监测，方便学校进行学生的运动量管理。

说明书

技术领域

本发明涉及一种运动量监测系统，更具体地说是一种学生健康促进监测系统。此处的学生不仅仅指在校上学的中小学生，也包括成年之后的在职人员，是对需要健康的人员的一种称呼。

背景技术

从幼儿园到高中，是人生最重要的成长阶段。随着城镇化的发展，国内的儿童青少年随着父母住到城市里。因居住的小区运动空间不足，又因为在校的学习时间长，运动场地和时间也缺少。导致儿童和青少年的运动量不足，进而影响了学生身心发展。

本发明人根据检索关键词“名称,摘要,权利要求书+＝((球拍or手表 or球or手柄or手环or脚环)and(成长or进步or促进)and身体and(健康or运动or活动or健身)and(监测or检测)and(系统or平台or方法))”检索到56件中国专利文献。其中主要涉及与食品、睡眠、医疗、学习或某特殊运动等有关的监测。其中，CN201520692261.4 基于智能穿戴手环的健康监管系统主要是用于亚健康的监测，其主要保护的是终端设备；CN201480056685.X用于使用移动装置获得身体功能测量值的系统和方法和CN201480056302.9用于使用移动装置获得身体功能测量值的系统和方法，主要是用于身体参数的测量；CN201611063008.8互联网+ 校园体育训练/比赛运动场/馆信息化系统也主要是用于运动场馆的信息化。CN201610785295.7一种运动综合监控系统及其方法，主要是介绍教练如何通过网络监测运动员的运动。未出现专门针对学生的长期运动量进行监测，并依此提供运动指导意见或进行监督的系统。

本申请人是一家专业从事学生用跳绳产品的企业。长期为学生提供跳绳产品。但学生的运动也不仅限于跳绳，还有其它球类、体操和田径类的运动。因此，有必要开发一个基于互联网的系统，便于对学生或其它人群进行运动量监测，以促进其身体的健康发育。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供一种学生健康促进监测系统。

本发明的目的通过下列技术方案来实现：

本发明学生健康促进监测系统，包括服务器，与服务器通讯连接的通讯中转器，及与所述通讯中转器无线通讯连接的运动信息采集终端；所述运动信息采集终端至少包括手握式传感器、上肢型传感器、项链式传感器、腰带式传感器、下肢型传感器中的一种；所述通讯中转器至少包括蓝牙采集器、WIFI路由器、带有蓝牙及WIFI功能的智能手机中的一种；所述运动信息采集终端包括控制器，及与所述控制器电性连接的运动传感器、人体传感器和近场通讯模块。

优选地，所述手握式传感器为无线通讯型跳绳手柄；所述无线通讯型跳绳手柄设有所述的控制器，及与所述控制器连接的计数传感器、WIFI模块和蓝牙模块；所述的计数传感器为所述运动传感器，所述的WIFI模块和蓝牙模块为所述的近场通讯模块。

优选地，所述无线通讯型跳绳手柄还包括与所述控制器连接的显示屏、控制按钮、指纹传感器、SIM卡模块、听筒、扬声器和拾音器；所述的指纹传感器为所述的人体传感器。

优选地，所述无线通讯型跳绳手柄还包括手柄外壳，及旋转联接于所述手柄外壳一端的旋转轴；所述指纹传感器和所述听筒设于所述手柄外壳近于所述旋转轴的一端，所述显示屏、控制按钮、拾音器设于所述手柄外壳远于所述旋转轴的另一端。

优选地，所述通讯中转器设于校园、住宅小区或运动场所，包括专用采集器、WIFI热点设备、带有健康促进APP的移动设备中的一种；所述专用采集器包括控制电路，及与控制电路连接的蓝牙模块和通讯模块，所述的移动设备至少包括智能手机、平板电脑中的一种。

优选地，所述上肢型传感器为佩戴于腕部且带有指纹传感器的运动手环，以检测学生的上肢运动量，至少包括篮球运动量、排球运动量、体操运动量、棒球运动量、手球运动量、跑步运动量、实心球运动量、乒乓球运动量、网球运动量、羽毛球运动量、棒球运动量中的一种。

优选地，所述的下肢型传感器为佩戴于鞋内的电子运动鞋垫或佩戴于踝部的运动脚环，以检测学生的下肢运动量，至少包括足球运动量、毽子运动量、体操运动量、跑步运动量、立定跳远运动量中的一种。

优选地，所述腰带式传感器为带有加速度传感器和指纹传感器的智能腰带，以检测学生的躯干运动量，至少包括单杠运动量、双杠运动量、俯卧撑运动量中的一种；同一学生佩戴的多个运动信息采集终端通过运动轨迹的组合，识别出运动类型，并以此区别运动量的类型；需要识别出的运动类型至少包括引体向上、仰卧起坐中的一种。

优选地，所述运动信息采集终端为皮套式传感器，所述皮套式传感器为环状结构；所述环状结构设有用于穿过移动型运动工具把部的穿孔部，所述环状结构的外周还设有指纹传感器，所述运动工具把部至少为乒乓球拍把、网球把、羽毛球把、棒球把中的一种；所述指纹传感器为人体传感器。

优选地，所述服务器包括学生运动量参考数据库和学生运动量动态数据库；所述学生运动量参考数据库包括年龄属性、身高属性、体重属性、体型属性和运动部位属性；所述学生运动量动态数据库包括年龄属性、身高属性、体重属性、体型属性和运动部位属性。

本发明一种学生健康促进方法，采用前述的学生健康促进监测系统，所述促进方法包括以下步骤：

输入步骤，输入学生个人信息，至少包括指纹、掌纹、心率波形、身高、体重、年龄、体型中的一种；

目标数据生成步骤，根据目标等级，从运动量参考数据库中选择相应的数据，生成该学生的目标数据；

初步检测步骤，对该学生进行初步的体能检测，至少包括上肢运动、下肢运动、躯干运动、肺活量中的一种；

监测数据生成步骤，根据目标数据，及选定的完成时间，生成各个阶段的运动参考数据，分别存储于服务器和采集终端；

实时采集步骤，以设定的时间周期对该学生的运动量实时数据进行汇总，生成最小运动汇总数据，至少包括运动总量、运动强度、运动密度中的一种；

运动反馈步骤，将最小运动汇总数据与该阶段的运动参考数据相比较，生成反馈信号，至少包括未完成型反馈信号和已完成型反馈信号二种类型。

优选地，所述运动信息采集终端实时存储有运动周期在七天以上的学生运动量临时参考数据和学生运动量临时动态数据；所述所述运动信息采集终端每周至少与所述服务器实时同步更新一次。

本发明一种学生运动类型的监测方法，采用前述的学生健康促进监测系统，所述运动传感器至少包括加速度传感器，学生佩戴的运动信息采集终端至少有二个不同的类型，根据二个运动信息采集终端采集到的运动轨迹，识别出学生的运动类型。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明监测系统采用了通讯中转器，实现运动信息采集终端与服务器的连接，可以即时或定期将学生的运动数据汇总至服务器，以便对学生的运动情况进行分析，进而给出适当的运动建议。其中的运动信息采集终端采用了带有无线通讯功能的跳绳手柄，从而可以对学生的跳绳运动进行监测，方便学校进行学生的运动量管理。进一步在跳绳手柄采用了SIM卡，可以直接与服务器，同时具有了移动通话功能，可以增进学生与家长的沟通机会，但又不必担心学生会过度使用，因为跳绳手柄是运动产品，其仅具有通话和文字信息传输的功能，不具有智能手机的浏览网页和玩游戏的功能。进一步在多种场地设有通讯中转器，方便学生及时更新运动量数据。进一步采用运动手环这种类型的上肢型传感器，可以监测学生的多种带有上肢活动的运动量数据。进一步地采用下肢型传感器，可以监测学生的多种带有下肢活动的运动量数据。进一步采用腰带式传感器，可以监测学生的多种主要以躯干活动为主的运动量数据。进一步采用了皮带式传感器，套在球拍或球杆上，用于监测学生的带有球拍的运动量数据。本发明学生健康促进方法采用了本发明监测系统，并在接收到运动量数据后，及时发出反馈信息给学生，提醒其及时补充运动。因学生通常一周才回一次家，为了防止因为网络不通的原因，导致服务器不能更新，因此，运动信息采集终端存有学生运动量临时参考数据和学生运动量临时动态数据，使其处于离线状态也可以监测。本发明一种学生运动类型的监测方法，通过多个运动传感器的组合，实现引体向上、仰卧起坐等活动的识别并进行监测。从而实现对学生运动更为准确的监测。

附图说明

图1为本发明学生健康促进监测系统具体实施例一的结构示意图；

图2为图1实施例中的运动信息采集终端的电路方框示意图；

图3为本发明监测系统中的运动信息采集终端为跳绳手柄的电路方框示意图；

图4为本发明监测系统中的运动信息采集终端为反馈型跳绳手柄的电路方框示意图；

图5为图4实施例的结构示意图；

图6为本发明监测系统中的运动信息采集终端为无通通讯型跳绳手柄的电路图1(带WIFI和蓝牙模块)；

图7为本发明监测系统中的运动信息采集终端为无通通讯型跳绳手柄的电路图2(带WIFI和蓝牙模块)；

图8为本发明监测系统中的服务器的方框示意图；

图9为本发明学生健康促进方法具体实施时的流程图。

附图标记

S 学生健康促进监测系统 10 服务器

20 通讯中转器 301 控制器

302 运动传感器 303 人体传感器

304 近场通讯模块 30 运动信息采集终端

310 拾音器 311 计数传感器

312 WIFI模块 313 蓝牙模块

314 显示屏 315 控制按钮

316 指纹传感器 317 SIM卡模块

318 听筒 319 扬声器

31 无线通讯型跳绳手柄 32 手柄外壳

33 旋转轴 34 电源

具体实施方式

下面将通过以下实施例进行清楚、完整地描述本发明的技术方案中显然，以下将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作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。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本发明实施例说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明实施例。如在本发明实施例说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

如图1和图2所示，本发明学生健康促进监测系统S，包括服务器10，与服务器10通讯连接的通讯中转器20，及与通讯中转器20无线通讯连接的运动信息采集终端30；运动信息采集终端至少包括手握式传感器、上肢型传感器、项链式传感器、腰带式传感器、下肢型传感器中的一种；通讯中转器至少包括蓝牙采集器、WIFI路由器、带有蓝牙及WIFI功能的智能手机中的一种；运动信息采集终端30包括控制器301，及与控制器301电性连接的运动传感器302、人体传感器303和近场通讯模块304。其中，通讯中转器20 设于校园、住宅小区或运动场所，包括专用采集器、WIFI热点设备、带有健康促进APP的移动设备中的一种；专用采集器包括控制电路，及与控制电路连接的蓝牙模块和通讯模块，移动设备至少包括智能手机、平板电脑中的一种。基本上做到学生在何处运动，就可以在何处上传数据。

如图3所示的实施例，其中的手握式传感器为无线通讯型跳绳手柄31；无线通讯型跳绳手柄31设有控制器301，及与控制器301连接的计数传感器 311、WIFI模块312和蓝牙模块313；计数传感器311就是运动传感器，WIFI 模块312和蓝牙模块313就是近场通讯模块。

如图4所示的实施例，无线通讯型跳绳手柄31还包括与控制器301连接的显示屏314、控制按钮315、指纹传感器316、SIM卡模块317、听筒318、扬声器319和拾音器310；其中的指纹传感器就是人体传感器。

如图5所示，无线通讯型跳绳手柄31还包括手柄外壳32，及旋转联接于手柄外壳32一端的旋转轴33；指纹传感器316和听筒318设于手柄外壳32近于旋转轴33的一端，显示屏314、控制按钮315、拾音器310设于手柄外壳远于旋转轴33的另一端。

如图6和图7为本发明监测系统中的运动信息采集终端为无通通讯型跳绳手柄的电路图(带WIFI和蓝牙模块)。图中示出具体的芯片型号和连接关系。其中，Q1至Q3为霍尔开关，是计数传感器。控制器为IC1，为ESP32 型号(自带蓝牙功能)。U2为KXTJ2型加速度传感器。P3为FINGER指纹传感器。其它很多元器件为常用器件，在此不作赘述。

于其它实施例中，上肢型传感器为佩戴于腕部且带有指纹传感器的运动手环，以检测学生的上肢运动量，至少包括篮球运动量、排球运动量、体操运动量、棒球运动量、手球运动量、跑步运动量、实心球运动量、乒乓球运动量、网球运动量、羽毛球运动量、棒球运动量中的一种。

于其它实施例中，下肢型传感器为佩戴于鞋内的电子运动鞋垫或佩戴于踝部的运动脚环，以检测学生的下肢运动量，至少包括足球运动量、毽子运动量、体操运动量、跑步运动量、立定跳远运动量中的一种。

于其它实施例中，腰带式传感器为带有加速度传感器和指纹传感器的智能腰带，以检测学生的躯干运动量，至少包括单杠运动量、双杠运动量、俯卧撑运动量中的一种；同一学生佩戴的多个运动信息采集终端通过运动轨迹的组合，识别出运动类型，并以此区别运动量的类型；需要识别出的运动类型至少包括引体向上、仰卧起坐中的一种。

于其它实施例中，也可以采用项链式传感器。因为女学生无腰带的使用习惯，因此，项链式传感器用于女生，腰带式传感器用于男生。

于其它实施例中，运动信息采集终端为皮套式传感器(类似于运动手环的结构，但其具有极强的弹性，可以套箍在球拍或珠杆上)，皮套式传感器为环状结构；环状结构设有用于穿过移动型运动工具把部的穿孔部，环状结构的外周还设有指纹传感器，运动工具把部至少为乒乓球拍把、网球把、羽毛球把、棒球把中的一种；其中指纹传感器就是人体传感器，以便验证学生的身份。

上述诸多实施例中，运动信息采集终端多为个人佩戴型结构，还可以采用设于学校、体育馆等场地的运动采集装置，比如封闭式的球场，可以检测到每个球员的运动量，这些球员可以通过这个场地的学员运动量计装置，将每个学员的运动量汇合至服务器中。这些固定场所的学员，在进入场训练或考试时需要身份识别，比如指纹确认或人脸识别等，在识别进入和离开的时间差，运动采集装置将整个时间段的运动量，平均之后分配给每个学员。由于不是个人佩戴型终端，数据存在误差，服务器在数据存储时可以增加一个特殊标识，以示区别。

于其它实施例中，服务器包括学生运动量参考数据库和学生运动量动态数据库；学生运动量参考数据库包括年龄属性、身高属性、体重属性、体型属性和运动部位属性，这一份数据列表，不同属性的学生，其运动量参考值均会发生变化。学生运动量动态数据库包括年龄属性、身高属性、体重属性、体型属性和运动部位属性。学生的动态数据中，运动部位属性和运动量数据是实时动态更新，有一次就记录一次。年龄属性、身高属性、体重属性、体型属性和则是定期更新，比如年龄以1个月或3个月更新一次，身高以1cm的变化进行更新。体重有2-5斤的变化时进行更新，当身高和体重数据更新时，体型属性也更新一次。

本发明还公开了一种学生健康促进方法，采用前述的学生健康促进监测系统，所述促进方法包括以下步骤：

输入步骤，输入学生个人信息，至少包括指纹、掌纹、心率波形、身高、体重、年龄、体型中的一种(这个步骤相当于是注册登记的过程)；

目标数据生成步骤，根据目标等级，从运动量参考数据库中选择相应的数据，生成该学生的目标数据(这个步骤相当于设定一个合理可实际的目标，该步骤也可以在初步检测步骤之后再进行)；

初步检测步骤，对该学生进行初步的体能检测，至少包括上肢运动、下肢运动、躯干运动、肺活量中的一种(这个步骤相当于是运动开始阶段，对学生的体能进行一下初次检测)；

监测数据生成步骤，根据目标数据，及选定的完成时间，生成各个阶段的运动参考数据，分别存储于服务器和采集终端(该步骤还与运动强度有关，若是强度中等或偏低时，完成目标的时间会偏长)；

实时采集步骤，以设定的时间周期对该学生的运动量实时数据进行汇总，生成最小运动汇总数据，至少包括运动总量、运动强度、运动密度中的一种(这个步骤就是实时检测运动量的过程，通常是完成之后再汇总，最小运动汇总数据，是指上传至服务器的数据，需要一定的数量才会更新并上传服务器，比如跑步，至少一百步或一百米，才会更新服务器中的数据)；

运动反馈步骤，将最小运动汇总数据与该阶段的运动参考数据相比较，生成反馈信号，至少包括未完成型反馈信号(比如发出类似于“离目标还有点距离，要多努力”的语音信息或文字信息)和已完成型反馈信号(比如发出类似于“做得很棒，再接再励”的语音信息或文字信息)二种类型。

其中在运动反馈步骤，反馈信息采用语音信息时，每个学生可以采用自定义，在系统中进行注册时或注册后，通过在线录制或录音文件上传等方式进行设置。比如是学生最喜欢的偶像的录音，或者学生父母的录音。也可以用歌曲来代替这些录音。

于其它实施例中，当学生在规定的时间内未运动，则服务器未接收到相关的运动量，此时可以通过跳绳手柄之类的采集终端，向学生发送提醒信息，以提醒他按时完成运动量。

于其它实施例中，服务器中还可以接收拉拉队员的注册，注册成功的拉拉队员，可以在线录制自己的语音信息或输入文字信息，这些鼓励性的信息，可以通过广播方式发送，也可以单独发送给好友。其中好友的身份，需要以通过发送请求的方式，获得学生的验证之后，才能成为好友。进一步地，学生也可以注册为拉拉队员。

优选地，所述运动信息采集终端实时存储有运动周期在七天以上的学生运动量临时参考数据和学生运动量临时动态数据；所述所述运动信息采集终端每周至少与所述服务器实时同步更新一次。

本发明还公开了一种学生运动类型的监测方法，采用前述的学生健康促进监测系统，所述运动传感器至少包括加速度传感器，学生佩戴的运动信息采集终端至少有二个不同的类型，根据二个运动信息采集终端采集到的运动轨迹，识别出学生的运动类型。

综上所述，本发明监测系统采用了通讯中转器，实现运动信息采集终端与服务器的连接，可以即时或定期将学生的运动数据汇总至服务器，以便对学生的运动情况进行分析，进而给出适当的运动建议。其中的运动信息采集终端采用了带有无线通讯功能的跳绳手柄，从而可以对学生的跳绳运动进行监测，方便学校进行学生的运动量管理。进一步在跳绳手柄采用了SIM卡，可以直接与服务器，同时具有了移动通话功能，可以增进学生与家长的沟通机会，但又不必担心学生会过度使用，因为跳绳手柄是运动产品，其仅具有通话和文字信息传输的功能，不具有智能手机的浏览网页和玩游戏的功能。进一步在多种场地设有通讯中转器，方便学生及时更新运动量数据。进一步采用运动手环这种类型的上肢型传感器，可以监测学生的多种带有上肢活动的运动量数据。进一步地采用下肢型传感器，可以监测学生的多种带有下肢活动的运动量数据。进一步采用腰带式传感器，可以监测学生的多种主要以躯干活动为主的运动量数据。进一步采用了皮带式传感器，套在球拍或球杆上，用于监测学生的带有球拍的运动量数据。本发明学生健康促进方法采用了本发明监测系统，并在接收到运动量数据后，及时发出反馈信息给学生，提醒其及时补充运动。因学生通常一周才回一次家，为了防止因为网络不通的原因，导致服务器不能更新，因此，运动信息采集终端存有学生运动量临时参考数据和学生运动量临时动态数据，使其处于离线状态也可以监测。本发明一种学生运动类型的监测方法，通过多个运动传感器的组合，实现引体向上、仰卧起坐等活动的识别并进行监测。从而实现对学生运动更为准确的监测。

上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。