全民智道系统及其管理服务方法.pdf

本发明涉及一种全民智道系统及其管理服务方法，包括基于云计算的服务平台，步道智能感应设备、专用芯片手环、生理数据采集设备和客户端，步道智能感应设备信号输出端通过射频识别模块连接远程服务平台的信号接收端，生理数据采集设备通讯连接服务平台的数据库模块，服务后台包括数据接收装置、转换存储装置、分析计算装置、发送装置，可以通过系统采集用户的生理数据，建立个人档案，评估分析身体状况，实施全方位的健身指导及与专家团队的互动咨询，科学管理用户的健康档案，使健身步道科技化、信息化、智能化，便于用户锻炼健身。

权利要求书
1.  一种全民智道系统，包括基于云计算的服务平台，步道智能感应设备、生理数据采集设备和客户端，所述步道智能感应设备的信号输出端通过射频识别模块连接所述服务平台的信号接收端，所述生理数据采集设备通讯连接所述服务平台的数据库模块，其特征在于，所述服务平台含有：
数据接收装置:用以接收所述采集设备和生理数据采集设备传来的数据；
转换存储装置：用以通过“ISO-8859-1”编码不间断读取所述数据接收装置接收的数据，转换为不间断的字符串并存储；
分析计算装置：用以解析所述转换存储装置转换的字符串得出运动健身的运动时间、走路能耗和跑步能耗，运动时间通过作差取值获取，走路能耗通过公式E1=BW×(0.1v+1.8v×i+3.5)/3.5×t/60，跑步能耗通过公式(Kcal)E2=BW×(0.2v+0.9v×i+3.5)/3.5×t/60获得，其中，v为速度m/min、BW为体重kg、t为耗时min、ｉ为坡度h/l，并将这些数据构建个人健康数据库，最后将解析字符串得到的步道智能感应设备的芯片ID号和读取时间存储至数据库相应表中；
发送装置：用以将所述分析计算装置分析出的数据与构建的数据库发送至所述客户端。

2.  根据权利要求1所述的一种全民智道系统，其特征在于，所述字符串的解析中其索引16-18号位置，截取得到41编码的，代表向服务平台发送多个步道智能感应设备的芯片数据；在字符串索引16-18号位置，截取得到42编码的，代表向服务平台发送的心跳包数据；在字符串索引22-32号位置，截取得到字符串数据为步道智能感应设备的芯片ID号；在读取多个电子芯片时，字符串索引22-32号位置上，累次加10，得到新索引位置截取的多个步道智能感应设备的芯片ID号。

3.  根据权利要求1所述的一种全民智道系统，其特征在于，所述服务平台采用刀片服务器集群与关系式数据库集群。

4.  根据权利要求1所述的一种全民智道系统，其特征在于，所述步道智能感应设备包括步道专用信息采集装置，感应天线、阅读器模块和控制模块，所述步道专用信息采集装置与所述感应天线通讯连接，所述感应天线的发射端通过所述阅读器模块连接所述控制模块信号输入端，所述控制模块信号输出端通讯连接所述服务平台的信号接收端。

5.  根据权利要求4所述的一种全民智道系统，其特征在于，所述步道专用信息采集装置采用步道专用芯片手环，所述步道专用芯片手环包括硅胶外壳、电池和高频芯片，所述电池和所述芯片固定于所述硅胶外壳上，所述芯片与所述感应天线射频识别连接。

6.  根据权利要求1所述的一种全民智道系统，其特征在于，所述生理数据采集设备采用健身测试小屋，所述健身测试小屋包括身体成分分析仪，心血管功能测试仪，骨密度测试仪和测评与干预管理系统。

7.  根据权利要求1所述的一种全民智道系统，其特征在于，所述服务平台无线连接智能终端、显示系统和网络浏览器。

8.  一种全民智道系统进行管理服务的方法，其特征在于，在由基于云计算的服务平台，步道智能感应设备、生理数据采集设备和客户端构成的系统中，所述步道智能感应设备的信号输出端通过射频识别模块连接所述服务平台的信号接收端，所述生理数据采集设备通讯连接所述服务平台的数据库模块，其特征在于，所述服务平台运行如下步骤：
数据接收步骤:用以接收所述采集设备和生理数据采集设备传来的数据；
转换存储步骤：用以通过“ISO-8859-1”编码不间断读取所述数据接收步骤接收的数据，转换为不间断的字符串并存储；
分析计算步骤：用以解析所述转换存储步骤转换的字符串得出运动健身的运动时间、走路能耗和跑步能耗，运动时间通过作差取值获取，走路能耗通过公式E1=BW×(0.1v+1.8v×i+3.5)/3.5×t/60，跑步能耗通过公式(Kcal)E2=BW×(0.2v+0.9v×i+3.5)/3.5×t/60获得，其中，v为速度m/min、BW为体重kg、t为耗时min、ｉ为坡度h/l，并将这些数据构建个人健康数据库，最后将解析字符串得到的步道智能感应设备的标签ID号和读取时间存储至数据库相应表中；
发送步骤：用以将所述分析计算步骤分析出的数据与构建的数据库发送至所述客户端。

9.  根据权利要求8所述的全民智道系统进行管理服务的方法，其特征在于，所述字符串的解析中其索引16-18号位置，截取得到41编码的，代表向服务平台发送多个步道智能感应设备的标签数据；在字符串索引16-18号位置，截取得到42编码的，代表向服务平台发送的心跳包数据；在字符串索引22-32号位置，截取得到字符串数据为步道智能感应设备的标签ID号；在读取多个电子标签时，字符串索引22-32号位置上，累次加10，得到新索引位置截取的多个步道智能感应设备的芯片ID号。

说明书全民智道系统及其管理服务方法
技术领域
本发明涉及一种管理与服务系统及其管理服务方法，尤其涉及一种全民智道系统及其管理服务方法，属于体育设备技术管理技术领域。
背景技术
健身步道是一种提供人们主要进行走、跑锻炼的道路，除了走、跑锻炼外，人们还可以在步道上进行骑自行车、轮滑、滑板等锻炼。
据申请人了解，现有的健身步道只是用于健身的路径，无法对使用者的运动情况进行反馈，亦无法对步道的使用信息进行有效的管理与监控，不便于使用者了解自身的运动情况，制定合理的运动方案。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种全民智道系统，可以智能采集步道数据，管理使用者的运动信息，完善个人运动健康档案，提出适合个人的具体的运动方案。
为了解决以上技术问题，本发明提供一种全民智道系统，包括基于云计算的服务平台，步道智能感应设备、生理数据采集设备和客户端，步道智能感应设备的信号输出端通过射频识别模块连接服务平台的信号接收端，生理数据采集设备通讯连接服务平台的数据库模块，服务平台含有：
数据接收装置:用以接收采集设备和生理数据采集设备传来的数据。
转换存储装置：用以通过“ISO-8859-1”编码不间断读取所述数据接收装置接收的数据，转换为不间断的字符串并存储；
分析计算装置：用以解析所述转换存储装置转换的字符串得出运动健身的运动时间、走路能耗和跑步能耗，运动时间通过作差取值获取，走路能耗通过公式E1＝BW×(0.1v+1.8v×i+3.5)/3.5×t/60，跑步能耗通过公式(Kcal)E2＝BW×(0.2v+0.9v×i+3.5)/3.5×t/60获得，其中，v为速度m/min、BW为体重kg、t为耗时min、i为坡度h/l，并将这些数据构建个人健康数据库，最后将解析字符串得到的步道智能感应设备的标签ID号和读取时间存储至数据库相应表中；
发送装置：用以将分析计算装置分析出的数据与构建的数据库发送至客户端。
当用户携带生理数据采集设备进入步道，在进入到射频识别模块感应的范围之内，即开始读取生理数据采集设备，读取到具体标签ID值开始记录数据到服务平台存储。当用户从步道的起点开始行走时，起点的天线开始读取到标签，并记录下开始时间。当用户在到达步道终点时，终点的天线读取到标签，并记录下结束时间。服务平台有一个循环读取数据的线程，不间断的读取开始记录表和结束记录表的记录时间。在经过数据筛选，选取到有效的时间，计算出运动时长。根据用户在步道行走的时长，步道距离、用户体重这三个值，再经过公式的计算，得到用户此次行走消耗的能耗值。将运算出能时长、能耗等数据存储到用户运动记录表中，这样用户就完成了一次运动记录。
本发明进一步限定的技术方案是：字符串的解析中其索引16-18号位置，截取得到41编码的，代表向服务平台发送多个步道智能感应设备的标签数据；在字符串索引16-18号位置，截取得到42编码的，代表向服务平台发送的心跳包数据；在字符串索引22-32号位置，截取得到字符串数据为步道智能感应设备的标签ID号；在读取多个电子标签时，字符串索引22-32号位置上，累次加10，得到新索引位置截取的多个步道智能感应设备的标签ID号。
进一步的，服务平台采用刀片服务器集群与关系式数据库集群。
进一步的，步道智能感应设备包括步道专用信息采集装置，感应天线、阅读器模块和控制模块，步道专用信息采集装置与感应天线通讯连接，感应天线的发射端通过阅读器模块连接控制模块信号输入端，控制模块信号输出端通讯连接服务平台的信号接收端。
进一步的，步道专用信息采集装置采用步道专用芯片手环，步道专用芯片手环包括硅胶外壳、电池和高频芯片，电池和高频芯片固定于硅胶外壳上，高频芯片与感应天线射频识别连接。
进一步的，生理数据采集设备采用健身测试小屋，健身测试小屋包括身体成分分析仪，心血管功能测试仪，骨密度测试仪和测评与干预管理系统。
进一步的，服务平台无线连接智能终端、显示系统和网络浏览器。
一种全民智道系统进行管理服务的方法，在由基于云计算的服务平台，步道智能感应设备、生理数据采集设备和客户端构成的系统中，所述步道智能感应设备的信号输出端通过射频识别模块连接所述服务平台的信号接收端，所述生理数据采集设备通讯连接所述服务平台的数据库模块，其特征在于，所述服务平台运行如下步骤：
数据接收步骤:用以接收所述采集设备和生理数据采集设备传来的数据；
转换存储步骤：用以通过“ISO-8859-1”编码不间断读取所述数据接收步骤接收的数据，转换为不间断的字符串并存储；
分析计算步骤：用以解析所述转换存储步骤转换的字符串得出运动健身的运动时间、走路能耗和跑步能耗，运动时间通过作差取值获取，走路能耗通过公式E1＝BW×(0.1v+1.8v×i+3.5)/3.5×t/60，跑步能耗通过公式(Kcal)E2＝BW×(0.2v+0.9v×i+3.5)/3.5×t/60获得，其中，v为速度m/min、BW为体重kg、t为耗时min、i为坡度h/l，并将这些数据构建个人健康数据库，最后将解析字符串得到的步道智能感应设备的标签ID号和读取时间存储至数据库相应表中；
发送步骤：用以将所述分析计算步骤分析出的数据与构建的数据库发送至所述客户端。
进一步的，字符串的解析中其索引16-18号位置，截取得到41编码的，代表向服务平台发送多个步道智能感应设备的标签数据；在字符串索引16-18号位置，截取得到42编码的，代表向服务平台发送的心跳包数据；在字符串索引22-32号位置，截取得到字符串数据为步道智能感应设备的标签ID号；在读取多个电子标签时，字符串索引22-32号位置上，累次加10，得到新索引位置截取的多个步道智能感应设备的标签ID号。
本发明的有益效果是：可以通过系统采集用户的生理数据，建立个人档案，评估分析身体状况，实施全方位的健身指导及与专家团队的互动咨询，科学管理用户的健康档案，使健身步道科技化、信息化、智能化，便于用户锻炼健身。
附图说明可以
图1为本发明的硬件结构示意图。
图2为本发明的步道智能感应设备结构示意图。
图3为本发明的步道专用手环结构示意图。
图4为本发明转换数据的格式示意图。
图5为本发明的工作流程图。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供的一种全民智道系统，如图1所示，包括基于云计算的服务平台1，步道智能感应设备2、生理数据采集设备3和客户端4，步道智能感应设备2的信号输出端通过射频识别模块5连接服务平台1的信号接收端，生理数据采集设备3通讯连接服务平台1的数据库模块，服务平台1含有：
数据接收装置:用以接收采集设备和生理数据采集设备传来的数据。
转换存储装置：用以通过“ISO-8859-1”编码不间断读取所述数据接收装置接收的数据，转换为不间断的字符串并存储。
分析计算装置：用以解析所述转换存储装置转换的字符串得出运动健身的运动时间、走路能耗和跑步能耗，运动时间通过作差取值获取，走路能耗通过公式E1＝BW×(0.1v+1.8v×i+3.5)/3.5×t/60，跑步能耗通过公式(Kcal)E2＝BW×(0.2v+0.9v×i+3.5)/3.5×t/60获得，其中，v为速度m/min、BW为体重kg、t为耗时min、i为坡度h/l，并将这些数据构建个人健康数据库，最后将解析字符串得到的步道智能感应设备的标签ID号和读取时间存储至数据库相应表中。
发送装置：用以将分析计算装置分析出的数据与构建的数据库发送至客户端。
当用户携带运动数据采集设备进入步道，在进入到射频识别模块感应的范围之内，即开始读取运动数据采集设备，读取到具体芯片ID值开始记录数据到服务平台存储。当用户从步道的起点开始行走时，起点的天线开始读取到芯片，并记录下开始时间。当用户在到达步道终点时，终点的天线读取到芯片，并记录下结束时间。服务平台有一个循环读取数据的线程，不间断的读取开始记录表和结束记录表的记录时间。在经过数据筛选，选取到有效的时间，计算出运动时长。根据用户在步道行走的时长，步道距离、用户体重这三个值，再经过公式的计算，得到用户此次行走消耗的能耗值。将运算出能时长、能耗等数据存储到用户运动记录表中，这样用户就完成了一次运动记录。
装换存储装置的转换方法如图4所示，
1、数据发送时，通过TCP/IP协议发送数据流，循环发送加密的16进制字节流数据。
2、射频识别模块5向服务平台1发送单个电子标签或者多个电子标签，一次性最多可以识别读取50个标签，可设置读取时间间隔。最多支持255个Byte长度的数据。
3、在服务平台1通过一个始终在运行、不自动销毁的线程，读取射频识别模块5发送过来的数据流。在读取数据流的时候，指定“ISO-8859-1”编码读取，将读取过来的字节流再转换为字符流。
4、在读取字符流时，通过不间断的读取，这样获得一个不间断的字符串，再解析长字符串。
5、通过协议指定的标准解析长字符串：
1)约定在字符串索引16-18号位置，截取得到41编码的代表是向上位机发送多电子标签数据。
2)约定在字符串索引16-18号位置，截取得到42编码的代表是向上位机发送心跳包数据。
3)约定在字符串索引22-32号位置，截取得到字符串数据是电子标签ID号。
4)在读取多个电子标签时，在字符串索引22-32号位置(开始位置，结束位置)上，累次加10，得到新索引位置截取得到多个电子标签ID号。
分析计算装置的计算分析方法，公式，数据库构建方法如下
1、记录到用户运动的开始时间和结束时间后，开始计算。用结束时间和开始时间做差取值，得到时间段。在取时间段时，需要与合理的运动时间做参照对比。如果用时在合理的运动时间内，既算是有效数据。(注：合理的运动时间是指1个成年人在步道内以匀速的速度走或跑完步道一圈用时。)
2、关于能耗的计算需要以下三项的值：时长、步道的长度、测试人的体重
3、计算公式
走路能耗(Kcal)：E＝BW×(0.1v+1.8v×i+3.5)/3.5×t/60
跑步能耗(Kcal)：E＝BW×(0.2v+0.9v×i+3.5)/3.5×t/60
符号表示：速度v：m/min、体重BW：kg、耗时t：min、坡度i＝h/l
(注：目前步道的默认为水平的路面既是没有坡度的，i取值为0。)
4、数据库表的设计：
在数据库中目前建立三张表：起点时间记录表、终点时间记录表、个人在步道运动记录表。在个人运动记录表中会记录步道的地点、名称、编号、对应测试人的运动情况等字段。
数据库表结构详细设计如下所示：
1)TBL_DATA_100运动起点记录表

2)TBL_DATA_101运动终点记录表

3)TBL_EXERCISE_DATA运动记录表


最后在读取到字符串流数据后解析字符串得到标签ID号和读取时间存储至数据库相应表中。数据流解析的字符串，原始串的数据、读取序号、命令头等相应的字符串作为可选择性存储的数据存储到数据库表中，作为评判数据准确性依据或参考日志用。
服务平台1采用刀片服务器集群6与关系式数据库集群7。
步道智能感应设备如图2所示，包括步道专用信息采集装置8，感应天线9、阅读器模块10和控制模块11，步道专用信息采集装置8与感应天线9通讯连接，感应天线的发射端通过阅读器模块连接控制模块信号输入端，控制模块信号输出端通讯连接服务平台的信号接收端。
步道专用信息采集装置8采用步道专用芯片手环，步道专用芯片手环包括硅胶外壳8-1、电池8-2和高频芯片8-3，电池8-2和高频芯片8-3固定于硅胶外壳8-1上，高频芯8-3片与感应天线9射频识别连接。
生理数据采集设备3采用健身测试小屋，健身测试小屋包括身体成分分析仪，心血管功能测试仪，骨密度测试仪和测评与干预管理系统。
服务平台1无线连接智能终端12、显示系统和网络浏览器。
一种全民智道系统进行管理服务的方法，在由基于云计算的服务平台，步道智能感应设备、生理数据采集设备和客户端构成的系统中，所述步道智能感应设备的信号输出端通过射频识别模块连接所述服务平台的信号接收端，所述生理数据采集设备通讯连接所述服务平台的数据库模块，所述服务平台运行如下步骤：
数据接收步骤:用以接收所述采集设备和生理数据采集设备传来的数据；
转换存储步骤：用以通过“ISO-8859-1”编码不间断读取所述数据接收步骤接收的数据，转换为不间断的字符串并存储；
分析计算步骤：用以解析所述转换存储步骤转换的字符串得出运动健身的运动时间、走路能耗和跑步能耗，运动时间通过作差取值获取，走路能耗通过公式E1＝BW×(0.1v+1.8v×i+3.5)/3.5×t/60，跑步能耗通过公式(Kcal)E2＝BW×(0.2v+0.9v×i+3.5)/3.5×t/60获得，其中，v为速度m/min、BW为体重kg、t为耗时min、i为坡度h/l，并将这些数据构建个人健康数据库，最后将解析字符串得到的步道智能感应设备的标签ID号和读取时间存储至数据库相应表中；
发送步骤：用以将所述分析计算步骤分析出的数据与构建的数据库发送至所述客户端。
字符串的解析中其索引16-18号位置，截取得到41编码的，代表向服务平台发送多个步道智能感应设备的标签数据；在字符串索引16-18号位置，截取得到42编码的，代表向服务平台发送的心跳包数据；在字符串索引22-32号位置，截取得到字符串数据为步道智能感应设备的标签ID号；在读取多个电子标签时，字符串索引22-32号位置上，累次加10，得到新索引位置截取的多个步道智能感应设备的标签ID号。
在全民智道-扬州曲江公园步道现场，实际测试情况如下：
扬州曲江公园步道长度1200M。
在起点和终点各架设智能感应设备各1个。
一个健康男性，年龄28岁，身高170CM，体重60KG，戴着芯片手环以正常匀速行走一圈(速度5km/h)，实际测得时间为14分24秒，消耗卡路里为82.57千卡。
平台给予的运动处方计划：
症状：轻度高血压(收缩压：140mmHg舒张压：105mmHg)
运动目标：(1).适量降低血压水平，使目标血压水平趋近正常。
(2).通过运动改善主要系统的神经调节功能。
运动内容：以全身大肌群参与的有氧训练为主，如走路、慢跑、骑车、游泳或者强度略大的球类运动等。
运动强度：以中等强度为宜。保持心率在(220-年龄)*70％-80％(60％-70％HRmax)。
持续时间：30-60分钟，运动前后有适当准备活动和整理活动。
运动频率：每周3-7次。
注意事项：1.定期检查，听从医生建议安排运动量。
例二、一个健康女性，年龄25岁，身高160CM，体重50KG，戴着芯片手环以正常匀速行走一圈(速度4.6km/h)，实际测得时间为15分39秒，消耗卡路里为70.18千卡。
平台给予的运动处方计划：
症状：家族遗传性哮喘
运动目标：通过积极有效的锻炼措施，最大程度预防哮喘的发生。
运动内容：体育运动可以多样化，所有体育项目中以游泳最为适合哮喘病人，其次可以选择划船、打太极拳、练功十八法、体操、羽毛球、散步、骑自行车和慢跑等。
运动强度：最大心率(220-年龄)的60％-70％。
持续时间：20-60分钟如果感到有不适立刻结束运动。
运动频率：哮喘不发作的话坚持每日锻炼
注意事项：
(1).避免在寒冷干燥的地方锻炼。
(2).作好充分的准备活动。
(3).控制运动量，过大易使心肺负荷过大导致心率过快和肺过度通气，反而容易诱发哮喘或加重缺氧。
该系统可以采集用户的生理数据，建立个人档案，评估分析身体状况，实施全方位的健身指导及与专家团队的互动咨询，科学管理用户的健康档案，使健身步道科技化、信息化、智能化，便于用户锻炼健身。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。