技术领域
本发明涉及卫生健康信息处理技术领域，更具体地，涉及一种智能水杯的 信息网络化方法。
背景技术
随着人们对生活品质的要求日益提高以及老龄化社会脚步的临近，具有远 程卫生健康信息监控的设备，例如，家用电子血压计、血氧仪、心电仪、体温 计等便携设备方兴未艾。与专业医疗设备相比，这些设备不需要专业医护人员 操作，具有使用简单、体积轻巧、携带方便等诸多优点，因此，此类产品也越 来越受到普通家庭的欢迎。
尤其是物联网的诞生为人们生活中随处可见的各种物品的网络化提供了可 能。网络化使得水杯能够将其信息远程地传输到使用者那里，极大地便利了使 用者获得水杯在远端的状态的需求。例如，申请号为CN201520452747.0的中国 实用新型专利公开了一种新型物联网控制的智能水杯，包括水杯底座、钛合金 水杯壳体、内置微处理器、感应装置，所述水杯底座上方设置有杯底磁铁，所 述杯底磁铁上方设置有水杯保温层，所述水杯保温层上方设置有所述钛合金水 杯壳体，所述隔层上方设置有弹性垫片，所述高能锂电池上方设置有所述内置 微处理器，所述内置微处理器上方设置有所述感应装置，所述水杯杯盖顶部设 置有微型显示屏，所述微型显示屏上方设置有控制按钮。
然而，上述水杯仅仅提供了初步的网络化功能，而无法基于使用者以及其 附近其他智能水杯的使用者的智能水杯的使用信息，改善其自身的健康管理和 卫生健康信息处理水平。
此外，由于生理状态信息、生理参数等涉及到个人隐私，因此对于个人信 息安全的要求也不容忽视。
发明内容
为了在确保个人信息不易被轻易泄漏的前提下，基于网络化的智能水杯提 高使用者生理健康水平，本发明提供了一种智能水杯的信息网络化方法，包括：
(1)通过智能水杯采集第一使用者生理特征参数；
(2)基于智能水杯采集第一使用者的生理健康参数；
(3)根据所述生理特征参数对所述生理健康参数加密，并上传经过加密后 的生理健康参数；
(4)采集第一使用者所处的环境信息，并上传该环境信息；
(5)服务器端对接收到的生理健康参数进行解密，并结合所述环境信息处 理第一使用者附近的、使用其他智能水杯的使用者的智能水杯使用信息，确定 向第一使用者提供的智能水杯工作参数信息；
(6)发送智能水杯工作参数信息给第一使用者使用的智能水杯。
进一步地，所述步骤(1)包括：通过身份识别单元采集或识别使用智能水 杯的第一使用者的生理特征参数。
进一步地，所述生理特征参数包括指纹信息。
进一步地，所述指纹信息被以图像的方式采集为指纹图像，作为生理特征 参数。
进一步地，所述步骤(2)包括：
利用运动信息监测单元监测使用者的运动状态信息；
利用电子病历交互单元获得使用者的电子病历信息；
利用生理状态交互接口获得使用者当前的生理状态信息。
进一步地，所述步骤(3)包括：
(31)根据使用者的指纹图像，获得指纹图像的像素矩阵；
(32)计算像素矩阵的特征值；
(33)以所述特征值作为密钥，对所述生理健康参数进行加密。
进一步地，所述步骤(4)包括：
(41)通过定位设备信息采集第一使用者所处位置的地理位置信息；
(42)利用智能水杯采集第一使用者所处的环境的环境参数。
进一步地，所述环境参数包括如下参数的至少一个：温度、湿度、距离上 次饮水的间隔时间、上次饮水量、今日内累积饮水量。
进一步地，所述身份识别单元包括：
触控感应阵列，用于接受使用者的触控动作，并响应于该动作产生触控信 号；
计时单元，用于提供响应于所述触控动作的时间信号；
信号处理单元，用于根据所述触控感应阵列和计时单元获得使用者的触控 指令。
本发明的有益效果是：能够在为使用者使用智能水杯时提供适当的智能水 杯工作参数，这样，通过智能水杯的使用，使用者可以隐性地、在不受到干扰 地前提下获得远程医师的指导。此外，本发明通过准确、可靠的指纹检测电路 确保了使用者信息不被泄漏。
附图说明
图1示出了根据本发明的智能水杯的信息网络化方法的流程图。
图2示出了根据本发明的网络化智能水杯的结构框图。
图3示出了根据本发明的身份识别单元中的关键电路图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的智能水杯的信息网络化方法包括如下步骤：
(1)通过智能水杯采集第一使用者生理特征参数；
其中，通过身份识别单元采集或识别使用智能水杯的第一使用者的生理特 征参数。优选地，所述生理特征参数包括指纹信息，且所述指纹信息被以图像 的方式采集为指纹图像，作为生理特征参数。
(2)基于智能水杯采集第一使用者的生理健康参数；
这里的生理健康参数通过如下方式获得：
利用运动信息监测单元监测使用者的运动状态信息；
利用电子病历交互单元获得使用者的电子病历信息；
利用生理状态交互接口获得使用者当前的生理状态信息。
(3)根据所述生理特征参数对所述生理健康参数加密，并上传经过加密后 的生理健康参数；该步骤进一步包括：
(31)根据使用者的指纹图像，获得指纹图像的像素矩阵；
(32)计算像素矩阵的特征值；
(33)以所述特征值作为密钥，对所述生理健康参数进行加密。
(4)采集第一使用者所处的环境信息，并上传该环境信息；
其中，此步骤具体包括：
(41)通过定位设备信息采集第一使用者所处位置的地理位置信息；
(42)利用智能水杯采集第一使用者所处的环境的环境参数。
优选地，所述环境参数包括如下参数的至少一个：温度、湿度、距离上次 饮水的间隔时间、上次饮水量、今日内累积饮水量。
(5)服务器端对接收到的生理健康参数进行解密，并结合所述环境信息处 理第一使用者附近的、使用其他智能水杯的使用者的智能水杯使用信息，确定 向第一使用者提供的智能水杯工作参数信息；
(6)发送智能水杯工作参数信息给第一使用者使用的智能水杯。
根据本发明，服务器端存储有预先设定的数据库，其中存储接收到的各个 使用者每一次饮水期间的生理状态信息、环境参数。根据本发明的一些优选实 施例，这些参数均设置有阈值，该阈值的计算例如通过与使用者位于邻近区域 (通过计算各个使用者的地理位置信息的方式确定)内各个使用者关于该参数 的选取范围的平均值(包括最小值的平均值和最大值的平均值，例如温度的最 小值的平均值和最大值的平均值)作为推荐给上述第一使用者的智能水杯的升 温工作参数信息。根据本发明的另一些优选实施例，这些参数被在存储到数据 库后，根据预先设定的优化算法，例如由医师提供的根据不同使用者身体参数 条件下以及环境参数条件下优选的饮水温度、饮水量等信息生成的人工神经网 络模型的处理，向第一使用者发送推荐的智能水杯工作参数(例如升温温度)， 并提示第一使用者推荐的饮水量。这样，通过智能水杯的使用，使用者可以隐 性地、在不受到干扰地前提下获得远程医师的指导。
如图2所示，根据本发明的实施例，网络化的智能水杯包括(图2中的杯 座示出了一部分，该部分包括一个与如下水杯相适应的凹陷区域；在未示出的 部分中可以包括承载其他至少一个如下水杯的凹陷区域)：
具有杯体和杯盖的水杯，所述杯体和杯盖通过转动单元控制其开启和闭合；
杯座，其与所述水杯适配且用于承载所述水杯；
智能水杯的所述水杯和所述杯座通信地连接，其中所述水杯还包括饮水交 互单元和控制单元，且所述杯座包括本地通信接口和远程通信接口，所述控制 单元根据所述杯座的本地通信接口输出的信息以及远程通信接口输出的信息向 所述饮水交互单元发出提示信息。
所述转动单元包括：转轴、电机以及电磁阀，其中转轴与电机相连，由电 机驱动；电磁阀用于控制供给电机的电力输入线路的通断，其根据控制单元输 出的杯盖开启/闭合信号，控制是否向电机供给电力，进而控制杯盖是否盖住杯 体。
根据本发明的优选实施例，所述水杯的杯体和杯盖之间通过设置于杯体的 杯口处的第一密封件和设置于杯盖的盖口处的第二密封件，彼此可密封地达到 使智能水杯的杯体和杯盖密闭的效果。例如，当所述控制单元向所述转动单元 发出控制杯盖闭合指令时，杯盖将通过彼此扣合的密封胶圈严密地闭合到杯体 的杯口，其中密封胶圈包括沿杯盖的盖口处设置的、具有朝向杯体凸出的结构 的密封胶圈，以及沿杯体的杯口处对应地设置的、具有朝向杯盖的凹槽结构的 密封胶圈。
所述杯座具有至少一个凹陷区域，用于承载至少一个与所述凹陷区域对应 的上述水杯。在这方面讲，根据本发明的一些实施例，本发明的杯座能够同时 与多个水杯通信且承载多个水杯。根据本发明的一些优选实施例，每个凹陷区 域的在凹陷角度(即凹陷区域的底部所在平面相对于水平面所成的夹角)、颜色、 尺寸、形状等方面存在差异，以便于使用者能够将自己的水杯准确地放入相应 的凹陷区域。根据本发明的另一些优选实施例，上述各个凹陷区域在各方面可 以相同，以便于使用者可以无差别地将自己的水杯放入任意一个凹陷区域中。 根据本发明的又一些优选实施例，上述凹陷区域包括在上述各方面存在差异的 至少一个凹陷区域以及在上述各方面不存在差异的至少一个凹陷区域，以便于 增强使用者的可适应性以及本发明的网络化智能水杯的应用场合的广泛性和普 遍性。
智能水杯的所述水杯和所述杯座通过WiFi、红外或蓝牙通信等无线通信方 式进行相互的数据传输。
根据本发明的一些实施例，上述无线通信方式可以被替换成有线的通信方 式，即水杯与杯座之间通过线缆连接起来用于实现彼此的数据传输需要。
根据本发明，所述水杯还包括饮水交互单元和控制单元，且所述杯座包括 本地通信接口和远程通信接口，所述控制单元根据所述杯座的本地通信接口输 出的信息以及远程通信接口输出的信息向所述饮水交互单元发出提示信息。上 述饮水交互单元的至少一部分暴露于杯体和/或杯盖的至少一个的表面，且所述 控制单元被设置在杯体内的底部。
相应于上述各个实施例，本地通信接口采用与各个通信方式相适应的接口。 例如，当采用蓝牙通信方式实现水杯与杯座之间的数据通信时，上述本地通信 接口为蓝牙收发器。
所述杯座包括：运动信息监测单元、电子病历交互单元和生理状态交互接 口。其中，运动信息监测单元用于监测使用者的运动状态信息，电子病历交互 单元用于获得使用者的电子病历信息，且生理状态交互接口用于获得使用者当 前的生理状态信息。
根据本发明的一些实施例，上述运动信息监测单元和电子病历交互单元分 别包括运动信息输入接口以及数据存储及读写单元。
所述运动信息输入接口与可穿戴运动监测设备通信地连接。这里的可穿戴 运动监测设备包括具有三维加速度传感器的任何可穿戴设备(例如运动手表、 计步器等)，且根据本发明的优选实施例，本发明的可穿戴设备还应具有计时器 和卡路里消耗量计量器，用于统计使用者在此次饮水与上次饮水之间经过的时 间长度以及消耗的卡路里量值。
所述生理状态交互接口与可穿戴生理参数监测设备通信地连接。这里的可 穿戴生理参数监测设备包括血氧仪、血压计、心电测量设备、温度检测设备(例 如体温计)等，这些设备可以是固定式的也可以是便携的，且本发明优选地采 用便携式可穿戴生理参数监测设备获得使用者的生理参数。这些生理参数被通 过上述提及的某一种通信方式(优选地，通过无线通信的方式)传输到生理状 态交互接口。
当生理状态交互接口接收到这些生理参数后，这些生理参数将被存储到所 述电子病历交互单元中的数据存储及读写单元，并由后者实现数据的具体存储 以及这里以及本发明其他地方所需要的关于使用者生理参数和健康信息方面的 数据读写操作。本领域技术人员应当清楚的是，这里的数据存储及读写单元例 如采用存储器以及其驱动电路实现。
根据本发明的一些优选实施例，所述水杯还包括身份识别单元，用于根据 使用者握持水杯的信息识别使用者身份。此时，所述电子病历交互单元根据所 述身份识别单元输出的使用者身份信息获得和/或更新使用者的健康状态记录 (这里的健康状态记录至少包括上述生理参数)。有利地，上述电子病历交互单 元在获得(例如通过读写操作从所述数据存储及读写单元中读取)上述关于使 用者的健康状态记录后，将上述信息通过有线或无线的方式传输到远程数据终 端，该远程数据终端设置有数据库，该数据库存储有根据不同年龄段、性别、 职业、生理参数等基本信息经过统计后确定的饮水时间间隔、饮水量、饮水温 度的信息。这些信息将可以在远程数据终端经过数据库检索后反馈给智能水杯 的杯座的电子病历交互单元。该电子病历交互单元在接收到上述信息后，进一 步作为建议性的信息反馈给水杯的控制单元。
根据本发明的一些实施例，所述杯座还包括温度调整单元，用于根据所述 控制单元接收到的信息改变水杯内水的温度。该温度调整单元具有温度传感器 以及升温单元，用于根据上述反馈得到的建议性的信息以及温度传感器对水杯 内水温的实际测量，确定是否开启升温单元对水杯内的水进行加热。
进一步地，所述身份识别单元包括用作指纹识别的触控电路，该电路包括：
触控感应阵列，用于接受使用者的触控动作，并响应于该动作产生触控信 号；
计时单元，用于提供响应于所述触控动作的时间信号；
信号处理单元，用于根据所述触控感应阵列和计时单元获得使用者的触控 指令。
根据本发明的优选实施例，所述触控感应阵列包括多个触控感应子电路， 所述各个触控感应子电路用于构成具有多个行或多个列的阵列。这样设置的目 的有两个：一是能够灵活地设置触控感应阵列的形状，使得该阵列不会存在触 控死角；二是为能够检测到使用者在触控动作发生期间的触控动作方向提供了 前提和基础。
所述触控电路被设置在触控面板的内侧，该触控面板(例如，类似于触控 材料和结构之类的相同的面板)设置在智能水杯的杯体和/或杯盖上，且优选地 设置于智能水杯的杯体外表面。该触控电路被设置在杯体内侧、该触控面板对 应的位置上，由智能水杯中的供电单元(例如太阳能电池板或可充电电池)供 电。
由于本发明的触控感应阵列能够被分解为多个触控感应子电路，且各个触 控感应子电路可以被设置为单独地封装为一个触控器件，而所述触控面板由各 个触控器件对应地(例如，按照多行或多列)形成，因此，该触控感应阵列的 形状能够与所述触控电路的形状相匹配。
根据本发明的一些优选实施例，所述触控面板采用矩形、正方形、菱形、 环形或弧形。本领域技术人员应当清楚的是，这些形状不限于此，还包括其他 的对称和/或不对称形状，或者这些形状的任意组合，例如，组合为笑脸形状。
根据本发明的实施例，所述计时单元包括复位电路。该复位电路由触发器 构成，用于在接收到信号处理单元发出的复位信号后对计时单元以及触控感应 阵列中的各个输出端信号进行复位(例如，重置或清零)，以便于使用者下次触 控操作的指令能够在不受到上一次触控结果的干扰的情况下被触控感应阵列接 收并由信号处理单元做出正确的处理。
根据本发明的优选实施例，所述触控感应子电路包括多个存储单元，各个 存储单元分别设置在所述多个行或多个列的输出端。在这些存储单元中存储有 不同的数值作为权值。这些权值用于在触控感应阵列向信号处理单元输出触控 信号后，使得信号处理单元能够仅仅根据这些权值就确定使用者指令表示的一 些信息，例如，触控动作发生的方向。这种情况下，上述存储单元的作用与计 时单元的作用类似，可以作为计时单元的补充，在必要时(例如，计时单元出 现故障)替代计时单元，或者在计时单元未出现故障时作为计时单元的校正信 号，以为信号处理单元做出准确的判断提供参考信号。
根据本发明的一些实施例，所述信号处理单元包括加法器和比较器。其中， 加法器用于将触控感应阵列中的各个行或列的输出相加，得到的和越大，则表 示使用者滑动时滑动的距离越远，则调温的幅度就越大。
根据本发明的一些实施例，所述触控电路还包括语音模块，用于根据所述 信号处理单元的输出信号发出语音提示信息，该语音提示信息表示使用者触控 指令的内容。该语音模块中包括比较器、语音存储器以及音频发生器，其中比 较器用于比较所述信号处理单元的输出信号与语音存储器中记录的各个语音信 息的预设信号是否相同，当相同时认为该语音信息为所述信号处理单元对应的 信息，并将此信息通过音频发生器产生语音并发出。
为了提高本发明的指纹检测精度，申请人对上述触控感应子电路进行了专 门的设计。如图3所示，本发明中的触控感应子电路包括：公共电极1、压力传 感器模块2、发光二极管3、输出端4、双向数据总线B、重置控制端R、晶闸管 T1-T6、三极管T、电容F1。其中，晶闸管T1的漏极连接发光二极管3，源极连 接双向数据总线B，栅极连接时钟端；晶闸管T2的栅极连接重置控制端R，源 极连接压力传感器模块2的控制端(使能端)，漏极连接晶闸管T5的源极；晶 闸管T3的栅极连接双向数据总线B，源极连接三极管T的发射极及晶闸管T4的 漏极，漏极连接晶闸管T5的栅极；晶闸管T4的栅极连接晶闸管T2的漏极，漏 极连接压力传感器模块的控制端，源极连接晶闸管T3的源极；三极管T的集电 极连接电容F1的一端，三极管T的基极连接压力传感器模块2的输出端；晶闸 管T5的漏极连接晶闸管T6的源极，晶闸管T6的栅极连接时钟信号CLK，漏极 连接与门的一个输入端，电容F1的另一端连接与门的另一个输入端，与门的输 出端即为输出端4。其中，三极管为N型。
根据本发明的优选实施例，所述的多个交互接口单元构成阵列，且该阵列 的形状为长条形、方形或其他形状，该形状所在的区域可以接受使用者的触碰 或按压，以实现对来自使用者的调温操作的接收。例如，当该形状为长条形时， 这些多个交互接口单元组成的阵列的输出端被赋予不同的权值，最终经过加法 器将阵列中的各个行或列的输出相加，得到的和越大，则表示使用者滑动时滑 动的距离越远，则调温的幅度就越大。
另外，优选地，根据上述阵列中各个行或各个列输出值获取时刻的先后， 可以判断使用者触碰该人机交互接口时的滑动方向。可以定义其中某一个方向 为调高温度，而另一个方向为调低温度。在本发明的一些优选实施例中，信号 处理单元接收到各个触控感应子单元输出的信号与该子单元对应的存储器中的 权值，并将这两种数据对应地相乘，当乘积沿某个预设方向越来越大时，表示 此时使用者期望调高温度。当该结果与上述经过计时器得到的信息不一致时， 通过故障指示灯或其他方式提示使用者此时智能水杯的触控电路存在故障。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限 于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形 或修改，这并不影响本发明的实质内容。