【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种人员户外状态监测系统，属于gis技术和可穿戴技术的交叉应用。
技术介绍
1、随着物联网技术和移动通讯技术的发展进步，可穿戴技术及装备(如智能手环\手表等)日益成为“以人为本”的人体生理状态与行为感知的重要技术手段，为人们在体育、医疗、健康等的改善和增强提供客观准确的感测数据支持。目前，较为成熟和常见的携行式移动应用主要集中在医疗监测和运动健康辅助两大领域。前者通常用于离线监测(如心率监测)方式，由终端设备收集并存储感测数据，之后导出至后台做批量处理分析，缺乏实时性；后者通常与手机app配合，终端负责感知和显示，通过蓝牙将感测数据实时传送至手机app进行动态分析与交互，在利用手机扩展了存储、计算和通讯功能的同时，又产生了对外围设备的绑定和依赖。分析可知，目前用于人员生命体征及运动状态感知的可穿戴技术方法及应用方式主要存在以下问题：①从监测分析能力看，实时分析不足，且单一感知数据分析多，多传感器数据融合分析少；②从使用方式看，考虑人员活动所处环境因素较少，缺乏人员活动过程的时空关联③从服务对象看，面向个人用户的应用多，面向任务执行监测与优化和集团应用的相对较少；④从使用场景条件看，常规条件下应用较多，应急以及艰苦环境条件下(如充电不方便、信号覆盖差、温差大、海拔高等)应用较少。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种人员户外状态监测系统，以解决目前人员户外状态监测系统存在的没有融合gis导致的可视化效果差的问题。
2、本专利技术为解决上述技术问题而提
3、本专利技术利用感知前端获取人员户外活动时的核心生命体征指标(体温、心率、血样饱和度)和运动状态(位置、时间、速度、方向)，将感测信息实时传输至后端处理单元，后端处理单元借助gis的时空分析能力，将人员定位在对应的地理环境中，并对对生理指标信息、运动状态信息进行时空关联融合分析处理，以获取对人员生理状态、运动轨迹、行为方式等的深度认知。
4、进一步地，所述的融合处理模块在进行融合挖掘时从运动状态、停留时间、地形起伏、海拔高程、生理指标变化率、轨迹走向来实时分析判断人员的运动方式、行为、生理指标的正常合理程度、行进路线的偏离程度、速度的快慢和停留的原因。
5、本专利技术从运动状态、停留时间、地形起伏、海拔高程、生理指标变化率、轨迹走向来实时分析，通过信息融合判断人员的具体情况。
6、进一步地，所述的后端处理单元还包括监测结果响应模块，该监测结果响应模块用于根据建立的评判模型和设置的指标动态评估人员生理状况和运动状态，对异常现象进行预警预报。
7、本专利技术通过设置监测结果响应模块来评估人员生理状况和运动状态，并能够在发现异常时进行报警，以便于及时发现人员出现异常情况，确保人员安全。
8、进一步地，所述的感知前端和后端处理单元之间通过无线通信方式连接。
9、进一步地，所述的后端处理单元包括有中心处理器和边处理器，中心处理器和感知前端之间通过4g通信，适用于常规、多用户、广域通信和实时处理的使用场景；边处理器和感知前端之间通过lora通信，适用于分队执行任务时的区域性、无4g覆盖或信号差、现场流动监测指挥的应用场景。
10、进一步地，所述的感知前端通信条件恶劣或通讯模块失效时，将感测数据缓存在终端存储卡内，即实行本地化存储，待恢复通讯后再将数据传输至中心处理器或边处理器，或者通过离线方式将数据导入处理端。
11、本专利技术为应对不同的现场使用条件和应用需求，设计采用了“中心-边-端”弹性组合的数据处理和应用模式，以满足任务场景的多样性需求。
12、进一步地，所述的感知前端采用手环结构，包括有腕带和盘壳，所述盘壳内部搭载有用于采集用于获取人体生命体征和运动状态的传感器、控制器、通信模组和电源模组。
13、本专利技术感知前端采用可穿戴式的手环结构，方便人员携带。
14、进一步地，所述盘壳采用对称双盘壳结构，包括上下对称的两个盘壳，两个盘壳中间由腕带连接。
15、本专利技术的盘壳采用对称双盘壳结构，使感知前端的电量和存储空间均有很大提升。
16、进一步地，所述腕带为中空结构，用于供数据线、电源线穿行。
17、本专利技术将腕带设计中空结构，方便两个盘壳之间数据线、电源线的布置。
18、进一步地，一个盘壳内部署有温度传感器、心率传感器、血氧饱和度传感器、gps定位芯片，另一个盘壳内部署有通信模组和电源模组。
19、本专利技术通过设置两个盘壳，将各器件合理的布置在两个盘壳内，布局结构更加合理，接线方便。
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1.一种人员户外状态监测系统，包括感知前端和后端处理单元，所述感知前端用于获取人体生命体征和运动状态并发送给后端处理单元，其特征在于，所述后端处理单元包括生理指标解析模块、定位显示模块和融合处理模块，所述生理指标解析模块用于对获取人体生命体征数据进行解析，生成各项实时的人体生理指标数据；定位显示模块用于从运动状态数据中获取人员实时三维位置和时刻，并通过调用人员所在区域的地形地图将人员定位在该地理环境中，并生成轨迹数据；所述融合处理模块用于对轨迹数据和生理指标数据进行融合挖掘，并将运动过程、状态、轨迹数据实时推送至GIS，显示在地图屏幕上。
2.根据权利要求1所述的人员户外状态监测系统，其特征在于，所述的融合处理模块在进行融合挖掘时从运动状态、停留时间、地形起伏、海拔高程、生理指标变化率、轨迹走向来实时分析判断人员的运动方式、行为、生理指标的正常合理程度、行进路线的偏离程度、速度的快慢和停留的原因。
3.根据权利要求1或2所述的人员户外状态监测系统，其特征在于，所述的后端处理单元还包括监测结果响应模块，该监测结果响应模块用于根据建立的评判模型和设置的指标动态
4.根据权利要求1所述的人员户外状态监测系统，其特征在于，所述的感知前端和后端处理单元之间通过无线通信方式连接。
5.根据权利要求4所述的人员户外状态监测系统，其特征在于，所述的后端处理单元包括有中心处理器和边处理器，中心处理器和感知前端之间通过4G通信，适用于常规、多用户、广域通信和实时处理的使用场景；边处理器和感知前端之间通过LoRa通信，适用于分队执行任务时的区域性、无4G覆盖或信号差、现场流动监测指挥的应用场景。
6.根据权利要求5所述的人员户外状态监测系统，其特征在于，所述的感知前端通信条件恶劣或通讯模块失效时，将感测数据缓存在终端存储卡内，即实行本地化存储，待恢复通讯后再将数据传输至中心处理器或边处理器，或者通过离线方式将数据导入处理端。
7.根据权利要求1或6所述的人员户外状态监测系统，其特征在于，所述的感知前端采用手环结构，包括有腕带和盘壳，所述盘壳内部搭载有用于采集用于获取人体生命体征和运动状态的传感器、控制器、通信模组和电源模组。
8.根据权利要求7所述的人员户外状态监测系统，其特征在于，所述盘壳采用对称双盘壳结构，包括上下对称的两个盘壳，两个盘壳中间由腕带连接。
9.根据权利要求8所述的人员户外状态监测系统，其特征在于，所述腕带为中空结构，用于供数据线、电源线穿行。
10.根据权利要求8所述的人员户外状态监测系统，其特征在于，一个盘壳内部署有温度传感器、心率传感器、血氧饱和度传感器、GPS定位芯片，另一个盘壳内部署有通信模组和电源模组。
...【技术特征摘要】
1.一种人员户外状态监测系统，包括感知前端和后端处理单元，所述感知前端用于获取人体生命体征和运动状态并发送给后端处理单元，其特征在于，所述后端处理单元包括生理指标解析模块、定位显示模块和融合处理模块，所述生理指标解析模块用于对获取人体生命体征数据进行解析，生成各项实时的人体生理指标数据；定位显示模块用于从运动状态数据中获取人员实时三维位置和时刻，并通过调用人员所在区域的地形地图将人员定位在该地理环境中，并生成轨迹数据；所述融合处理模块用于对轨迹数据和生理指标数据进行融合挖掘，并将运动过程、状态、轨迹数据实时推送至gis，显示在地图屏幕上。
2.根据权利要求1所述的人员户外状态监测系统，其特征在于，所述的融合处理模块在进行融合挖掘时从运动状态、停留时间、地形起伏、海拔高程、生理指标变化率、轨迹走向来实时分析判断人员的运动方式、行为、生理指标的正常合理程度、行进路线的偏离程度、速度的快慢和停留的原因。
3.根据权利要求1或2所述的人员户外状态监测系统，其特征在于，所述的后端处理单元还包括监测结果响应模块，该监测结果响应模块用于根据建立的评判模型和设置的指标动态评估人员生理状况和运动状态，对异常现象进行预警预报。
4.根据权利要求1所述的人员户外状态监测系统，其特征在于，所述的感知前端和后端处理单元之间通过无线通信方式连接。
5.根据权利要求4所...
【专利技术属性】
技术研发人员：张毅，张政，崔鹏雨，杨乘，王敏智，
申请(专利权)人：中国人民解放军战略支援部队信息工程大学，
类型：发明
国别省市：
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