非接触式智慧健康养老科普展教平台的研发

一、项目完成情况

（一）总体指标完成情况

1、非接触式智慧健康养老科普展教平台研发。该平台主要由三部分构成：一款可进行非接触式健康监测的设备，一款用于查看监测结果的手机微信小程序，以及一款用于互动展示的电脑端软件。平台分为3个子模块：非接触式健康监测互动展示平台、运动识别互动展示平台、睡眠监测互动展示平台。

非接触式智慧健康养老科普展教平台具有移动端和电脑端两种数据查看方式：

移动端：手机扫描设备二维码，进行“心感健康”手机微信小程序信息绑定，随时随地查看或回看监测结果。具体操作如下：

（1）微信端设备绑定

首次使用，请使用微信扫描压电陶瓷设备背面二维码（如图），添加“心感健康”小程序，填写个人信息和身体状况，完成设备绑定（如图）。设备更换之后可以再次扫描二维码，进行绑定，完成设备更换。

 心感健康小程序二维码

 压电陶瓷微信绑定

（2）数据查看

微信可每日收到健康报告推送，报告显示心率、呼吸、HRV、深浅睡眠等体征实时监测数据，获取睡眠分析、心理压力、心脏健康等指标的评估，并对呼吸暂停、心率失常报警提醒（如图）。用户个人可远程掌握亲人、朋友、队员健康状况。

移动端数据监测报告

电脑端：电脑端软件人机互动。同样可以实现心率、呼吸、睡眠、HRV等体征监测、跌倒监护的人体运动识别。

2、研发了监测设备样机。非接触式智慧健康养老展示平台监测设备样机包含毫米波雷达和压电陶瓷两部分。

毫米波雷达设备：进行生理体征测量、人体位置追踪和动作识别。毫米波雷达是一款基于毫米波雷达的非接触无感式防跌倒健康监测装置，可安装在卧室、客厅、卫生间等区域内。该装置通过小型、低成本的FMCW 雷达的跌倒检测新算法，根据雷达信号计算人体的距离、速度、角度三种信号图对目标移动进行时空信息判断，经过深度学习方法，可进行运动识别、摔倒检测、室内实时定位、体动监测、离床监测、体征异常预警、危机事件预警，检测准确率可达0.979，系统能耗小，精度高，泛化能力强。该装置在非接触情况下是，提供准确的跌倒检测服务，并可保护用户的隐私。

毫米波雷达设备

压电陶瓷：实现摔倒监测、实时定位、睡眠监测功能。压电陶瓷健康监测设备完成基于毫米波雷达的非接触式健康监测设备及照护系统设计开发，实现体表微振动检测技术及心率呼吸率提取算法，可在3秒内提取逐拍心率，5秒内提取平均心率和逐拍呼吸率，并实现摔倒监测、实时定位、睡眠监测功能。

压电陶瓷设备

（二）绩效指标完成情况

1、软件著作权申请。项目组获得了命名为《雷达生理特征监测系统V1.0》的软件著作权。

2、科普展教活动。研究组参加第四届中国体育智能制造创新大赛，并在大赛上进行成果展示，晋级决赛，获得了优秀奖的好成绩；在以西宝嘉园、电业局小区为代表的社区、以石家庄市鹿泉王家庄村和小李庄村为代表的农村、以河北体育学院为代表的学校，开展科普知识宣传和产品体验活动6场：国家级1场、社区2场、农村2场、学校1场。

二、取得的重要成果及效益

（一）主要成果产出情况

本项目设计并研发出非接触式智慧健康养老展示平台监测设备样机，包含毫米波雷达和压电陶瓷两部分。

本项目研发出非接触式智慧健康养老科普展教平台。非接触式健康监测的设备进行前端健康指标监测，监测数据直接上传于末端云服务器，用户可通过手机微信小程序或电脑端软件查看监测结果，从而可以实现非接触式健康监测、睡眠监测、运动识别等。

本项目通过优化传感器前端设计，采用聚类分析的自适应模板匹配算法，在心脏逐拍心率计算精度上进行深挖，提高逐拍心动周期计算精度，提升了HRV数据信息的可靠性和精准度，并对获取的健康大数据进行分析计算，项目具有广泛拓展性。本研究对相关技术、数据分析方法进行命名为《雷达生理特征监测系统V1.0》软件著作权申请。

（二）成果应用及其经济社会效益

本研究从适老化出发，设计出操作简单、使用方便、无感监测、精准监测的非接触式智慧健康养老科普展教平台，弥补传统穿戴式智慧设备不足，老人在正常生活中就可实时监测，提升了健康养老产品及服务的智慧化水平。

非接触式智慧养老科普平台是一款基于毫米波雷达的非接触无感式健康监测及照护装置，采用体表微振动检测技术及心率呼吸率提取算法，3秒抓取可靠心率变异（HRV）信息，5秒数据分析，进而实现摔倒监测、实时定位、睡眠监测、心理压力、心脏健康等指标的评估。具有科普非接触式、健康监测长期性、摔倒检测及时性等优势，为健康检测提供智慧服务。