利索能及
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专利号: 202510932826X
申请人: 临沂大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-04-09
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于体测成绩的青少年体质健康管理系统,其特征在于,包括:数据采集终端、健康干预设备和云管理平台,所述数据采集终端和所述健康干预设备分别与所述云管理平台通信连接,所述云管理平台包括数据监测单元、评估处理单元和健康管理单元;

所述数据采集终端用于实时采集青少年体测过程中的运动指标与生理信号;

所述健康干预设备用于接收云管理平台的指令信号进行训练强度调整;

所述数据监测单元用于通过记录健康干预设备运行时的指标异常起始点与恢复终止点,根据指标异常起始点与恢复终止点确定健康风险区间,控制健康干预设备对异常体质状态保持预设安全阈值运行并记录波动参数,根据波动参数生成体质特征曲线并对健康档案拓扑图进行体质预测映射;

所述评估处理单元用于对完成体质预测映射的健康档案拓扑图进行干预路径修正,生成执行策略;

所述健康管理单元包括常规调控单元和应急调控单元,所述常规调控单元用于在健康干预设备处于正常训练工况时控制其执行基准强度输出;应急调控单元用于在健康干预设备检测到异常训练工况时根据执行策略控制其在健康风险区间内执行保护操作;

所述根据指标异常起始点与恢复终止点确定健康风险区间包括:根据时间戳数据与周期计数生成异常坐标与恢复坐标;

对异常坐标、恢复坐标和数据采集终端位置进行拓扑连接形成闭合区间,将闭合区间标记为健康风险区间;

所述记录健康干预设备运行时的指标异常起始点与恢复终止点包括:所述健康干预设备检测到指标异常时,记录异常发生时刻的时间戳数据,通过参数检测模块持续监测指标恢复临界点,并记录恢复时刻的周期计数;

所述控制健康干预设备对异常体质状态保持预设安全阈值运行并记录波动参数,根据波动参数生成体质特征曲线并对健康档案拓扑图进行体质预测映射包括以下步骤:控制健康干预设备调整所述健康风险区间训练强度,并通过参数检测模块实时获取幅值参数;

预设安全阈值范围,若幅值参数超出预设安全阈值范围时,控制健康干预设备维持预设安全阈值运行;

持续记录健康干预设备的强度输出值,形成波动参数集合;

根据波动参数集合,采用线性回归算法,生成体质动态特征曲线,寻找训练强度与体质状态之间的线性关系,进而拟合出一条能够体现体质动态变化趋势的曲线;

在体质动态特征曲线中按等时间间隔提取若干关键特征点,涵盖了曲线中的峰值、谷值、转折点,能够准确反映体质动态特征曲线的变化规律,所述关键特征点的数量与曲线持续时间正比;

基于提取的关键特征点对健康档案拓扑图进行体质分布映射标注;

所述对完成体质预测映射的健康档案拓扑图进行干预路径修正包括对健康档案拓扑图进行体质分布映射标注后,对健康档案拓扑图中与高风险区间重叠的预设干预路径进行逻辑屏蔽;

所述在健康干预设备检测到异常训练工况时根据执行策略控制其在健康风险区间内执行保护操作包括:A1、根据下一需调整的训练节点选择操作步骤最少的健康风险区间接入点位;

A2、控制健康干预设备切换至所述接入点位并进行参数同步;

A3、控制健康干预设备从所述接入点位切入健康风险区间并根据执行策略中的干预路径执行强度调整动作;

A4、实时获取健康干预设备的输出参数,并采用遗传算法对输出参数进行优化补偿;

A5、在健康风险区间每完成一次连续训练操作后,控制健康干预设备暂停输出并退出健康风险区间,重新执行A1;

所述A1包括以下步骤:

通过Dijkstra算法计算各健康风险区间的可行接入点位,并基于操作步骤和生理距离参数进行综合评分;

根据综合评分结果,选择操作步骤最少且生理距离最短的健康风险区间接入点位;

所述基于操作步骤和生理距离参数进行综合评分包括:

设定操作步骤权重系数为α,生理距离权重系数为β;

对操作步骤数值进行归一化处理得到步骤标准化值,对生理距离数值进行归一化处理得到距离标准化值;

计算评分值S=α×步骤标准化值+β×距离标准化值;

所述健康管理单元用于选取评分值S最高的健康风险区间接入点位。

2.根据权利要求1所述的一种基于体测成绩的青少年体质健康管理系统,其特征在于,所述数据采集终端包括终端壳体及设置于壳体的数据采集装置、特征提取装置、评估单元和传输单元;

所述数据采集装置用于同步获取心率波形与运动轨迹数据;

所述特征提取装置用于提取运动轨迹的动作模式特征分量;

所述评估单元用于基于决策树模型对当前动作模式特征分量与历史标准动作进行匹配度计算,判断体质健康状态偏离度,根据计算结果触发预警信号;

所述传输单元用于通过ZigBee协议上传采集数据至云管理平台。

3.根据权利要求1所述的一种基于体测成绩的青少年体质健康管理系统,其特征在于,所述健康干预设备包括设备主体及设置于主体的参数检测模块、强度调节模块、指令执行模块和通信中继模块。