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　　本发明针对体测中学生因心率异常导致猝死风险，现有监测设备通信距离短、数据碰撞等问题，提出一种基于激活式RFID与GSM技术的预警系统。通过红外传感器精准检测心率，异常数据触发RFID主动上传，结合GSM实现远距离预警，降低通信碰撞，提升可靠性与适用性。

　　[0001]本发明涉及心率监测系统，尤其涉及一种体测学生心率监测预警系统。

　　[0002]在我国学校体育教育中，为了督促学生锻炼，提高青少年的身体素质，教育部要求大中小学生每年必须参加体质健康测试，简称体测。体测中包含跳远、短跑、仰卧起坐(女)、引体向上(男)、长跑等运动项目。其中考察学生速度和耐力的传统测试项目是女子800米和男子1000米长跑，但偶有学生在体测中因运动强度过大发生猝死，导致许多中小学在体育教学中减少甚至取消长跑训练。为了保证学生安全，很多学校压缩教学内容，体育课教学流于形式，起不到应有的锻炼效果，这是我国青少年身体素质不断下滑的原因之一。

　　[0003]现有资料表明，心率是反映运动强度的重要指标，不同年龄阶段的最大运动强度可以用最大心率来表示。45岁以上和20岁以下人群采用公式“最大心率=208-(0.7X年龄)”来计算最大心率，20岁?45岁之间的人群采用公式“最大心率=220 一年龄”来计算最大心率。

　　[0004]因为心率与摄氧量(吸氧量)之间在一定范围内呈线性关系，心率和运动强度之间在一定范围内存在线岁以下的运动强度最高控制在85%最大心率，黄色预警心率最高控制在90%最大心率，红色预警心率最高控制在95%最大心率；45岁?60岁之间运动强度最高控制在75%最大心率，黄色预警心率最高控制在80%最大心率，红色预警心率最高控制在85%最大心率；60岁以后运动强度最高控制在65%最大心率，黄色预警心率最高控制在70%最大心率，红色预警心率最高控制在75%最大心率。

　　[0005]当前市面上出现的各种智能运动手环，有的可以监测实时心率，有的还可以根据心率计算出运动强度，大多采用蓝牙技术，目前蓝牙4.0技术在运动中的实际有效通讯距离10米之内，需配套手机等通信工具，因此将其应用于一般学校的学生体测群体非常不便。

　　[0006]中国人民解放军蚌埠汽车士官学校(安徽，CN203647332U)专利技术设计的多人无线心率监测系统，由教官掌控主机，多个受训者戴着分机的模式，分机将采集的多次脉搏数据进行存储和显示，在接收到主机呼叫命令后将数据传给主机，主机对接收到的由各个分机返回的脉搏信息数据进行数据分析和波形显示。这种被动的心率监测系统，达不到主动监测和预警的效果。首都信息发展股份有限公司(北京，CN203597947U)，万威科研有限公司(香港，CN1853559A)，天津大学(天津，CN104382601A)等专利技术可以监测佩戴人脉搏或心率，其中基于RFID技术的无源标签成本虽低，但有效通讯距离太短，不适于运动中通信，而有源标签会导致大量RFID数据的碰撞问题，大规模应用推广较难。因此研究一种成本低、使用方便、可靠性高、可应用于大量学生的心率监测预警系统十分有必要。

　　[0007]本发明是为了解决上述不足，提供了一种体测学生心率监测预警系统。该系统利用激活式有源RFID技术与GSM短消息技术相结合，具有成本低、功耗低、使用简便，可靠性高等优点，可实现大量体测学生心率信息的实时监测和预警。

　　[0008]本发明的上述目的通过以下的技术方案来实现:一种体测学生心率监测预警系统，其特征在于:包括心率检测指套或手环、信息传输中转模块、上位机三大部分；

　　[0009]所述心率检测指套或手环，用于实时检测体测学生的心率数据、并在数据达到预警值时主动上传给信息中转模块，并报警提示学生本人，心率检测指套或手环由心率检测电路、MCU微处理器、激活式RFID无线]所述心率检测电路采用红外传感器测量，红外传感器是由若干对5_的发光二极管和光敏三极管等外围电路组成传感器阵列，发光二极管的光通过手指(或手腕)后，透射(或反射)的光信号由光敏三极管接收转换成随心率周期变化电流信号，该电流信号经过放大滤波电路，传送至微处理器；

　　[0011]所述心率检测指套或手环的MCU微处理器对心率信号进行A/D转换、数字滤波等处理后，根据采集的心率值做出相应的判断和处理，如果超过预设的报警值，则点亮报警灯，同时激活RFID无线收发电路，将信息传输给信息传输中转站；如果心率正常，则存储于存储器中，等待体测结束后上传；

　　[0012]所述心率检测指套或手环由一次性纽扣电池供电，信息传输中转站由可充电的锂电池供电；

　　[0013]所述信息传输中转站，用于接收读取心率值超常的学生信息，并将学生信息发短消息给上位机或教师手机报警，同时声光报警提示，信息传输中转模块由RFID阅读器、GSM短信发射电路、声光报警电路等构成；

　　[0014]所述信息传输中转站的RFID阅读器由无线接收电路，信息处理电路组成，阅读器将接收到的心率异常学生信息进行收集和转换，转换后的信息通过接口发送至GSM短信发射电路传送到上位机GSM短信接收模块；

　　[0016]所述上位机，用于集中处理和监控体测学生的心率信息，上位机包含RFID阅读器、GSM短信接收模块、计算机、监控系统软件，上位机也可直接利用手机+RFID阅读器+APP应用程序组成。

　　[0017]所述上位机配套的RFID阅读器用于体测后，统一读取体测学生的心率信息，由学生选择上传数据直接发送体测心率数据至RFID阅读器，阅读器读取的数据通过USB接口传输给计算机或手机。

　　[0020]2、采用数据异常激活方式，这种激活式有源RFID技术，大大提高了通信距离，保证了运动中数据传输的可靠性，减少了 RFID数据的碰撞问题。

　　[0021]3、心率监测指套或手环采用一次性纽扣电池供电，放弃可充电供电模式，延长了指套的使用寿命。

　　[0022]4、采用基于RFID和GSM短信技术相结合的方法，降低了整个系统的成本，可应用于大规模学生体测的心率监测和预警。

　　[0031]如图1所示，本发明的一种体测学生心率监测预警系统，包括学生佩戴的心率检测指套或手环、信息传输中转ued体育站、上位机三个部分。

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