申请/专利权人：河南省安信科技发展有限公司

申请日：2021-03-19

公开（公告）日：2024-02-23

公开（公告）号：CN113327406B

主分类号：G08B21/24

分类号：G08B21/24;G08B3/10;H04W4/80;A61B5/0205;A61B5/28;A61B5/1455;A61B5/16

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.02.23#授权;2021.09.17#实质审查的生效;2021.08.31#公开

摘要：本发明涉及考试发挥失常监测领域，尤其涉及到一种基于PPG分析技术预防考试发挥失常的监测系统，包括PPG信号采集设备、中央处理提醒模块和后台分析处理终端，所述PPG信号采集设备还包括用于采集使用者PPG信号的光电传感器、用于将光电传感器采集PPG信号进行传输的信号传输模块以及用于将采集信号进行存储的数据存储模块；其中所述光电传感器还包括发光二极管和光电接收二极管，中央处理提醒模块包括信号接收器、嵌入式分析模块、数据交互模块、语音指导模块以及发挥状态综合分析模块；本发明实现了基于PPG信号监测和数据反馈的针对性指导调节，使得监测数据更加准确和代表性，有效了预防了考生考试发挥失常现象，大大提高了该产品的实用价值。

主权项：1.一种基于PPG分析技术预防考试发挥失常的监测系统，其特征在于：包括PPG信号采集设备1、中央处理提醒模块2和后台分析处理终端3；所述PPG信号采集设备1，使用者佩戴采集设备利用PPG技术采集使用者的心电信号、脉搏波和血氧浓度的光电信号数据参数；所述中央处理提醒模块2，用于接收PPG信号采集设备传输的光电数据信号，经过初步分析处理后将预处理光电信号数据传输给所述后台分析处理终端，并且立即对考生的考试状态进行分析评定，同时对考生状态不佳的时候进行干预和提醒，进而在结束环节经过分析处理生成整个考试发挥状态分析报告；所述后台分析处理终端3，用于接收中央处理提醒模块预处理的光电信号数据，进而利用核心算法将发挥失常因素归纳为氛围、生题、压力三种模型；学习模型参与运算因素有考试科目、考试时间长度、情绪值、压力状态、AC信号，系统根据考生考试状态模型判断当前考生处于何种发挥失常因素中，然后通过语音进行针对性方案干预，让考生进入最佳考试状态；所述PPG信号采集设备1还包括用于采集使用者PPG信号的光电传感器11、用于将光电传感器采集PPG信号进行传输的信号传输模块12以及用于将采集信号进行存储的数据存储模块13；其中所述光电传感器11还包括用于发出光束信号照射待测人体组织的发光二极管14和用于接收经血液反射后光电信号数据的光电接收二极管15；所述中央处理提醒模块2包括用于接收信号传输模块PPG信号数据的信号接收器21、用于对PPG信号进行预处理分析的嵌入式分析模块22、用于将预处理PPG信号数据进行数据传输的数据交互模块23、用于对使用者状态进行针对性干预和提醒的语音指导模块24以及用于对使用者状态调节结果成像和PPG信号监测的发挥状态综合分析模块25；所述后台分析处理终端3包括用于接收数据交互模块传输PPG信号数据的分析过渡模块31、用于将分析过渡模块接收的信号数据进行核心算法处理的PPG算法模块32、基于PPG算法模块处理数据对使用者考试发挥状态进行评级归类的发挥状态失常模块33以及基于云端数据存储和数据成像展示和查看的PPG波形参数模块34；其中所述发挥状态失常模块33还包括由于考试氛围造成考生发挥失常PPG信号数据状态变化的考试氛围失常模块35、由于考试试题较生对考生造成的发挥失常PPG信号数据状态变化的考试生题失常模块36以及由于考试环境和自身心理的压力造成发挥失常PPG信号数据状态变化的考试压力失常模块37；其中所述PPG算法模块的核心算法公式为：计算心率参数：HR＝FS*60HR：心率；FS：采样频率；n：一段PPG信号中的峰峰之间平均间隔点数；计算血氧参数：R＝RedacReddcIracIrdcSpo2＝110-25RSpo2:血氧饱和度Red红光；Ir红外光；ac交流分量；dc直流分量；计算脉搏参数： K:脉搏波波形特征量Pm为平均动脉压，它等于一个心动周期中脉搏压力Pt的平均值Ps，Pd分别为收缩压和舒张压；计算情绪状态参数： Xr＝[dir]2； r：光电信号参数；T：采样周期；N：采样点的个数；dir：用户情绪波动值；Xr为dir的平方；Yr：用户情绪状态值，0-100；t：当前时间与开始考试时间的时间差，以秒为单位；当t120，Yr＝60时，考生因考场氛围造成情绪紧张，导致考试状态失常，设备通过语音引导考生用深呼吸的方式达到放松身体恢复轻松状态的效果；当t＝120,Yr80时，考生因考试中遇见生题而造成情绪紧张，导致考试状态失常，设备通过语音引导考生放松身体先做后面的题目；当t＝120,Yr＝60,Yr＝80时，考生因自身压力造成情绪紧张，导致考试状态失常，设备通过语音引导考生放松身体，不要过分执着于考试结果，尽力而为就好，主要是要平时多加练习；根据r、T、N的采集数据进行算法处理，从而基于Xr、Yr、t分析出用户在氛围、生题、压力的因素方面的考试状态，从而采取不同方式的激励手段对用户进行激励调节，让考生进入最佳考试状态。

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