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一种宠物健康监测及管理装置及方法

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2024-10-29 15:04

一种宠物健康监测及管理装置及方法

技术领域

[0001]本发明涉及宠物健康管理技术领域，具体涉及一种宠物健康监测及管理装置及方法。

背景技术

[0002]随着我国社会的不断发展，饲养宠物人越来多。例如，由于子女长大之后与老人分开居住，老人为了排遣寂寞而饲养宠物；或者小朋友喜欢宠物，所以家里会饲养宠物；或者年轻人由于个人爱好的需要，也会饲养宠物。不管是出于何种原因，宠物的存在给人们带来了许多欢乐与幸福。

[0003]宠物与人一样，会存在健康问题。目前的现实状况是当主人会通过一定的方式来保证宠物的健康，例如会通过遛狗的方式来保证狗的运动量以及户外活动需要，或者通过逗猫棒等玩具来与猫互动，并为狗或猫等宠物采集相应的狗粮或猫粮来饲养宠物。但是，这是一种粗放的、凭感觉的方式，并且常常会出现主人由于上班等事情而无法保证每天陪伴宠物足够的运动时间的情况。当宠物健康出现问题时，只能选择去宠物医院。

[0004]随着可穿戴设备的兴起，目前也已经提出了一些用于宠物的健康监测的硬件。这种硬件与用于人体的可穿戴设备类似，例如可以通过GPS定位装置、健康传感器、数据无线传输等技术来监测宠物的运动信息、心跳和体温等生命体征的监控，给出宠物的运动情况和健康状况供主人参考。此外，也有一些方案提出了建立宠物运动模型，结合宠物的具体情况例如品种和进食等情况来结合监测到的数据来对宠物健康状况进行分析。但是，目前已有的方案仍然存在诸多问题：虽然能够实时监控心率、体温等信息，但是这是在宠物健康已经出现问题之后才能监测到，此时宠物已经处于不健康状态；关于宠物健康状态的模型简单、精确度低，从而由于精度问题而导致实际可应用性偏低。

发明内容

[0005]有鉴于此，本发明提出了一种宠物健康状况监测及评估装置及相应的评估方法，以对宠物的健康进行监测并进行更为准确且及时的评估。具体的，本发明的宠物健康状况监测及评估装置包括如下技术方案。

[0006]一种宠物健康状况监测及评估装置，所述装置适于佩戴在宠物身上，所述装置包括：通信模块，用于与外部设备通信；数据采集模块，用于采集宠物的生理或运动参数；以及处理模块，基于所述数据采集模块采集的生理或运动参数，评估宠物的健康状况；或者处理模块将所采集到的生理或运动参数通过通信模块发送至云端服务器或者移动终端。

[0007]本发明的装置还可以单独或者组合地包括以下技术特征：— 所述装置还包括定位模块和/或电源模块和/或存储模块。

[0008]— 所述通信模块能够进行2G/3G/45/5G通信或WiFi通信、蓝牙通信中的一种或多种。

[0009]— 所述宠物的生理或运动参数包括心率、体温、步数中的一个或多个。

[0010]此外，基于本发明的宠物健康状况监测及评估装置对宠物健康状况进行监测及评估的方法，包括：步骤一）通过所述通信模块接收宠物的饮食信息或者直接在所述宠物健康状况监测及评估装置上输入宠物的饮食信息，以及通过所述数据采集模块采集宠物的生理或运动参数；步骤二）对宠物的饮食信息以及宠物的生理或运动参数进行处理，得出宠物的能量及健康度数据；该处理在所述宠物健康状况监测及评估装置中进行，或者在云端服务器中进行，或者在移动终端中进行。

[0011]本发明的装置还可以单独或者组合地包括以下技术特征：— 在步骤一之前，还包括设置宠物基础信息的步骤。

[0012]— 在步骤二中，所述处理模块对宠物的饮食信息以及宠物的生理或运动参数进行处理包括：计算宠物每日健康能量差值：其中，为宠物每日健康能量差值，为宠物每日摄入能量，为宠物每日运动消耗能量，为宠物每日基础代谢能量。

[0013]-在步骤二中，所述处理模块对宠物的饮食信息以及宠物的生理或运动参数进行处理还包括：并采用柯西分布将宠物健康度的估计归一化，由柯西分布概率密度函数得到宠物健康度指标，从而得到分布在0-100之间的健康度指标L。

[0014] -宠物每日运动消耗能量根据以下公式计算：其中K、B、 c、D为修正系数，根据不同的宠物通过标定实验进行测量， H为宠物身高， W为宠物身长,S为行走步数， M为持续运动的时间；或者根据以下公式计算：其中K为修正系数，根据不同的宠物通过标定实验进行测量， m为宠物体重， dr为位置信息变换值；宠物每日基础代谢能量具体计算公式如下：其中m为宠物体重，单位为公斤， d为宠物年龄，单位为天，系数σ、 k、 β为修正系数。

[0015]-所述宠物健康状况监测及评估装置或者云端服务器或者移动终端根据宠物的食物摄入量以及运动量实时地监测宠物的健康状态，并给出食物摄入建议和运动量建议。

[0016]本方案提出了基于宠物种类、体重等个体信息的完善的差异化宠物健康状况监测及评估系统，并提出了具体的运动能量消耗算法、宠物本身新陈代谢所需的基本静止能量算法及健康度指标，结合宠物个体信息提出明确的运动建议，从根本上改善宠物的健康状态。

附图说明

[0017]图1是本发明的宠物健康状况监测及评估系统的硬件模块及通信示意图。

[0018]图2是本发明的宠物健康状况监测及评估装置的工作流程图。

[0019]图3是本发明的宠物健康状况监测及评估系统功能图。

[0020]图4是本发明的能量及健康度计算模型。

[0021]图5是以宠物狗为例的单位质量能量消耗随时间变化示意图。

[0022]图6是本发明的宠物摄入量及运动量双向推荐示意图。

具体实施方式

[0023]以下结合附图对本发明的具体实施方式进行说明。

[0024]首先参见图1，本发明的宠物健康状况监测及评估装置主要包括定位模块、数据采集模块、通信模块以及处理模块，此外还包括电源模块和存储模块。定位模块用于根据GPS、北斗定位装置或WiFi或IP装置等其他定位技术对装置所处的位置进行定位，并将所得到的位置信息发送给处理模块；数据采集模块用于采集宠物的各项参数，例如心率、体温、步数（步数可以由例如包括加速度传感器的健康传感器得到，也可以由定位模块根据位置变化来计算得到）等，并将该信息发送给处理模块；处理模块用于接收来自定位模块、数据采集模块、通信模块以及存储模块的数据，并对所接收的数据根据本发明的模型进行处理之后，将处理后的信息通过通信模块发送出去，或者处理模块作为控制中心，自身并不进行相应的计算，而是将各种数据发送到云端服务器或者移动终端，在云端服务器或者移动终端完成相应的计算；通信模块用于实现装置与外界的通信，例如可以实现外界与用户终端的通信，或者实现装置与云端服务器的通信，通信模块可以采用2G/3G/45/5G等蜂窝网络移动通信以及WiFi、蓝牙等；存储模块用于存储各项数据，电源模块为装置中的各个模块供电。

[0025]本装置可以结合固定装置来设置在宠物身上。例如，可以采用颈圈的结构形式，由此可以戴在动物的颈部。当然，本装置也可以设置成其他的固定形式，固定在宠物的腿部等处，只要能够使本装置能够正常运行即可，而非必须要佩戴在宠物的颈部。当宠物运动时，装置进行工作，根据下文将要详细描述的模型来与用户终端或者云端服务器通信，从而使宠物的主人可以随时了解宠物的健康状况。

[0026]本发明的装置的工作过程如图2所示。首先，接收宠物的基础信息。在该步骤中，接收由主人输入的宠物的种类、身长、身高、体重、年龄等信息；该输入可以由主人在用户终端的相应界面中进行，并通过用户终端将该信息发送至本装置。用户终端可以是手机、平板、电脑等。该步骤在第一次使用本装置时进行即可，一旦接收到该信息，则信息可以被存储在装置之中，以后无需再次输入。

[0027]随后，接收宠物的饮食信息。这一信息同样可以由主人在用户终端的相关界面中输入，并被本装置接收。饮食信息可以包括食物种类、质量以及进食时间，以便为能量计算提供依据。此外，还采集宠物的生理及运动信息。由装置中的定位模块、数据采集模块来采集宠物的位置信息、心率、体温、运动步数等信息。

[0028]能量和健康度计算可以在本装置中进行，由处理模块基于上述信息进行处理，得出能量及健康度等相关数据。作为另一种可行的方案，这一计算也可以在云端服务器或者用户终端进行。如果是在云端服务器或者用户终端进行，那么本装置在接收或采集到相关信息之后，将相关信息发送至云端或者用户终端。云端服务器完成相应的计算之后，将计算结果发送至移动终端，以通知用户。

[0029]随后，根据相关的数据处理结果，对健康度以及宠物的实时状态进行反馈。主人可以根据反馈结果对宠物进行相应的管理，具体内容在下文详述。

[0030]图3是根据本发明的一个优选实施例的宠物健康监测及评估系统的功能图。结合图1和图2的描述可知，在图3所示的优选实施例中，采用手机作为移动终端，利用手机上的应用来输入宠物的日常饮食信息以及宠物信息例如身高、体重、身长、年龄等，由硬件设备即本发明的宠物健康检测及评估装置来获得宠物的运动数据，进而根据手机输入的信息和硬件设备获得的信息来结合图2中所提到的监测及评估方法来生成将在下文详述的宠物健康指标以及运动推荐和饮食推荐。

[0031]以下结合图4和图5对上文提到的能量及健康度计算进行详细说明。

[0032]首先参见图4。本发明对宠物的能量计算基于以下公式：公式一其中，是宠物每日健康能量差值，它等于宠物每日摄入能量与宠物每日运动消耗能量以及宠物每日基础代谢能量之差。在上述公式中，各能量的单位可以采用卡路里或千卡。

[0033]具体地，宠物每日摄入能量由用户/主人在用户终端或者本装置中输入。在本发明的计算模型中，存储常见的宠物食物种类及其所对应的基准热量值。因此，用户/主人在输入的时候仅输入食物的种类以及质量即可，本发明可以将其自动换算成相应的热量。需要说明的是，本发明中的输入可以是填空形式的输入，也可以是选择形式的输入。此外，还可以向用户/主人展示常见食物的营养成分，如表1所示。

[0034]表1 食物及营养成分对应表碳水化合物米类面类薯类蛋白质肉类豆类鸡蛋维生素蔬菜水果藻类脂肪食用油动物脂肪甜品该表除了能够简化用户的输入信息，还可对用户潜移默化地产生影响，使用户了解食物的营养成分，从而使所提供的食物的营养更为均衡。

[0035]宠物每日运动消耗能量根据以下公式计算：公式二其中K、B、 c、D为修正系数，根据不同的宠物通过标定实验进行测量， H为宠物身高， W为宠物身长,S为行走步数， M为持续运动的时间。

[0036] 或者，宠物每日运动消耗能量也可以根据以下公式计算：公式三其中N为修正系数，根据不同的宠物通过标定实验进行测量， m为宠物体重， dr为位置信息变换值，对此进行积分，计算整体轨迹消耗的总能量。作为一个优选的示例，在对多种宠物的运动进行过统计及测算之后，确定在宠物运动速度为小于6km/h时， N为0.8214，当速度大于等于6km/h时， N为1.036。

[0037] 此外，不同于以上两种方法的思路，关于运动消耗能量还可以采用以下公式来计算：公式四在上述公式中， s是宠物的运动距离，而该参数是基于宠物的步数得出的，即s=0.0006*（运动步数）。由于该公式是以体重为35kg的宠物的数据计算得出的，因此对数据进行拟合后，通过来对宠物的体重调整， w为宠物体重，以使之能够适用于不同体重的宠物。

[0038]对于宠物的每日基础代谢能量，宠物的基础代谢能量依赖其年龄、体重、品种等个体信息，不同个体间差异较大。在对多种类型的宠物狗进行分析之后，得到如图5所示的单位质量能量消耗随时间变化示意图。因此方案中以特定种类和年龄（以天为单位）的单位质量能量消耗（单位是卡路里/千克）建立模型。具体地，作为一种示例性的宠物分类方法，首先将宠物分为狗和猫两类，然后进一步地根据体型和体重等参数对其进行细分。研究显示，对于健康宠物，其单位质量能量消耗随年龄逐渐减小，同时减小速度单调下降。图5定性地展示了这一趋势。由于无法对出生0-30天的宠物进行合理的运动量分析和估算，本系统未考虑该年龄区间的宠物，故曲线从30天开始。在实际计算中则需要根据宠物不同种类生成不同的单位质量能量消耗曲线以计算某一宠物真实的基础代谢消耗即静止能量。具体计算公式如下：公式五对于本方案所考虑的宠物基础代谢消耗即静止能量建立如上拟合公式，其中m为宠物体重（单位：公斤），与静止能量呈正相关，而宠物年龄d（单位：天）则与静止能量呈负相关。系数σ、 k、 β与具体宠物种类有关，根据不同的宠物通过标定实验进行测量。

[0039]综合上述内容，可以得到宠物每日健康能量差值。由于本计算方法中静止能量的计算已经考虑例如不同种类宠物或同种宠物在不同生命周期中对能量需求的区别，如幼年期的宠物平均每千克体重能量需求高于成熟期。因此对于上述公式，理想的结果是每日剩余能量约为0，即处于输入输出平衡态。

[0040]作为本发明的又一重要内容，继续提出以下方案。

[0041] 由于与宠物体重正相关，因此并不适宜作为宠物健康状况的度量标准。例如，对于不同体重的宠物，如果仅给出一个不为0的，那么用户很难知道该值是否处在可接受的范围内，且不同宠物的可接受范围也不相同。因此本发明引入这一度量值来消除包括种类、体重、生命周期等个体特性对于能量差值的影响，其计算方式如下：公式六进一步地，由于本身的可能范围在（—∞， +∞）间，因此我们采用柯西分布进行宠物健康度的估计归一化，由柯西分布概率密度函数得到宠物健康度指标，从而得到分布在0-100之间的健康度指标；其中s和t是柯西分布的两个参数，可以根据所统计的值进行确定。当宠物每天摄入量与整体消耗量一致时，评分为100，此时 = 0；当宠物每天暴饮暴食而又运动量不足，或者能量摄入量远小于总能量消耗量，此时的绝对值很大，此时健康度评分会趋近于0分。因此，这一健康度指标与人们熟知的评分系统相一致，从而能够为主人或用户提供直观的结果。此外，还可以设定当L小于某一值时，系统会通过手机应用等移动终端将此信息及相关建议反馈给用户或主人，方便用户或主人及时了解宠物的健康状况，并及时采取措施来调整宠物的生活习惯。

[0042]进一步地，作为一种预防性的措施，本发明还提出以下方案。

[0043]根据以下公式计算出宠物的每日健康运动量，从而事先确定目标：公式七其中， S为该宠物每天健康的运动步数，系数τ和μ则与宠物的种类相关， m是宠物体重。对于给定宠物，只要用户在系统中输入其体重和种类，系统每天会向用户推送其健康的运动量并提醒其完成。

[0044]进一步地，图6示出了本发明的用于预防性改善宠物健康状态的一个方面。从图6中可知，本发明实时地综合宠物的运动状态及食物摄入情况，不仅仅统计其健康状态，而是积极介入到日常生活中。例如当宠物运动状态改变后，根据当前运动状态，结合系统估算的每日静态能量消耗，重新计算能量剩余，并据此推荐摄入量。另外，当饲主录入最新的宠物摄入后，根据摄入能量及运动和静态能量，反过来再推荐新的健康运动量S。通过摄入-推荐运动量的相互反馈，使方案从事后统计提升为实时参与、事先改善。

[0045]由上可知，对于本发明的装置，用户或者主人可以通过手机等用户终端输入宠物的各项参数例如种类、身长、身高、体重、年龄以及每次摄入的食物的种类及质量，由本发明的方法计算出宠物每次及每天摄入的能量，并结合实时记录及反馈的宠物GPS位置、心跳、运动步数等数据，完成动物运动消耗能量和静止消耗能量的计算。根据上述信息，可以完成对宠物健康状况的监测以及进行相关的健康度评分。此外，还结合宠物基本信息计算每日理想的运动量，一并将所有数据发送给用户或主人，从而能够实时监测并管理宠物的健康。

[0046]以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述所述技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术对以上实施例所做的任何改动修改、等同变化及修饰，均属于本技术方案的保护范围。