穿戴式遠(yuǎn)程呼吸監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種穿戴式遠(yuǎn)程呼吸監(jiān)控系統(tǒng)，包括供使用者穿戴的穿戴部件，所述穿戴部件中設(shè)置有應(yīng)變式或壓電式傳感器、信號(hào)處理模塊、無(wú)線傳輸模塊及單片機(jī)；所述應(yīng)變式或壓電式傳感器與信號(hào)處理模塊連接；所述信號(hào)處理模塊經(jīng)SPI接口與單片機(jī)連接；所述單片機(jī)通過(guò)UART接口與無(wú)線傳輸模塊連接；所述無(wú)線傳輸模塊與智能終端或計(jì)算機(jī)連接。本實(shí)用新型通過(guò)利用應(yīng)變式或壓電式傳感器將使用者的呼吸所引起的胸部或腹部的伸縮應(yīng)力轉(zhuǎn)化為電量的變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)使用者呼吸情況的監(jiān)控，該監(jiān)控不受外界因素的干擾，監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)準(zhǔn)確，效果明顯。
【專利說(shuō)明】穿戴式遠(yuǎn)程呼吸監(jiān)控系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種穿戴式遠(yuǎn)程呼吸監(jiān)控系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前呼吸系統(tǒng)監(jiān)控常采用如下幾種技術(shù):(1)測(cè)量呼出氣壓:該技術(shù)通過(guò)測(cè)量呼出氣壓的變化來(lái)對(duì)被監(jiān)控人的呼吸進(jìn)行監(jiān)控。該方法需要通過(guò)一根呼氣導(dǎo)管與口鼻相連，對(duì)氣流進(jìn)行導(dǎo)引，同時(shí)需要連接氣密裝置，以防止外界氣流對(duì)呼吸數(shù)據(jù)的影響。由于測(cè)量裝置的復(fù)雜性導(dǎo)致該方法很難用于日常的呼吸監(jiān)控。(2)測(cè)量溫度變化:該技術(shù)通過(guò)測(cè)量呼吸過(guò)程中鼻子附近溫度的變化來(lái)對(duì)被監(jiān)控人的呼吸進(jìn)行監(jiān)控。該方法的測(cè)量數(shù)據(jù)容易受到周圍環(huán)境溫度的影響而產(chǎn)生測(cè)量誤差。(3)其他方法:包括呼吸聲音監(jiān)控，肺音監(jiān)控，超寬帶雷達(dá)監(jiān)控等。
[0003]現(xiàn)有的呼吸系統(tǒng)監(jiān)控方法比較容易受到外界環(huán)境因素的干擾，造成監(jiān)測(cè)到的呼吸數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，或者所采用的監(jiān)控技術(shù)監(jiān)測(cè)成本高昂，不利于對(duì)被監(jiān)測(cè)者進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種穿戴式遠(yuǎn)程呼吸監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)利用應(yīng)變式或壓電式傳感器將使用者的呼吸所引起的胸部或腹部的伸縮應(yīng)力轉(zhuǎn)化為電量的變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)使用者呼吸情況的監(jiān)控，該監(jiān)控不受外界因素的干擾，監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)準(zhǔn)確，效果明顯。
[0005]本實(shí)用新型所提供的穿戴式遠(yuǎn)程呼吸監(jiān)控系統(tǒng)，包括供使用者穿戴的穿戴部件，其特征在于:所述穿戴部件中設(shè)置有應(yīng)變式或壓電式傳感器、信號(hào)處理模塊、無(wú)線傳輸模塊及單片機(jī)；所述應(yīng)變式或壓電式傳感器與信號(hào)處理模塊連接；所述信號(hào)處理模塊經(jīng)SPI接口與單片機(jī)連接；所述單片機(jī)通過(guò)UART接口與無(wú)線傳輸模塊連接；所述無(wú)線傳輸模塊與智能終端或計(jì)算機(jī)連接，所述無(wú)線傳輸模塊傳送的數(shù)據(jù)在智能終端上存儲(chǔ)或在計(jì)算機(jī)上低通濾波。
[0006]優(yōu)選地，所述計(jì)算機(jī)還與一后臺(tái)服務(wù)器連接。該后臺(tái)服務(wù)器即通常所說(shuō)的云端服務(wù)器，計(jì)算機(jī)將監(jiān)測(cè)到的呼吸情況數(shù)據(jù)傳送給云端服務(wù)器，使得授權(quán)用戶通過(guò)終端可以對(duì)云端數(shù)據(jù)進(jìn)行基于瀏覽器(B/S)的實(shí)時(shí)訪問(wèn)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)瀏覽器和網(wǎng)絡(luò)地址就可以訪問(wèn)被監(jiān)控人的呼吸數(shù)據(jù)。
[0007]優(yōu)選地，所述信號(hào)處理模塊包括依次連接的信號(hào)放大器、低通濾波器和A/D轉(zhuǎn)換模塊。先由信號(hào)放大器將應(yīng)變式或壓電式傳感器傳送的信號(hào)放大，再由低通濾波器將放大后的信號(hào)中的噪音去除，再通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)供后續(xù)部件處理或使用。
[0008]優(yōu)選地，所述應(yīng)變式或壓電式傳感器為EMFIT傳感器。通常使用EMFIT R系列傳感器作為制作穿戴部件的感測(cè)材料，該傳感材料具有全隔離，彈性好，厚度薄，重量輕，靈敏度高等特點(diǎn)，直接將呼吸引起的胸部和腹部的伸縮應(yīng)力傳化為電量的變化，同時(shí)該傳感器穿戴過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生不舒適的感覺(jué)，也不會(huì)使被監(jiān)控人由于感覺(jué)到監(jiān)控設(shè)備的存在而導(dǎo)致呼吸過(guò)程不自然。
[0009]優(yōu)選地，所述無(wú)線傳輸模塊為藍(lán)牙模塊或3G網(wǎng)絡(luò)模塊。
[0010]優(yōu)選地，所述穿戴部件為胸帶或腹帶。
[0011]本實(shí)用新型所提供的穿戴式遠(yuǎn)程呼吸監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)應(yīng)變式或壓電式傳感器實(shí)時(shí)采集用戶的呼吸數(shù)據(jù)，將用戶胸部或腹部呼吸引起的伸縮應(yīng)力轉(zhuǎn)化為電量變化，再將獲取到的電量變化數(shù)據(jù)進(jìn)行處理轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，經(jīng)過(guò)單片機(jī)預(yù)處理后由無(wú)線傳輸模塊輸送給智能終端或計(jì)算機(jī)；智能終端或計(jì)算機(jī)可對(duì)呼吸數(shù)據(jù)做進(jìn)一步處理，由計(jì)算機(jī)將進(jìn)一步處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送給后臺(tái)服務(wù)器，供授權(quán)用戶訪問(wèn)。應(yīng)變式或壓電式傳感器采用EMFIT傳感器，該傳感器作為制作穿戴部件的感測(cè)材料，彈性好，厚度薄，重量輕，靈敏度高，用戶穿戴過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生不舒適的感覺(jué)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型邏輯框圖；
[0013]圖2為本實(shí)用新型采用藍(lán)牙傳輸示意圖；
[0014]圖3為本實(shí)用新型連接后臺(tái)服務(wù)器示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015]如圖1、2所示，本實(shí)用新型所提供的穿戴式遠(yuǎn)程呼吸監(jiān)控系統(tǒng)，包括供使用者穿戴的穿戴部件，該穿戴部件可以制作成胸帶或腹帶，在穿戴部件中設(shè)置有應(yīng)變式或壓電式傳感器、信號(hào)處理模塊、無(wú)線傳輸模塊及單片機(jī)；應(yīng)變式或壓電式傳感器與信號(hào)處理模塊連接；應(yīng)變式或壓電式傳感器可使用EMFIT傳感器，通常采用EMFIT R系列傳感器作為制作胸帶或腹帶的感測(cè)材料，該傳感材料具有全隔離，彈性好，厚度薄，重量輕，靈敏度高等特點(diǎn)，直接將呼吸引起的胸部和腹部的伸縮應(yīng)力傳化為電量的變化，同時(shí)該傳感器穿戴過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生不舒適的感覺(jué)，也不會(huì)使被監(jiān)控人由于感覺(jué)到監(jiān)控設(shè)備的存在而導(dǎo)致呼吸過(guò)程不自然。EMFIT傳感器將呼吸過(guò)程中胸部和腹部的機(jī)械應(yīng)力的變化轉(zhuǎn)化為電量的變化，該電量的變化與被監(jiān)控人呼吸的速率、呼吸的模式及是否有咳嗽事件產(chǎn)生相關(guān)聯(lián)。信號(hào)處理模塊包括依次連接的信號(hào)放大器、低通濾波器和A/D轉(zhuǎn)換模塊，先由信號(hào)放大器將應(yīng)變式或壓電式傳感器傳送的信號(hào)放大，再由低通濾波器將放大后的信號(hào)中的噪音去除，再通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；信號(hào)處理模塊經(jīng)SPI接口與單片機(jī)連接，根據(jù)目前的設(shè)計(jì)技術(shù)，可以設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)低功耗的單片機(jī)，從而使監(jiān)控系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間在線使用成為現(xiàn)實(shí)；單片機(jī)通過(guò)UART接口與無(wú)線傳輸模塊連接；無(wú)線傳輸模塊與智能終端或計(jì)算機(jī)連接；藍(lán)牙模塊是很多電子設(shè)備的標(biāo)配件，而3G網(wǎng)絡(luò)也已廣泛鋪設(shè)，因此，無(wú)線傳輸模塊可采用藍(lán)牙模塊或3G網(wǎng)絡(luò)模塊，通過(guò)藍(lán)牙或3G網(wǎng)絡(luò)將呼吸數(shù)據(jù)傳輸給智能終端或計(jì)算機(jī)。
[0016]智能終端上安裝有嵌入式軟件，可以實(shí)現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)的在線顯示，簡(jiǎn)單的分析處理及存儲(chǔ)，如執(zhí)行包括傳感器搜索及識(shí)別，傳感器數(shù)據(jù)讀取、測(cè)量通道選擇、傳輸速率選擇、數(shù)據(jù)采集模式(連續(xù)或一次性)、數(shù)據(jù)顯示、呼吸速率計(jì)算、報(bào)警閾值設(shè)定及超閾值自動(dòng)報(bào)警等。該軟件的用戶交互界面可以根據(jù)用戶輸入的指令來(lái)選擇執(zhí)行不同的操作。計(jì)算機(jī)上也安裝有客戶端軟件，可以實(shí)現(xiàn)傳感器搜索及識(shí)別，傳感器數(shù)據(jù)的高級(jí)分析處理及數(shù)據(jù)的云端發(fā)布，即將分析處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送至后臺(tái)服務(wù)器。所謂的高級(jí)分析處理包括進(jìn)一步低通濾波、自適應(yīng)式閾值自動(dòng)設(shè)定、呼吸模式自動(dòng)判定、咳嗽事件自動(dòng)捕捉等。應(yīng)變式或壓電式傳感器具有多數(shù)據(jù)輸出通道，可通過(guò)智能終端或計(jì)算機(jī)對(duì)多個(gè)數(shù)據(jù)輸出通道進(jìn)行選擇，選擇其中一個(gè)或幾個(gè)通道將呼吸數(shù)據(jù)輸送至信號(hào)處理模塊，如圖2所示，可從通道1、通道2或通道3中選擇一個(gè)或多個(gè)通道傳輸傳感器獲取到的呼吸數(shù)據(jù)。
[0017]如圖3所示，本實(shí)用新型所述計(jì)算機(jī)還與一后臺(tái)服務(wù)器連接，后臺(tái)服務(wù)器實(shí)現(xiàn)云端功能，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)處理后的數(shù)據(jù)通過(guò)Wif1、蜂窩網(wǎng)絡(luò)等發(fā)送至后臺(tái)服務(wù)器，使得授權(quán)用戶通過(guò)終端可以對(duì)云端數(shù)據(jù)進(jìn)行基于瀏覽器(B/S)的實(shí)時(shí)訪問(wèn)，實(shí)時(shí)了解被監(jiān)控人的呼吸數(shù)據(jù)。
【權(quán)利要求】
1.一種穿戴式遠(yuǎn)程呼吸監(jiān)控系統(tǒng)，包括供使用者穿戴的穿戴部件，其特征在于:所述穿戴部件中設(shè)置有應(yīng)變式或壓電式傳感器、信號(hào)處理模塊、無(wú)線傳輸模塊及單片機(jī)；所述應(yīng)變式或壓電式傳感器與信號(hào)處理模塊連接；所述信號(hào)處理模塊經(jīng)SPI接口與單片機(jī)連接；所述單片機(jī)通過(guò)UART接口與無(wú)線傳輸模塊連接；所述無(wú)線傳輸模塊與智能終端或計(jì)算機(jī)連接，所述無(wú)線傳輸模塊傳送的數(shù)據(jù)在智能終端上存儲(chǔ)或在計(jì)算機(jī)上低通濾波。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的穿戴式遠(yuǎn)程呼吸監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述信號(hào)處理模塊包括依次連接的信號(hào)放大器、低通濾波器和A/D轉(zhuǎn)換模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的穿戴式遠(yuǎn)程呼吸監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述應(yīng)變式或壓電式傳感器為EMFIT傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的穿戴式遠(yuǎn)程呼吸監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述無(wú)線傳輸模塊為藍(lán)牙模塊或3G網(wǎng)絡(luò)模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的穿戴式遠(yuǎn)程呼吸監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述穿戴部件為胸帶或腹帶。
【文檔編號(hào)】A61B5/08GK204169847SQ201420016931
【公開(kāi)日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年1月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月13日
【發(fā)明者】劉海陵 申請(qǐng)人:金陵科技學(xué)院