專利名稱：無線紅外生命體征傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生命體征檢測裝置，尤其涉及一種無線紅外生命體征傳感器。
背景技術(shù)：
目前，對心率、體溫等人體生理數(shù)據(jù)往往采用接觸方式進行測量，對測量的數(shù)據(jù)通 過人工方式進行傳輸。在測量此類人體生理數(shù)據(jù)時，心率、體溫等測量設(shè)備必須與測量對象 進行物理接觸，使得測量對象的活動受限；若長期連續(xù)測量，人力物力等投入較大，并且測 量數(shù)據(jù)傳輸不及時，傳輸準確率難以保證。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種無線紅外生命體征傳感器，以解決現(xiàn)有技術(shù)必須用接 觸方式測量人體生理數(shù)據(jù)導致的測量對象活動受限和/或測量投入較大的問題。為了實現(xiàn)本發(fā)明的上述及其他目的，本發(fā)明提供的無線紅外生命體征傳感器包 括輸入/輸出單元，用于接收測量命令，輸出測量數(shù)據(jù)；紅外發(fā)射器，用于產(chǎn)生發(fā)射至測量 對象的紅外波以感測測量對象的生命體征；紅外接收器，用于接收經(jīng)過測量對象反射的紅 外波波，并將所接收的紅外波轉(zhuǎn)換為電信號；數(shù)據(jù)處理單元，和所述輸入/輸出單元、紅外 發(fā)射器、紅外接收器連接，用于控制所述輸入/輸出單元、紅外發(fā)射器、紅外接收器連接的 運行，并處理從所述紅外接收器接收的電信號，輸出預設(shè)格式的測量數(shù)據(jù)至所述輸入/輸 出單元；電池模塊，和所述紅外發(fā)射器、數(shù)據(jù)處理單元連接，用于向所述紅外發(fā)射器、數(shù)據(jù)處 理單元供電。通過檢測人體輻射的紅外線或者通過發(fā)射/接收紅外波并檢測該紅外波的變化 以解析人體生理數(shù)據(jù)，本發(fā)明提供的無線紅外生命體征傳感器可以實現(xiàn)非接觸式采集人體 生理數(shù)據(jù)，測量操作簡易，并且測量速度快，準確率高。根據(jù)上述無線紅外生命體征傳感器的一種較優(yōu)實施方式，其中，所述輸入/輸出 單元包括用于顯示測量數(shù)據(jù)的顯示屏。根據(jù)上述無線紅外生命體征傳感器的一種較優(yōu)實施方式，其中，所述輸入/輸出 單元包括用于接收測量命令以及輸出測量數(shù)據(jù)的天線。根據(jù)上述無線紅外生命體征傳感器的一種較優(yōu)實施方式，其中，所述數(shù)據(jù)處理單 元為單片機。根據(jù)上述無線紅外生命體征傳感器的一種較優(yōu)實施方式，其中，所述數(shù)據(jù)處理單 元包括心率測量模塊，用于根據(jù)所述紅外接收器接收的紅外波，計算出測量對象的動脈血 管在一定時間內(nèi)的波動次數(shù)并解析出該段時間內(nèi)的心率。根據(jù)上述無線紅外生命體征傳感器的一種較優(yōu)實施方式，其中，所述數(shù)據(jù)處理單 元包括呼吸頻率測量模塊，用于根據(jù)所述紅外接收器接收的紅外波，計算出測量對象在一 定時間內(nèi)的呼吸次數(shù)。根據(jù)上述無線紅外生命體征傳感器的一種較優(yōu)實施方式，其中，所述數(shù)據(jù)處理單元包括體溫測量模塊，用于根據(jù)測量對象的紅外輻射，計算出測量對象的實時溫度。根據(jù)上述無線紅外生命體征傳感器的一種較優(yōu)實施方式，其中，包括適用于佩戴 在人體腕部的殼體，所述紅外發(fā)射器、紅外接收器、數(shù)據(jù)處理單元和電池模塊設(shè)于所述殼體 中，且所述殼體上設(shè)有窗口以便于紅外波的傳播與接收。根據(jù)上述無線紅外生命體征傳感器的一種較優(yōu)實施方式，其中，所述輸入/輸出 單元包括一顯示屏，且所述顯示屏設(shè)于所述殼體的上表面，所述窗口設(shè)于所述殼體的下表 面并朝向人體。根據(jù)上述無線紅外生命體征傳感器的一種較優(yōu)實施方式，其中，所述輸入/輸出 單元包括一天線。


圖1為本發(fā)明優(yōu)選實施例的原理性電路結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本發(fā)明優(yōu)選實施例的機械結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明做進一步詳細說明。圖1和圖2分別示出了本發(fā)明優(yōu)選實施例的原理性電路結(jié)構(gòu)框圖和機械結(jié)構(gòu)示意 圖。如圖1所示，本優(yōu)選實施例1包括用于接收測量命令和輸出測量數(shù)據(jù)的輸入/輸出單 元的顯示屏5和天線10、發(fā)射紅外線的紅外發(fā)射器3、接收紅外線的紅外接收器4、供應電源 的電池6和用于系統(tǒng)控制、信息處理、信息存儲的數(shù)據(jù)處理單元2，紅外發(fā)射器3、數(shù)據(jù)處理 單元2連接于電池6，具有信號接收或輸出功能的顯示屏5、天線10、紅外發(fā)射器3、紅外接 收器4均與數(shù)據(jù)處理單元2連接。天線10可以用于接收測量命令，例如啟動或結(jié)束命令、數(shù)據(jù)調(diào)用命令或者系統(tǒng)參 數(shù)設(shè)置命令等，天線10還可以用于傳輸測量數(shù)據(jù)，例如通過藍牙、RFID等與一主機或一通 信網(wǎng)絡(luò)連接；顯示屏5根據(jù)數(shù)據(jù)處理單元2的控制，可以用于離散顯示測量數(shù)據(jù)或歷史數(shù) 據(jù)，也可以顯示一定時間之內(nèi)的數(shù)據(jù)變化曲線以連續(xù)顯示測量數(shù)據(jù)，也可以同時或分別顯 示體溫、心率等生命體征數(shù)據(jù)。在其他實施例中，輸入/輸出單元還可以是揚聲器之類的電 聲元件或觸摸屏、按鍵等，例如在一種相對簡易的輸入/輸出方式中，利用一電源開關(guān)控制 紅外發(fā)射器和數(shù)據(jù)處理單元的啟動和停止，利用揚聲器輸出測量數(shù)據(jù)。紅外發(fā)射器3主要用于產(chǎn)生發(fā)射至測量對象的紅外波以感測測量對象的生命體 征，其可以包括一紅外發(fā)光二極管及其驅(qū)動電路，或者電壓轉(zhuǎn)換電路。紅外接收器4主要用于接收經(jīng)過測量對象傳輸后的紅外波，并將所接收的紅外波 轉(zhuǎn)換為電信號，紅外發(fā)射器3發(fā)射的紅外波經(jīng)測量對象反射之后，其部分屬性將發(fā)生改變， 例如頻率、波長或相位等將發(fā)生改變，紅外接收器4接收該紅外波，檢測該類變化并將其轉(zhuǎn) 換為電信號。由于溫度大于絕對零度的任何物體都是一個紅外輻射源，若僅檢測測量對象 的體溫，則可以不啟動紅外發(fā)射器3。根據(jù)需要，本優(yōu)選實施例1的紅外接收器4還可以包 括濾波電路、放大電路等。數(shù)據(jù)處理單元2和天線10、顯示屏5、紅外發(fā)射器3、紅外接收器4和電池連接，其 主要用于控制各部件的運行時序、運行模式和狀態(tài)監(jiān)控，并處理從紅外接收器4接收的電信號以及接收天線10傳輸?shù)耐獠棵?，在處理完畢接收自紅外接收器4電信號之后，輸出 預設(shè)格式的測量數(shù)據(jù)至顯示屏5顯示，或者經(jīng)由天線10輸出至外部網(wǎng)絡(luò)和/或上位機等。電池6和紅外發(fā)射器3、數(shù)據(jù)處理單元2連接以進行供電，若紅外接收器4包括有 源器件，例如運算放大器等，則電池6需要同時向其供電。電池6具有獨立的供電功能，其 可以使得本優(yōu)選實施例1具有方便攜帶使用的優(yōu)點。在其他實施例中，向紅外發(fā)射器和數(shù) 據(jù)處理單元供電的可以是連接至市電的變壓器和/或整流器。在其他實施例中，電池可以 不與紅外發(fā)射器直接連接，由數(shù)據(jù)處理單元通過端口電壓向紅外發(fā)射器供電。在本優(yōu)選實施例1中，用于接收測量命令以及輸出測量數(shù)據(jù)的無線10為無線網(wǎng)絡(luò) 傳感器天線，數(shù)據(jù)處理單元2為無線單片機，此設(shè)置可以使本優(yōu)選實施例1實現(xiàn)更低的價 格、更低的功耗、更小的體積和更簡易緊湊的結(jié)構(gòu)，便于自動組網(wǎng)和擴展，也使得本優(yōu)選實 施例1不但可以用于生命體征的檢測，而且可以根據(jù)需要，改變相應的設(shè)置以適用于隧道、 井下作業(yè)的安全監(jiān)測和定員管理。在其他實施例中，數(shù)據(jù)處理單元也可以為數(shù)字信號處理 器(DSP)、現(xiàn)場可編程門車列(FPGA)或?qū)Ｓ眉呻娐?ASIC)等。在本優(yōu)選實施例1中，數(shù)據(jù)處理單元2包括心率測量模塊7、體溫測量模塊8和呼 吸頻率測量模塊9，此僅為舉例，本發(fā)明不以此為限。體溫測量模塊8用于根據(jù)紅外接收器 4接收的測量對象的紅外輻射，分析計算出測量對象的實時溫度。心率測量模塊8和呼吸頻 率測量模塊9主要解析紅外接收器4接收的紅外波所反應的脈搏測量數(shù)據(jù)，以計算出測量 對象的心率和呼吸頻率。為了增加本優(yōu)選實施例1的便攜功能，如圖2所示所示，本優(yōu)選實施例1包括適用 于設(shè)置在人體腕部的殼體11，并通過腕帶13穩(wěn)定于人體的腕部。紅外發(fā)射器3、紅外接收 器4、數(shù)據(jù)處理單元2和電池6都設(shè)于殼體11中。天線10為內(nèi)置的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)天線， 其與紅外發(fā)射器3、紅外接收器4和數(shù)據(jù)處理單元2都設(shè)置于電路板100上，殼體11上設(shè) 有窗口 12以便于紅外波的傳播和接收。本優(yōu)選實施例1的殼體適用于腕部的設(shè)計僅為例 舉，而不是對本發(fā)明的限制，在其他實施例中，可以根據(jù)需要，將殼體設(shè)置為適用于腰部、腿邵寸。為了便于本優(yōu)選實施例1的攜帶者實時了解自己的生理數(shù)據(jù)，作為輸出單元的顯 示屏5設(shè)于殼體11的上表面，窗口 12設(shè)于殼體11的下表面并朝向人體的腕部。若攜帶者 為一跑步者，則其可以通過觀察自己體溫、心率和呼吸頻率的變化，及時調(diào)整自己的運動節(jié) 奏，以利于進行更科學的鍛煉，數(shù)據(jù)處理單元2還具有存儲功能，其可以將各項生命體征數(shù) 據(jù)根據(jù)需要任意的輸出至顯示屏，以利于攜帶者隨時了解自己的健康狀況變化。綜上所述，本發(fā)明通過發(fā)射/接收紅外線以及檢測紅外線的不同變化，可以及時 的檢測出測量對象的生命體征。可見，本發(fā)明具有生命體征數(shù)據(jù)采集方便可靠、傳輸快速、 成本低和應用廣泛的優(yōu)點。由技術(shù)常識可知，本發(fā)明可以通過其它的不脫離其精神實質(zhì)或必要特征的實施方 案來實現(xiàn)。因此，上述公開的實施方案，就各方面而言，都只是舉例說明，并不是僅有的。所 有在本發(fā)明范圍內(nèi)或在等同于本發(fā)明的范圍內(nèi)的改變均被本發(fā)明包含。
權(quán)利要求
一種無線紅外生命體征傳感器，其特征在于，包括輸入/輸出單元，用于接收測量命令，輸出測量數(shù)據(jù)；紅外發(fā)射器，用于產(chǎn)生發(fā)射至測量對象的紅外波以感測測量對象的生命體征；紅外接收器，用于接收經(jīng)過測量對象反射的紅外波，并將接收的紅外波轉(zhuǎn)換為電信號；數(shù)據(jù)處理單元，和所述輸入/輸出單元、紅外發(fā)射器、紅外接收器連接，用于控制所述輸入/輸出單元、紅外發(fā)射器、紅外接收器連接的運行，并處理從所述紅外接收器接收的電信號，輸出預設(shè)格式的測量數(shù)據(jù)至所述輸入/輸出單元；電池模塊，和所述紅外發(fā)射器、數(shù)據(jù)處理單元連接，用于向所述紅外發(fā)射器、數(shù)據(jù)處理單元供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線紅外生命體征傳感器，其特征在于，所述輸入/輸出單元 包括用于顯示測量數(shù)據(jù)的顯示屏。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線紅外生命體征傳感器，其特征在于，所述輸入/輸出單元 包括用于接收測量命令以及輸出測量數(shù)據(jù)的天線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線紅外生命體征傳感器，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理單元 為單片機。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線紅外生命體征傳感器，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理單元 包括心率測量模塊，用于根據(jù)所述紅外接收器接收的紅外波，計算出測量對象的動脈血管 在一定時間內(nèi)的波功次數(shù)并解析出該段時間內(nèi)的心率。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的元線紅外生命體征傳感器，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理單元 包括呼吸頻率測量模塊，用于根據(jù)所述紅外接收器接收的紅外波，計算出測量對象在一定 時間內(nèi)的呼吸次數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線紅外生命體征傳感器，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理單元 包括體溫測量模塊，用于根據(jù)測量對象的紅外輻射，計算出測量對象的實時溫度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線紅外生命體征傳感器，其特征在于，包括適用于佩戴在 人體腕部的殼體，所述紅外發(fā)射器、紅外接收器、數(shù)據(jù)處理單元和電池模塊設(shè)于所述殼體 中，且所述殼體上設(shè)有窗口以便于紅外波的傳播與接收。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的無線紅外生命體征傳感器，其特征在于，所述輸入/輸出單元 包括一顯示屏，且所述顯示屏設(shè)于所述殼體的上表面，所述窗口設(shè)于所述殼體的下表面并 朝向人體。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的無線紅外生命體征傳感器，其特征在于，所述輸入/輸出單 元包括一天線。
全文摘要
本發(fā)明公開一種無線紅外生命體征傳感器，其包括輸入/輸出單元，用于接收測量命令，輸出測量數(shù)據(jù)；紅外發(fā)射器，用于產(chǎn)生發(fā)射至測量對象的紅外波以感測測量對象的生命體征；紅外接收器，用于接收經(jīng)過測量對象反射的紅外波，并將所接收的紅外波轉(zhuǎn)換為電信號；數(shù)據(jù)處理單元，和輸入/輸出單元、紅外發(fā)射器、紅外接收器連接，用于控制輸入/輸出單元、紅外發(fā)射器、紅外接收器連接的運行，并處理從所述紅外接收器接收的電信號，輸出預設(shè)格式的測量數(shù)據(jù)至所述輸入/輸出單元；電池模塊，和所述紅外發(fā)射器、數(shù)據(jù)處理單元連接，用于向紅外發(fā)射器、數(shù)據(jù)處理單元供電。本發(fā)明可以實現(xiàn)非接觸式采集人體生理數(shù)據(jù)，測量操作簡易，測量速度快，準確率高。
文檔編號A61B5/08GK101966079SQ20101055009
公開日2011年2月9日 申請日期2010年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月18日
發(fā)明者劉杰, 劉磊, 吳迪, 張海濤, 王景青, 袁桂平 申請人:耕者有田科技(北京)有限公司