專利名稱：一種可用于人體生理參數(shù)測量的智能椅的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到光纖光柵傳感領(lǐng)域，具體地說，是涉及到一種基于光纖光柵傳感器的用于監(jiān)測人體健康狀況的智能椅。
背景技術(shù)：
光纖傳感技術(shù)是在20世紀(jì)70年代伴隨光纖通信技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的，它是一種以光波為載體，光纖為媒質(zhì)，感知和傳輸外界被測量信號(hào)的一種新型傳感技術(shù)。這些光纖傳感器根據(jù)作用范圍又可以分為三類點(diǎn)式傳感器(如光纖微彎傳感器、光纖 Fabry-Perot傳感器、光纖Bragg光柵傳感器等)，積分傳感器(如光纖Michelson干涉儀和光纖Mach-Zehnder干涉儀)，分布式傳感器(如利用布里淵散射效應(yīng)制成的應(yīng)力、溫度分布式傳感器)。作為點(diǎn)式傳感器的一種，光纖光柵在傳感領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)得到世界范圍內(nèi)的廣泛重視，其具有其它傳統(tǒng)電傳感器無可比擬的優(yōu)點(diǎn)，主要是抗電磁干擾、耐腐蝕、測量范圍寬、便于復(fù)用成網(wǎng)、小型化和維護(hù)成本低等。目前，光纖光柵傳感器主要用于建筑物和橋梁的健康監(jiān)測和安全監(jiān)控。用于結(jié)構(gòu)監(jiān)測的傳統(tǒng)的應(yīng)變電監(jiān)測裝置需要采用電纜來傳遞電源和輸出信號(hào)，所需的電纜數(shù)目較大，且無法將其直埋入建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部，所以在實(shí)現(xiàn)長期實(shí)時(shí)監(jiān)測方面具有很大的局限性，而光纖光柵傳感器經(jīng)過封裝以后既可以貼在結(jié)構(gòu)的表面，也可以直埋入結(jié)構(gòu)中對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。此外，其易構(gòu)成高性能、低成本的傳感陣列，在結(jié)構(gòu)監(jiān)測應(yīng)用工程中具有巨大市場潛力。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們的生活節(jié)奏越來越快，生活和工作上的壓力使得人們很少有時(shí)間去鍛煉身體，久而久之，會(huì)導(dǎo)致身體素質(zhì)變差，一些疾病就容易發(fā)生。目前市場上，對(duì)能夠監(jiān)測人體健康狀況(如呼吸頻率、心率和體重等生理參數(shù)的監(jiān)測)的家用和辦公用醫(yī)療保健產(chǎn)品的需求量相當(dāng)大。然而，將光纖光柵傳感器用于醫(yī)療保健方面的實(shí)踐卻很少。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠用于人體生理參數(shù)如心跳頻率、呼吸頻率以及體重的測量監(jiān)控的智能椅。本發(fā)明的智能椅要能夠用來監(jiān)測人體的心率、呼吸頻率和體重等生理參數(shù)，可對(duì)人體的健康狀況進(jìn)行非介入式的實(shí)時(shí)監(jiān)測、并能自動(dòng)地根據(jù)所監(jiān)測到的數(shù)據(jù)決定是否發(fā)出健康預(yù)警信號(hào)。為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下
一種可用于人體生理參數(shù)測量的智能椅，所述的智能椅包括有椅座、連接在椅座上的椅背、用于支撐椅座的支撐桿和連接支撐桿的支撐底座，其特征在于，所述的椅背上有光纖光柵應(yīng)變傳感器，所述椅座上設(shè)有一個(gè)光纖光柵應(yīng)變傳感器，所有光纖光柵應(yīng)變傳感器通過一根光纖串聯(lián)連接，由椅座位置處弓I出的光纖連接有光電模塊和數(shù)據(jù)處理模塊。在本發(fā)明的用于人體生理參數(shù)測量的智能椅中，作為一種優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，所述的椅背上設(shè)置兩個(gè)光纖光柵應(yīng)變傳感器，兩個(gè)光纖光柵應(yīng)變傳感器對(duì)稱于椅背的中心線布置，所述椅座的中心位置處設(shè)有一個(gè)光纖光柵應(yīng)變傳感器，三個(gè)光纖光柵應(yīng)變傳感器通過同一根光纖串聯(lián)連接。在本發(fā)明的用于人體生理參數(shù)測量的智能椅中，作為一種進(jìn)一步的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，在所述的椅背上靠近每個(gè)光纖光柵應(yīng)變傳感器處均設(shè)有光纖光柵溫度傳感器，在所述的椅座上靠近光纖光柵應(yīng)變傳感器處亦設(shè)有光纖光柵溫度傳感器。在本發(fā)明的用于人體生理參數(shù)測量的智能椅中，所述的數(shù)據(jù)處理模塊位于一個(gè)監(jiān)控主機(jī)內(nèi)，該監(jiān)控主機(jī)還連接有一個(gè)綜合結(jié)果顯示及報(bào)警平臺(tái)。在本發(fā)明的用于人體生理參數(shù)測量的智能椅中，所述的數(shù)據(jù)處理模塊內(nèi)的數(shù)據(jù)依次經(jīng)過有頻移量計(jì)算單元、小波去噪單元、模式識(shí)別單元、光纖光柵應(yīng)變傳感器溫度補(bǔ)償單元、心率和呼吸頻率計(jì)算單元、體重計(jì)算單元、信息存儲(chǔ)和比較單元，輸出結(jié)果至綜合結(jié)果顯示及報(bào)警平臺(tái)。在本發(fā)明的用于人體生理參數(shù)測量的智能椅中，所述的頻移量計(jì)算單元將受溫度、應(yīng)變作用后的光纖光柵傳感器的反射光的中心波長與標(biāo)定的反射光中心波長比較作差，得到反射光中心波長的偏移量；小波去噪單元去除上述處理后數(shù)據(jù)中的無關(guān)信號(hào)；模式識(shí)別單元區(qū)分出心跳、呼吸和體重信號(hào)；光纖光柵應(yīng)變傳感器溫度補(bǔ)償單元把溫度在光纖光柵應(yīng)變傳感器上產(chǎn)生的反射光中心波長的偏移量去除，只留下應(yīng)變的作用效應(yīng)；心率和呼吸頻率計(jì)算單元計(jì)算出心率和呼吸頻率；體重計(jì)算單元計(jì)算出體重；信息存儲(chǔ)和比較單元中設(shè)置有各個(gè)年齡段、不同性別的正常人的心跳頻率、呼吸頻率和體重的正常范圍閾值，計(jì)算出的心跳頻率、呼吸頻率和體重與上述閾值比較后輸出比較結(jié)果信號(hào)，若處于閾值內(nèi)則輸出正常信號(hào)至綜合結(jié)果顯示及報(bào)警平臺(tái)，若超出閾值則輸出報(bào)警信號(hào)至綜合結(jié)果顯示及報(bào)警平臺(tái)?；谏鲜黾夹g(shù)方案，本發(fā)明的用于人體生理參數(shù)測量的智能椅在應(yīng)用中具有如下技術(shù)優(yōu)點(diǎn)
1.本發(fā)明的智能椅可對(duì)人體的健康狀況進(jìn)行非介入式的實(shí)時(shí)監(jiān)測、并能自動(dòng)地根據(jù)所監(jiān)測到的數(shù)據(jù)決定是否發(fā)出健康預(yù)警信號(hào)。2.由于工作人士的大部分時(shí)間里都是坐在椅子上，在工作的椅子上安裝光纖光柵應(yīng)變傳感器用于實(shí)時(shí)監(jiān)測人體的健康狀況，可以給出一個(gè)初步的健康狀況評(píng)判，為疾病的預(yù)防提供有力的保證。3.本發(fā)明考慮到溫度也可使光纖光柵應(yīng)變傳感器產(chǎn)生中心反射波長的漂移，為此在每個(gè)光纖光柵應(yīng)變傳感器的邊上安置了一個(gè)光纖光柵溫度傳感器，用于補(bǔ)償溫度對(duì)光纖光柵應(yīng)變傳感器的影響，提高檢測精度。4.由于光纖光柵傳感器本身是電無源的，因而不會(huì)對(duì)坐在智能椅上的人體產(chǎn)生任何電危害，安全性能十分突出。5.本發(fā)明中光纖光柵應(yīng)變傳感器采用了弧形結(jié)構(gòu)，符合人體的生理曲線，完全不會(huì)影響乘坐的舒適性。


圖1是本發(fā)明用于人體生理參數(shù)測量的智能椅的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明智能椅的數(shù)據(jù)處理流程示意圖。
具體實(shí)施例方式下面我們結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例來對(duì)本發(fā)明的用于人體生理參數(shù)測量的智能椅作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以求更為清楚明白地理解其工作原理和具體應(yīng)用，但不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。本發(fā)明的智能椅與現(xiàn)有技術(shù)中的椅子結(jié)構(gòu)類似，在外形結(jié)構(gòu)上都包括有椅座、連接在椅座上的椅背、用于支撐椅座的支撐桿和連接支撐桿的支撐底座。這里的支撐底座放置到地板或者地面上，起到支撐整個(gè)椅子的作用；支撐桿連接在椅座和支撐底座之間，將椅背、椅座以及坐在椅座上人體的重量都傳遞到支撐底座上。人體坐在椅座上時(shí)，其背部貼靠在椅背上。椅座可以以支撐桿為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，甚至椅座和椅背之間的角度可以調(diào)整，諸如此類的變形。 本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)能夠利用該智能椅測量人體部分生理參數(shù)，利用光電技術(shù)和傳感器技術(shù)在椅子內(nèi)部進(jìn)行了改進(jìn)，具體的改進(jìn)之處在于在椅背設(shè)置了光纖光柵應(yīng)變傳感器， 并在椅座上也設(shè)有光纖光柵應(yīng)變傳感器，光纖光柵應(yīng)變傳感器通過一根光纖串聯(lián)連接起來，上述的光纖從一端引出來，引出的光纖連接有光電模塊和數(shù)據(jù)處理模塊。上述的光纖光柵應(yīng)變傳感器可以探測到人體坐靠在智能椅上后產(chǎn)生的應(yīng)變變形量，并把該變形量和變化情況通過激光信號(hào)查知后轉(zhuǎn)換成電信號(hào)處理，從而根據(jù)運(yùn)算查知該變形，再結(jié)合引起該變形的原因，測算出人體的部分生理參數(shù)，這些生理參數(shù)除了體重以外，還包括有呼吸頻率和心跳頻率。如圖1所示，圖1是本發(fā)明用于人體生理參數(shù)測量的智能椅的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。 智能椅結(jié)構(gòu)上包括有椅座2、連接在椅座2上的椅背1、用于支撐椅座2的支撐桿4和連接支撐桿4的支撐底座3。智能椅的椅背1上設(shè)置兩個(gè)光纖光柵應(yīng)變傳感器，兩個(gè)光纖光柵應(yīng)變傳感器對(duì)稱于椅背1的中心線布置，即位于左側(cè)的光纖光柵應(yīng)變傳感器6和位于右側(cè)的光纖光柵應(yīng)變傳感器5。安置在椅背1上的光纖光柵應(yīng)變傳感器5和光纖光柵應(yīng)變傳感器6以椅背1的縱向中線AB為對(duì)稱軸，分布在橫向中線⑶上靠近中心點(diǎn)01的任意位置上。光纖光柵應(yīng)變傳感器5和光纖光柵應(yīng)變傳感器6的作用相同，安裝兩個(gè)這樣的應(yīng)變傳感器目的是為了增加靈敏度和檢測精度。光纖光柵應(yīng)變傳感器5和光纖光柵應(yīng)變傳感器6 用來感應(yīng)來自人體背部的力的情況，心跳和呼吸都分別會(huì)在背部產(chǎn)生一個(gè)不同幅值和頻率的力，它們都會(huì)作用到兩個(gè)應(yīng)變傳感器上，使它們產(chǎn)生軸向應(yīng)變，從而使來自光纖光柵應(yīng)變傳感器的反射光的中心波長發(fā)生偏移。心跳和呼吸所致的光纖光柵應(yīng)變傳感器的反射光中心波長的頻移量是不同的，且此頻移量的復(fù)現(xiàn)頻率也是不同的，因此根據(jù)這個(gè)規(guī)律，應(yīng)變傳感器可以檢測到人體的心率和呼吸頻率等生理參數(shù)。所述的光纖光柵應(yīng)變傳感器7安置在椅座2上，靠近中心點(diǎn)02的任意位置，用于檢測人體的體重，當(dāng)人坐在椅子上時(shí)，人體的全部重量將會(huì)作用在光纖光柵應(yīng)變傳感器7 上的弧形結(jié)構(gòu)的最高點(diǎn)上，會(huì)使光纖光柵應(yīng)變傳感器7產(chǎn)生一個(gè)軸向應(yīng)變，導(dǎo)致光纖光柵應(yīng)變傳感器7的反射光的中心波長發(fā)生偏移，偏移量與人體體重存在線性的關(guān)系，偏移量越大則體重越重，反之亦然。上述設(shè)置在智能椅上的三個(gè)光纖光柵應(yīng)變傳感器通過同一根光纖串聯(lián)連接起來。
5當(dāng)然光纖可以是分段連接各個(gè)光纖光柵應(yīng)變傳感器的，但是串聯(lián)起來是其要點(diǎn)。
在本發(fā)明的用于人體生理參數(shù)測量的智能椅中，由于人體體溫的存在，勢必會(huì)對(duì)光纖光柵應(yīng)變傳感器造成影響，進(jìn)而會(huì)影響到測量的精度。為了減小溫度對(duì)光纖光柵應(yīng)變傳感器帶來的不良影響，我們?cè)诳拷總€(gè)光纖光柵應(yīng)變傳感器的地方設(shè)置了一個(gè)光纖光柵溫度傳感器，以測出體溫對(duì)應(yīng)變的影響，在計(jì)算時(shí)考慮上述影響，將溫度影響去除。具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，在所述的椅背1上靠近光纖光柵應(yīng)變傳感器5和光纖光柵應(yīng)變傳感器6的位置分別設(shè)有光纖光柵溫度傳感器8和光纖光柵溫度傳感器9，在所述的椅座2上靠近光纖光柵應(yīng)變傳感器7處設(shè)有光纖光柵溫度傳感器10。上述智能椅內(nèi)設(shè)置的光纖光柵應(yīng)變傳感器5、6和7均采用弧形結(jié)構(gòu)，符合人體生理曲線，不會(huì)影響乘坐的舒適性?；⌒谓Y(jié)構(gòu)的材料采用碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料CFRP (Carbon Fiber Reinforced Polymer/Plastic )，其具有很好的彈性，能有效增強(qiáng)光纖光柵應(yīng)變傳感器的傳感靈敏度。而光纖光柵溫度傳感器8、9和10，對(duì)應(yīng)力應(yīng)變不敏感，只對(duì)溫度敏感。光纖光柵溫度傳感器8、9和10分別放置在靠近光纖光柵應(yīng)變傳感器5、6和7的任意位置，用于補(bǔ)償溫度對(duì)光纖光柵應(yīng)變傳感器5、6和7的影響，提高檢測精度。具體溫度補(bǔ)償過程在監(jiān)控主機(jī)12運(yùn)行時(shí)在光纖光柵應(yīng)變傳感器溫度補(bǔ)償單元中實(shí)現(xiàn)。在智能椅的具體結(jié)構(gòu)中，各個(gè)光纖光柵傳感器通過一根光纖分成的多個(gè)光纖段連接，其包括光纖段13、14、15、16、17和18，其中光纖段13、14、15、16和17用于串接所有的光纖光柵傳感器，包括光纖光柵應(yīng)變傳感器5、6和7，光纖光柵溫度傳感器8、9和10。光纖段 18從椅座2的中心點(diǎn)02處引出，連到外部的光電模塊11，用于把來自光纖光柵的傳感光信號(hào)傳輸給光電模塊11。光電模塊11、監(jiān)控主機(jī)12和綜合結(jié)果顯示及報(bào)警平臺(tái)19之間用電纜連接，除此之外所有硬件部件都采用光纖連接。光電模塊11內(nèi)置有寬帶光源、光耦合器和解調(diào)單元。寬帶光源發(fā)出的光經(jīng)光耦合器注入光纖光柵傳感器，滿足反射條件的光被反射后，再經(jīng)光耦合器進(jìn)入解調(diào)單元，解調(diào)出各光纖光柵傳感器的反射光的中心波長。然后再將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并傳輸給監(jiān)控主機(jī)12。監(jiān)控主機(jī)12內(nèi)置數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)處理模塊。數(shù)據(jù)采集模塊用于采集數(shù)據(jù)和 A\D轉(zhuǎn)換。數(shù)據(jù)處理模塊是監(jiān)控主機(jī)12的核心部分，如圖2所示，它包括7大模塊單元頻移量計(jì)算單元、小波去噪單元、模式識(shí)別單元、光纖光柵應(yīng)變傳感器溫度補(bǔ)償單元、心率和呼吸頻率計(jì)算單元、體重計(jì)算單元及信息存儲(chǔ)和比較單元。上述數(shù)據(jù)處理模塊先將來自光電模塊11的各光纖光柵傳感器的反射光的數(shù)據(jù)送給頻移量計(jì)算單元，它將受溫度、應(yīng)變作用后的光纖光柵傳感器的反射光的中心波長與標(biāo)定的反射光中心波長作差，得到反射光中心波長的偏移量。然后，再把處理過的數(shù)據(jù)經(jīng)由小波去噪單元去除無關(guān)信號(hào)，比如人在椅子上運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的一些噪聲疊加信號(hào)。然后，再經(jīng)由模式識(shí)別單元區(qū)分出心跳、呼吸和體重信號(hào)。然后，再經(jīng)由光纖光柵應(yīng)變傳感器溫度補(bǔ)償單元把溫度在光纖光柵應(yīng)變傳感器上產(chǎn)生的反射光中心波長的偏移量去除，只留下應(yīng)變的作用效應(yīng)。然后，再分別經(jīng)由心率和呼吸頻率計(jì)算單元和體重計(jì)算單元計(jì)算出心率、呼吸頻率和體重。最后，再經(jīng)由信息存儲(chǔ)和比較單元，其可以根據(jù)坐椅者的性別、年齡和身高，自動(dòng)設(shè)定不同的報(bào)警門檻條件，當(dāng)監(jiān)測到的心率、呼吸頻率和體重等生理參數(shù)值超過報(bào)警門檻時(shí)， 其就會(huì)給出健康狀況預(yù)警信號(hào)及可能弓I發(fā)的疾病類型。
在需要測定的生理參數(shù)中，心率是指心臟每分鐘跳動(dòng)的次數(shù)，是醫(yī)生臨床診斷中的一項(xiàng)重要診斷依據(jù)。正常成年人的心率一般為6(Γ100次/分鐘左右。同時(shí)心率又可因年齡和性別的不同而不同。因此，心率異常報(bào)警門檻條件與年齡、性別等兩個(gè)變量密切相關(guān)， 具體報(bào)警門檻的設(shè)定可參考相關(guān)的醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來確定。胸部的依次起伏就是一次呼吸， 即一次吸氣一次呼氣。每分鐘呼吸的次數(shù)稱為呼吸頻率，其也是醫(yī)生臨床診斷中的一項(xiàng)重要診斷依據(jù)。正常成人的呼吸頻率一般為16 18次/分鐘左右。呼吸頻率的異常報(bào)警門檻條件設(shè)定方法與心率的同理。體重跟性別、年齡和身高等三個(gè)參數(shù)息息相關(guān)，體重的報(bào)警門檻的設(shè)定可參考相關(guān)醫(yī)學(xué)體檢的健康體重標(biāo)準(zhǔn)。最終需要顯示的結(jié)果和報(bào)警信號(hào)都送給綜合結(jié)果顯示及報(bào)警平臺(tái)19。綜合結(jié)果顯示及報(bào)警平臺(tái)19，配置了顯示界面和蜂鳴器。用戶可以直接在顯示界面上瀏覽心率、呼吸頻率、體重與時(shí)間的變化曲線。心率和呼吸頻率每一小時(shí)測一次，體重每天測一次。用戶還可以在顯示界面瀏覽到這三個(gè)生理參數(shù)在一天，一個(gè)月和一年內(nèi)的變化曲線，以便用戶更好地了解在較長時(shí)間內(nèi)的身體健康狀況變化的情況。當(dāng)某一項(xiàng)生理參數(shù)指標(biāo)超過報(bào)警門檻值的時(shí)候，綜合結(jié)果顯示及報(bào)警平臺(tái)19就會(huì)給出健康狀況報(bào)警信號(hào)， 可通過蜂鳴器來提醒用戶，同時(shí)也會(huì)在顯示界面上給出可能的疾病隱患種類，以便用戶能及時(shí)去醫(yī)院就診。本發(fā)明的產(chǎn)品可以采用這樣的方法來制作
第一、將光纖光柵應(yīng)變傳感器5和6安置在椅背1上，它們以縱向中線AB為對(duì)稱軸，分布在橫向中線⑶上靠近中心點(diǎn)01的任意位置上，光纖光柵應(yīng)變傳感器5和6與椅背1之間采用粘貼連接。第二、將光纖光柵應(yīng)變傳感器7安置在椅座2上，靠近中心點(diǎn)02 (支撐桿4和椅座 2的交點(diǎn))的任意位置，其與椅座2之間采用粘貼連接。第三、將光纖光柵溫度傳感器8、9和10分別放置在靠近光纖光柵應(yīng)變傳感器5、6 和7的任意位置，光纖光柵溫度傳感器8和9粘貼在椅背1上，光纖光柵溫度傳感器10粘貼在椅座2上。第四、用光纖將光纖光柵傳感器8、5、9、6、7和10串接起來，采用光纖熔接的方法將各個(gè)傳感器進(jìn)行串接。第五、光纖光柵溫度傳感器10的末端光纖穿過中心點(diǎn)02引出，再連到光電模塊11上。第六、光電模塊11、監(jiān)控主機(jī)12和綜合結(jié)果顯示及報(bào)警平臺(tái)19之間用電纜連接。第七、將數(shù)據(jù)處理模塊以軟件的形式安裝在監(jiān)控主機(jī)12中。第八、最后，啟動(dòng)光電模塊11、監(jiān)控主機(jī)12和綜合結(jié)果顯示及報(bào)警平臺(tái)19，即可實(shí)現(xiàn)光纖光柵智能椅的正常工作，實(shí)時(shí)地監(jiān)測人體的健康狀況。本發(fā)明含有光纖光柵傳感器的智能椅主要用來監(jiān)測人體的心率、呼吸頻率和體重等生理參數(shù)，可對(duì)人體的健康狀況進(jìn)行非介入式的實(shí)時(shí)監(jiān)測、并能自動(dòng)地根據(jù)所監(jiān)測到的數(shù)據(jù)決定是否發(fā)出健康預(yù)警信號(hào)。人在一天的大部分時(shí)間里都是坐在椅子上，因而在椅子上安裝傳感器用于實(shí)時(shí)監(jiān)測人體的健康狀況，可以給出一個(gè)初步的健康狀況評(píng)判，為疾病的預(yù)防提供有力的保證。此外，本發(fā)明的智能椅不會(huì)影響人乘坐的舒適性，一個(gè)主機(jī)設(shè)備可以同時(shí)復(fù)接多把智能椅，大大降低了成本，且維護(hù)簡單。因而，本發(fā)明的智能椅很適合公司及政府單位使用，作為單位員工的一種福利，為員工建立實(shí)時(shí)的個(gè)人健康檔案。
權(quán)利要求
1.一種可用于人體生理參數(shù)測量的智能椅，所述的智能椅包括有椅座、連接在椅座上的椅背、用于支撐椅座的支撐桿和連接支撐桿的支撐底座，其特征在于，所述的椅背上有光纖光柵應(yīng)變傳感器，所述椅座上設(shè)有一個(gè)光纖光柵應(yīng)變傳感器，所有光纖光柵應(yīng)變傳感器通過一根光纖串聯(lián)連接，由椅座位置處弓I出的光纖連接有光電模塊和數(shù)據(jù)處理模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可用于人體生理參數(shù)測量的智能椅，其特征在于，所述的椅背上設(shè)置兩個(gè)光纖光柵應(yīng)變傳感器，兩個(gè)光纖光柵應(yīng)變傳感器對(duì)稱于椅背的中心線布置，所述椅座的中心位置處上設(shè)有一個(gè)光纖光柵應(yīng)變傳感器，三個(gè)光纖光柵應(yīng)變傳感器通過同一根光纖串聯(lián)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種可用于人體生理參數(shù)測量的智能椅，其特征在于，在所述的椅背上靠近每個(gè)光纖光柵應(yīng)變傳感器處均設(shè)有光纖光柵溫度傳感器，在所述的椅座上靠近光纖光柵應(yīng)變傳感器處設(shè)有光纖光柵溫度傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種可用于人體生理參數(shù)測量的智能椅，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)處理模塊位于一個(gè)監(jiān)控主機(jī)內(nèi)，該監(jiān)控主機(jī)還連接有一個(gè)綜合結(jié)果顯示及報(bào)警平臺(tái)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種可用于人體生理參數(shù)測量的智能椅，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)處理模塊內(nèi)的數(shù)據(jù)依次經(jīng)過有頻移量計(jì)算單元、小波去噪單元、模式識(shí)別單元、光纖光柵應(yīng)變傳感器溫度補(bǔ)償單元、心率和呼吸頻率計(jì)算單元、體重計(jì)算單元及信息存儲(chǔ)和比較單元，最終輸出結(jié)果至綜合結(jié)果顯示及報(bào)警平臺(tái)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種可用于人體生理參數(shù)測量的智能椅，其特征在于，所述的頻移量計(jì)算單元將受溫度、應(yīng)變作用后的光纖光柵傳感器的反射光的中心波長與標(biāo)定的反射光中心波長比較作差，得到反射光中心波長的偏移量；小波去噪單元去除上述處理后數(shù)據(jù)中的無關(guān)信號(hào)；模式識(shí)別單元區(qū)分出心跳、呼吸和體重信號(hào)；光纖光柵應(yīng)變傳感器溫度補(bǔ)償單元把溫度在光纖光柵應(yīng)變傳感器上產(chǎn)生的反射光中心波長的偏移量去除，只留下應(yīng)變的作用效應(yīng)；心率和呼吸頻率計(jì)算單元計(jì)算出心率和呼吸頻率；體重計(jì)算單元計(jì)算出體重；信息存儲(chǔ)和比較單元中設(shè)置有各個(gè)年齡段、不同性別的正常人的心跳頻率、呼吸頻率和體重的正常范圍閾值，計(jì)算出的心跳頻率、呼吸頻率和體重與上述閾值比較后輸出比較結(jié)果信號(hào)，若處于閾值內(nèi)則輸出正常信號(hào)至綜合結(jié)果顯示及報(bào)警平臺(tái)，若超出閾值則輸出報(bào)警信號(hào)至綜合結(jié)果顯示及報(bào)警平臺(tái)。
全文摘要
本發(fā)明涉及到一種可用于人體生理參數(shù)測量的智能椅，所述的智能椅包括有椅座、連接在椅座上的椅背、用于支撐椅座的支撐桿和連接支撐桿的支撐底座，所述的椅背上有光纖光柵應(yīng)變傳感器，所述椅座上設(shè)有一個(gè)光纖光柵應(yīng)變傳感器，所有光纖光柵應(yīng)變傳感器通過一根光纖串聯(lián)連接，由椅座位置處引出的光纖連接有光電模塊和數(shù)據(jù)處理模塊。本發(fā)明的智能椅要用來監(jiān)測人體的心率、呼吸頻率和體重等生理參數(shù)，可對(duì)人體的健康狀況進(jìn)行非介入式的實(shí)時(shí)監(jiān)測、并能自動(dòng)地根據(jù)所監(jiān)測到的數(shù)據(jù)決定是否發(fā)出健康預(yù)警信號(hào)。
文檔編號(hào)A61B5/0205GK102334984SQ20111020342
公開日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2011年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月20日
發(fā)明者李健威, 李平, 趙浩, 陸文娟 申請(qǐng)人:上海波匯通信科技有限公司