穿戴式遠程呼吸監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種穿戴式遠程呼吸監(jiān)控系統(tǒng)，包括供使用者穿戴的穿戴部件，所述穿戴部件中設置有應變式或壓電式傳感器、信號處理模塊、無線傳輸模塊及單片機；所述應變式或壓電式傳感器與信號處理模塊連接；所述信號處理模塊經(jīng)SPI接口與單片機連接；所述單片機通過UART接口與無線傳輸模塊連接；所述無線傳輸模塊與智能終端或計算機連接。本實用新型通過利用應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力轉(zhuǎn)化為電量的變化，實現(xiàn)對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)控數(shù)據(jù)準確，效果明顯。
【專利說明】穿戴式遠程呼吸監(jiān)控系統(tǒng)

【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型涉及一種穿戴式遠程呼吸監(jiān)控系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]當前呼吸系統(tǒng)監(jiān)控常采用如下幾種技術(shù):(1)測量呼出氣壓:該技術(shù)通過測量呼出氣壓的變化來對被監(jiān)控人的呼吸進行監(jiān)控。該方法需要通過一根呼氣導管與口鼻相連，對氣流進行導引，同時需要連接氣密裝置，以防止外界氣流對呼吸數(shù)據(jù)的影響。由于測量裝置的復雜性導致該方法很難用于日常的呼吸監(jiān)控。(2)測量溫度變化:該技術(shù)通過測量呼吸過程中鼻子附近溫度的變化來對被監(jiān)控人的呼吸進行監(jiān)控。該方法的測量數(shù)據(jù)容易受到周圍環(huán)境溫度的影響而產(chǎn)生測量誤差。(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)測到的呼吸數(shù)據(jù)不準確，或者所采用的監(jiān)控技術(shù)監(jiān)測成本高昂，不利于對被監(jiān)測者進行實時監(jiān)測。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的在于提供一種穿戴式遠程呼吸監(jiān)控系統(tǒng)，通過利用應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力轉(zhuǎn)化為電量的變化，實現(xiàn)對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)控數(shù)據(jù)準確，效果明顯。
[0005]本實用新型所提供的穿戴式遠程呼吸監(jiān)控系統(tǒng)，包括供使用者穿戴的穿戴部件，其特征在于:所述穿戴部件中設置有應變式或壓電式傳感器、信號處理模塊、無線傳輸模塊及單片機；所述應變式或壓電式傳感器與信號處理模塊連接；所述信號處理模塊經(jīng)SPI接口與單片機連接；所述單片機通過UART接口與無線傳輸模塊連接；所述無線傳輸模塊與智能終端或計算機連接，所述無線傳輸模塊傳送的數(shù)據(jù)在智能終端上存儲或在計算機上低通濾波。
[0006]優(yōu)選地，所述計算機還與一后臺服務器連接。該后臺服務器即通常所說的云端服務器，計算機將監(jiān)測到的呼吸情況數(shù)據(jù)傳送給云端服務器，使得授權(quán)用戶通過終端可以對云端數(shù)據(jù)進行基于瀏覽器(B/S)的實時訪問，通過網(wǎng)絡瀏覽器和網(wǎng)絡地址就可以訪問被監(jiān)控人的呼吸數(shù)據(jù)。
[0007]優(yōu)選地，所述信號處理模塊包括依次連接的信號放大器、低通濾波器和A/D轉(zhuǎn)換模塊。先由信號放大器將應變式或壓電式傳感器傳送的信號放大，再由低通濾波器將放大后的信號中的噪音去除，再通過A/D轉(zhuǎn)換模塊進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號供后續(xù)部件處理或使用。
[0008]優(yōu)選地，所述應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，直接將呼吸引起的胸部和腹部的伸縮應力傳化為電量的變化，同時該傳感器穿戴過程中不會產(chǎn)生不舒適的感覺，也不會使被監(jiān)控人由于感覺到監(jiān)控設備的存在而導致呼吸過程不自然。
[0009]優(yōu)選地，所述無線傳輸模塊為藍牙模塊或3G網(wǎng)絡模塊。
[0010]優(yōu)選地，所述穿戴部件為胸帶或腹帶。
[0011]本實用新型所提供的穿戴式遠程呼吸監(jiān)控系統(tǒng)，通過應變式或壓電式傳感器實時采集用戶的呼吸數(shù)據(jù)，將用戶胸部或腹部呼吸引起的伸縮應力轉(zhuǎn)化為電量變化，再將獲取到的電量變化數(shù)據(jù)進行處理轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，經(jīng)過單片機預處理后由無線傳輸模塊輸送給智能終端或計算機；智能終端或計算機可對呼吸數(shù)據(jù)做進一步處理，由計算機將進一步處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送給后臺服務器，供授權(quán)用戶訪問。應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材料，彈性好，厚度薄，重量輕，靈敏度高，用戶穿戴過程中不會產(chǎn)生不舒適的感覺。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型邏輯框圖；
[0013]圖2為本實用新型采用藍牙傳輸示意圖；
[0014]圖3為本實用新型連接后臺服務器示意圖。

【具體實施方式】
[0015]如圖1、2所示，本實用新型所提供的穿戴式遠程呼吸監(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，在穿戴部件中設置有應變式或壓電式傳感器、信號處理模塊、無線傳輸模塊及單片機；應變式或壓電式傳感器與信號處理模塊連接；應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，直接將呼吸引起的胸部和腹部的伸縮應力傳化為電量的變化，同時該傳感器穿戴過程中不會產(chǎn)生不舒適的感覺，也不會使被監(jiān)控人由于感覺到監(jiān)控設備的存在而導致呼吸過程不自然。EMFIT傳感器將呼吸過程中胸部和腹部的機械應力的變化轉(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)。信號處理模塊包括依次連接的信號放大器、低通濾波器和A/D轉(zhuǎn)換模塊，先由信號放大器將應變式或壓電式傳感器傳送的信號放大，再由低通濾波器將放大后的信號中的噪音去除，再通過A/D轉(zhuǎn)換模塊進行模數(shù)轉(zhuǎn)換；信號處理模塊經(jīng)SPI接口與單片機連接，根據(jù)目前的設計技術(shù)，可以設計實現(xiàn)低功耗的單片機，從而使監(jiān)控系統(tǒng)長時間在線使用成為現(xiàn)實；單片機通過UART接口與無線傳輸模塊連接；無線傳輸模塊與智能終端或計算機連接；藍牙模塊是很多電子設備的標配件，而3G網(wǎng)絡也已廣泛鋪設，因此，無線傳輸模塊可采用藍牙模塊或3G網(wǎng)絡模塊，通過藍牙或3G網(wǎng)絡將呼吸數(shù)據(jù)傳輸給智能終端或計算機。
[0016]智能終端上安裝有嵌入式軟件，可以實現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)的在線顯示，簡單的分析處理及存儲，如執(zhí)行包括傳感器搜索及識別，傳感器數(shù)據(jù)讀取、測量通道選擇、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、呼吸速率計算、報警閾值設定及超閾值自動報警等。該軟件的用戶交互界面可以根據(jù)用戶輸入的指令來選擇執(zhí)行不同的操作。計算機上也安裝有客戶端軟件，可以實現(xiàn)傳感器搜索及識別，傳感器數(shù)據(jù)的高級分析處理及數(shù)據(jù)的云端發(fā)布，即將分析處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送至后臺服務器。所謂的高級分析處理包括進一步低通濾波、自適應式閾值自動設定、呼吸模式自動判定、咳嗽事件自動捕捉等。應變式或壓電式傳感器具有多數(shù)據(jù)輸出通道，可通過智能終端或計算機對多個數(shù)據(jù)輸出通道進行選擇，選擇其中一個或幾個通道將呼吸數(shù)據(jù)輸送至信號處理模塊，如圖2所示，可從通道1、通道2或通道3中選擇一個或多個通道傳輸傳感器獲取到的呼吸數(shù)據(jù)。
[0017]如圖3所示，本實用新型所述計算機還與一后臺服務器連接，后臺服務器實現(xiàn)云端功能，經(jīng)過計算機處理后的數(shù)據(jù)通過Wif1、蜂窩網(wǎng)絡等發(fā)送至后臺服務器，使得授權(quán)用戶通過終端可以對云端數(shù)據(jù)進行基于瀏覽器(B/S)的實時訪問，實時了解被監(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:所述穿戴部件中設置有應變式或壓電式傳感器、信號處理模塊、無線傳輸模塊及單片機；所述應變式或壓電式傳感器與信號處理模塊連接；所述信號處理模塊經(jīng)SPI接口與單片機連接；所述單片機通過UART接口與無線傳輸模塊連接；所述無線傳輸模塊與智能終端或計算機連接，所述無線傳輸模塊傳送的數(shù)據(jù)在智能終端上存儲或在計算機上低通濾波。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的穿戴式遠程呼吸監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述信號處理模塊包括依次連接的信號放大器、低通濾波器和A/D轉(zhuǎn)換模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的穿戴式遠程呼吸監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述應變式或壓電式傳感器為EMFIT傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的穿戴式遠程呼吸監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述無線傳輸模塊為藍牙模塊或3G網(wǎng)絡模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的穿戴式遠程呼吸監(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】A61B5/08GK204169847SQ201420016931
【公開日】2015年2月25日 申請日期: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 申請人:金陵科技學院