本發(fā)明是一種智能感應(yīng)、監(jiān)測、分析、調(diào)理人的呼吸狀況的設(shè)備和系統(tǒng)。涉及智能穿戴、醫(yī)療器械領(lǐng)域?？捎糜谒吆瓦\(yùn)動(dòng)呼吸監(jiān)測，收集呼吸數(shù)據(jù)，輔助睡眠、抑制打鼾、防止呼吸暫停、記錄睡眠狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)等。

背景技術(shù)：

目前，呼吸監(jiān)測的技術(shù)和設(shè)備主要有以下2種類型：一類是接觸式。包括容積式呼吸檢測法、速度式呼吸檢測法、溫度檢測法、位移檢測法、阻抗檢測法、血氧檢測法、可穿戴技術(shù)和睡眠床墊、枕頭等。一類是非接觸式。利用電磁波、光、紅外線等媒介進(jìn)行檢測。這些技術(shù)運(yùn)用在臨床領(lǐng)域精準(zhǔn)度高，但在家庭和個(gè)人方面，存在設(shè)計(jì)復(fù)雜，成本較高；配戴麻煩，舒適性不佳；數(shù)據(jù)繁雜，監(jiān)測不直觀；只反饋數(shù)據(jù)，不能智能分析調(diào)控等問題。其中，在近距離監(jiān)測呼吸音頻的技術(shù)中，大多采用了面罩、插入等方式，設(shè)備較大，人體舒適性差；在穿戴技術(shù)中，大多采用胸部穿戴、手部穿戴等方式，胸部穿戴舒適性差，手部穿戴不能直觀監(jiān)測到呼吸，準(zhǔn)確性差。有一種直接放置在口鼻處的呼吸監(jiān)測方式，采取耳機(jī)麥克風(fēng)的方式配戴，但存在與口鼻距離較遠(yuǎn)，收集呼吸音頻效率不高，對輕緩呼吸監(jiān)測效果不好，大多用于運(yùn)動(dòng)呼吸監(jiān)測；而且配戴容易晃動(dòng)，臂桿也會產(chǎn)生振動(dòng)，極大地影響了呼吸音頻監(jiān)測的準(zhǔn)確性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明著重為家庭和個(gè)人提供一種小巧、便捷、準(zhǔn)確、智能的呼吸監(jiān)測儀器，通過直接近距離采集呼吸音頻，增益呼吸音頻，增強(qiáng)呼吸監(jiān)測的準(zhǔn)確性；采取集成方式減小設(shè)備大小，體現(xiàn)配戴舒適性、穩(wěn)固性；通過重力感應(yīng)器，記錄睡眠姿勢；與智能手機(jī)等設(shè)備互聯(lián)，通過分析呼吸音頻和睡眠姿勢，智能輔助改善睡眠和呼吸。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：采取模塊化集成設(shè)計(jì)，集呼吸音頻采集與處理功能于一體，將微處理器、微音器、存儲器rom、內(nèi)存ram、計(jì)時(shí)器、重力感應(yīng)器、藍(lán)牙數(shù)據(jù)模塊、振動(dòng)發(fā)生器、微電流發(fā)生器、電池、管狀音頻采集器等集成于小型弧形設(shè)備體中，采用高敏感的微音器，外加改進(jìn)音頻采集裝置，采用雙管形，直徑微小于鼻孔口，一端分別置于兩個(gè)鼻孔處，另一端適當(dāng)延伸到上嘴唇下，使鼻、口呼吸時(shí)的氣流通過圓管形成口哨效應(yīng)，增大音量，同時(shí)也可屏蔽外部雜音。采集的音頻通過微處理器增益計(jì)算，轉(zhuǎn)化為反映呼吸頻率、強(qiáng)弱的數(shù)據(jù)；通過重力感應(yīng)器，生成人體姿態(tài)數(shù)據(jù)。通過藍(lán)牙數(shù)據(jù)模塊，將數(shù)據(jù)傳送到智能手機(jī)等設(shè)備中。智能手機(jī)（設(shè)備）軟件（app）對接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析處理，根據(jù)設(shè)定，播放和停止助眠音樂或調(diào)節(jié)音量大小，向監(jiān)測設(shè)備發(fā)出指令；統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，生成健康報(bào)告。監(jiān)測設(shè)備根據(jù)指令啟動(dòng)內(nèi)置振動(dòng)器或微電流發(fā)生器等，叫醒人體調(diào)整呼吸。

本發(fā)明的有益效果是：通過集成設(shè)計(jì)，設(shè)備小巧，采用人體工程學(xué)設(shè)計(jì)，貼合面部，通過軟性固定，靠近人體鼻口部位，外加管狀采集口，使音頻采集更加直接、準(zhǔn)確；通過智能控制和動(dòng)作反饋，輔助睡眠、抑制打鼾、防止呼吸暫停、記錄睡眠狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)等。

附圖說明：

圖1原理圖：圖中101.微處理器，102.音頻采集模塊，103.存儲器rom，104.內(nèi)存ram，105.計(jì)時(shí)器，106.重力感應(yīng)器，107.藍(lán)牙數(shù)據(jù)模塊，108.振動(dòng)發(fā)生器，109.微電流發(fā)生器；

圖2結(jié)構(gòu)圖：圖中201.微處理器，202.音頻處理模塊，203.存儲器rom，204.內(nèi)存ram，205.計(jì)時(shí)器，206.重力感應(yīng)器，207.藍(lán)牙數(shù)據(jù)模塊，208.振動(dòng)發(fā)生器，209.微電流發(fā)生器，210.電池，211.管狀音頻采集器，212.微音器，213.氣流導(dǎo)孔，214.充電模塊，215.設(shè)備主體，216.微電觸點(diǎn)；

圖3配戴使用圖：圖中301.設(shè)備主體，302.固定松緊帶，303.智能設(shè)備。

具體實(shí)施方式：

（1）基本構(gòu)造：本發(fā)明是一種小巧的穿戴設(shè)備，采取模塊化集成設(shè)計(jì)，集呼吸音頻采集與處理功能于一體，將微處理器、微音器、存儲器rom、內(nèi)存ram、計(jì)時(shí)器、重力感應(yīng)器、藍(lán)牙數(shù)據(jù)模塊、振動(dòng)發(fā)生器、微電流發(fā)生器、電池、管狀音頻采集器等集成于長8cm左右、寬1cm左右、厚1cm左右的弧形設(shè)備體中；采用人體工程學(xué)設(shè)計(jì)，設(shè)備體中部軟性設(shè)計(jì)，有一定彈性，保證弧度適合不同人體嘴唇上部，與人體接觸面采用嬰兒用品級硅膠，保證舒適性和配戴的穩(wěn)固性；設(shè)備中間部位為音頻采集器，兩邊內(nèi)置其它芯片模塊；音頻采集器采用高敏感的微音器，外加改進(jìn)音頻采集裝置，采用雙管設(shè)計(jì)，材質(zhì)采用硬度適中的環(huán)保塑料或硅膠，保證配戴的每只管直徑微小于鼻孔口(5-8mm)，一端突出設(shè)備體1mm左右，另一端突出設(shè)備體8mm左右，并向內(nèi)適當(dāng)彎曲，4個(gè)管口分別開1-2mm的導(dǎo)流孔；兩只管內(nèi)中部設(shè)微音器。詳見附圖2；

（2）監(jiān)測部位：使用松緊帶繞過頭部將設(shè)備固定在人體人中部位，將音頻采集器的兩個(gè)管口短的一端分別靠近對準(zhǔn)兩個(gè)鼻孔下方，另一端適當(dāng)延伸到上嘴唇下。詳見附圖3；

（3）音頻采集：當(dāng)人通過鼻或口呼吸時(shí)，氣流通過圓管形成口哨效應(yīng)，增大音量，通過管內(nèi)微音器采集鼻、口呼吸音頻；

（4）數(shù)據(jù)處理：微處理器對微音器采集的音頻模擬信號進(jìn)行處理，適當(dāng)進(jìn)行計(jì)算增益，轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，去除雜音，計(jì)算生成反映呼吸頻率、強(qiáng)弱的數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)處理中設(shè)置若干闕值（la、lb、l1、l2、l3……ln）作為對音頻信號的處理基準(zhǔn)，其中：la為最小值，音頻信號波峰值p大于la時(shí)記錄為呼吸；lb為最大值，音頻信號大于lb時(shí)記錄為鼾聲；l1－ln為強(qiáng)弱闕值，大于la，音頻信號達(dá)到某值時(shí)，記錄為強(qiáng)度數(shù)值p；據(jù)此記錄呼吸的次數(shù)m、鼾聲的次數(shù)n和強(qiáng)度數(shù)值p并暫存于ram中，微處理器同時(shí)根據(jù)計(jì)時(shí)器的時(shí)間值t，計(jì)算出呼吸的頻率f；同時(shí)，微處理器獲取重力感應(yīng)器的方位數(shù)據(jù)，生成人體姿態(tài)數(shù)據(jù)d和運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)s，其中d可分為仰臥、左側(cè)臥、右側(cè)臥、直立等，s為振動(dòng)次數(shù)（可記錄為步數(shù)）；最后將呼吸和姿態(tài)數(shù)值m、n、p、f、d、s存儲于存儲器（rom）中；

（5）數(shù)據(jù)通訊：微處理器提取rom中的呼吸和姿態(tài)數(shù)據(jù)，通過藍(lán)牙數(shù)據(jù)模塊，將設(shè)備與智能手機(jī)等設(shè)備聯(lián)接，并將呼吸和姿態(tài)數(shù)據(jù)傳送到智能手機(jī)（設(shè)備）中；

（6）智能控制：智能手機(jī)（設(shè)備）通過軟件（app）對接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，根據(jù)設(shè)定，記錄數(shù)據(jù)，做出響應(yīng)。在助眠模式下，智能軟件播放節(jié)奏舒緩、單一的助眠音樂或固定頻率的節(jié)奏音頻，同步分析設(shè)備傳送的數(shù)據(jù)，根據(jù)使用者設(shè)定的進(jìn)入睡眠的時(shí)間值ts，計(jì)算使用初期時(shí)間ts內(nèi)的呼吸頻率f的平均值fa和強(qiáng)度數(shù)值p的平均值pa，當(dāng)呼吸頻率f持續(xù)小于fa和強(qiáng)度數(shù)值p持續(xù)小于pa時(shí)，軟件確認(rèn)人體進(jìn)入睡眠狀態(tài)，控制調(diào)節(jié)減小助眠音樂或音頻音量，逐步關(guān)閉音量，停止播放。在睡眠監(jiān)測模式下，人體進(jìn)入睡眠后，智能軟件對設(shè)備傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，當(dāng)監(jiān)測到呼吸頻率f大于10秒一次呼吸時(shí)，認(rèn)定為呼吸暫停，然后通過藍(lán)牙模塊向設(shè)備發(fā)出指令，啟動(dòng)內(nèi)置振動(dòng)器或微電流發(fā)生器，叫醒人體調(diào)整呼吸；當(dāng)監(jiān)測到呼吸強(qiáng)度數(shù)值p>lb，并以一定頻率發(fā)生時(shí)，認(rèn)定為打鼾，同時(shí)確定鼾聲強(qiáng)度數(shù)值p，根據(jù)設(shè)定在一段時(shí)間連續(xù)發(fā)生后，通過藍(lán)牙向設(shè)備發(fā)出指令，啟動(dòng)內(nèi)置振動(dòng)器或微電流發(fā)生器，叫醒人體調(diào)整呼吸；當(dāng)監(jiān)測到呼吸頻率f在一段時(shí)間內(nèi)增高時(shí)，記錄為做夢；當(dāng)監(jiān)測到人體姿態(tài)數(shù)據(jù)d反復(fù)變化時(shí)，記錄為淺睡眠，反之記錄為深睡眠；同時(shí)將呼吸數(shù)據(jù)和姿態(tài)數(shù)據(jù)形成統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，生成睡眠健康報(bào)告。在運(yùn)動(dòng)監(jiān)測模式下，記錄呼吸頻率值f、呼吸強(qiáng)度值p、運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)s，計(jì)算出步數(shù)、卡路里消耗值等，生成運(yùn)動(dòng)健康報(bào)告。