本發(fā)明屬于智能家居領(lǐng)域，更具體地涉及一種具有非接觸生命體征檢測功能的智能led燈。

背景技術(shù)：

以下對本發(fā)明的相關(guān)技術(shù)背景進(jìn)行說明，但這些說明并不一定構(gòu)成本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)。

隨著時代的發(fā)展，在不斷提高的物質(zhì)生活條件的同時，人們更多的關(guān)注生活的品質(zhì)和身體健康狀況，隨著智能設(shè)備的發(fā)展，特別是移動智能設(shè)備的不斷普及，很多具有心跳、呼吸檢測功能的智能設(shè)備被廣泛應(yīng)用，如智能手環(huán)等。但是此類產(chǎn)品需要佩戴在用戶身上，而且通常需要主動開啟相應(yīng)功能。

燈具為日常生活工作中不可或缺的照明設(shè)備，燈具的發(fā)展隨著人們生活方式的改變、科技的進(jìn)步而發(fā)展為各種各樣的。本發(fā)明將人體體征檢測系統(tǒng)安裝在照明設(shè)備里，采用微波毫米波生物雷達(dá)及信號處理技術(shù)，在提供照明的同時，實現(xiàn)非接觸式測量人體呼吸和心跳。本發(fā)明對住院病人和空巢老人提供更好的保護(hù)和更加及時的幫助，可解決不便、不能、不愿使用穿戴式生命體征傳感器或因偶然因素掉落從而使得接觸式的監(jiān)測儀失去作用等問題，為我國智慧病房和智能養(yǎng)老監(jiān)控提供了一種有效手段。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)中生命體征設(shè)備存在的問題，提出一種具有非接觸生命體征檢測功能的智能led燈。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施例中，一種具有非接觸生命體征檢測功能的智能led燈，包括led照明模塊和電源模塊，其特征在于：還包括有紅外探測器模塊、非接觸式生命體征智能檢測模塊、無線通信模塊以及與其他所有模塊連接的微處理器模塊；紅外探測器模塊用于檢測室內(nèi)是否有人體，如果有人體則驅(qū)動非接觸式生命體征智能檢測模塊；非接觸式生命體征智能檢測模塊用于檢測室內(nèi)人體的呼吸、心跳信息并將信息發(fā)送至微處理器模塊，由無線通信模塊將數(shù)據(jù)傳輸至云端服務(wù)器。

進(jìn)一步地，led照明模塊包括燈罩、照明電路和發(fā)光二極管，照明電路和發(fā)光二極管安裝在燈罩內(nèi)，照明電路與微處理器電性連接。

進(jìn)一步地，電源模塊、紅外探測器模塊、非接觸式生命體征智能檢測模塊、無線通信模塊和微處理器模塊均安裝在燈罩內(nèi)，電源模塊設(shè)有向紅外探測器模塊、非接觸式生命體征智能檢測模塊、無線通信模塊和微處理器模塊供電的適配器。

進(jìn)一步地，紅外探測器模塊包括熱電元件和電流-電壓變換器，熱電元件感應(yīng)室內(nèi)熱源發(fā)出的熱信號后產(chǎn)生一電流信號，由電流-電壓變換器將電流信號轉(zhuǎn)變成電壓信號并對該電壓信號進(jìn)行波形分析，將波形分析后與人體熱信號相符的電壓信號輸送給微處理器模塊，由微處理器模塊控制非接觸式生命體征智能檢測模塊上電。

進(jìn)一步地，非接觸式生命體征智能檢測模塊包括有雷達(dá)信號發(fā)射模塊、雷達(dá)信號接收模塊和數(shù)字信號處理模塊，雷達(dá)信號接收模塊分別與雷達(dá)信號發(fā)射模塊和數(shù)字信號處理摸連接，數(shù)字信號處理模塊與微處理器模塊連接。

進(jìn)一步地，數(shù)字信號處理模塊包括濾波模塊、正反切換模塊和頻率提取模塊，濾波模塊的輸入端與雷達(dá)信號接收模塊連接，濾波模塊的輸出端與正反切換模塊的輸入端連接，正反切換模塊的輸出端與頻率提取模塊的輸入端連接，頻率提取模塊的輸出端與微處理器連接，頻率提取模塊提取呼吸、心跳信息并發(fā)送給微處理器模塊。

進(jìn)一步地，雷達(dá)信號發(fā)射模塊包括第一本地振蕩器、功率放大器和發(fā)射天線，功率放大器的輸入端與第一本地震蕩器連接，功率放大器的輸出端與發(fā)射天線的輸入端連接，發(fā)射天線的輸出端與雷達(dá)信號接收模塊連接。

進(jìn)一步地，雷達(dá)信號接收模塊包括接收天線、低噪聲放大器、射頻帶通濾波器、鏡像干擾抑制濾波器、混頻器、第二本地振蕩器、中頻帶通濾波器、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器和數(shù)字下變頻器，接收天線的輸入端與雷達(dá)信號接收模塊連接，接收天線的輸出端與低噪聲放大器的輸入端連接，混頻器一端與鏡像干擾抑制濾波器連接，混頻器的另一端與中頻帶通濾波器連接，本地第二振蕩器與混頻器連接，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器一端與中頻帶通濾波器連接，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的另一端與數(shù)字下變頻器連接，數(shù)字下變頻器與數(shù)字信號處理模塊連接。

進(jìn)一步地，無線通信模塊為wifi模塊，用于將微處理器模塊接收到的呼吸、心跳信息上傳云端服務(wù)器，以便其他移動智能終端下載查詢。

進(jìn)一步地，呼吸信息提取包括以下步驟：

1依次對呼吸信號進(jìn)行a/d采樣、fir數(shù)字濾波和圓心估計；

2將步驟1中得到的信號進(jìn)行at解調(diào)；

3利用快速傅里葉變換從步驟2解調(diào)后的信號中提取呼吸信號。

心跳信息提取包括以下步驟：

1依次對心跳信號進(jìn)行a/d采樣、fir數(shù)字濾波和圓心估計；

2將步驟1中得到的信號進(jìn)行at解調(diào)；

3對步驟2中解調(diào)后的信號進(jìn)行fir數(shù)字濾波；

4利用希爾伯特黃變換從步驟3解調(diào)后的信號中提取心跳信號。

具體優(yōu)點(diǎn)為：本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，擁有以下幾個顯著優(yōu)點(diǎn)：1、一物兩用，用來照明的同時實現(xiàn)對健康狀況的監(jiān)測；2、非接觸式，避免穿戴的煩惱；3、準(zhǔn)確可靠，最大功率密度僅為手機(jī)的三分之一，不會對人體健康造成影響，綠色，安全，健康；4、紅外探測活體，不會被震動的房間物體干擾。5、監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳服務(wù)器，移動端app方便隨時查看。

附圖說明

通過以下參照附圖而提供的具體實施方式部分，本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加容易理解，在附圖中：

圖1是本發(fā)明的智能led相對于人體的安裝位置示意圖。

圖2是本發(fā)明中各模塊的連接方式示意圖；

圖3是本發(fā)明中心跳、呼吸信號提取的方法流程圖；

附圖標(biāo)記說明：led照明模塊1，電源模塊2，紅外探測器模塊3，非接觸式生命體征智能檢測模塊4，無線通信模塊5，微處理器模塊6。

具體實施方式

下面參照附圖對本發(fā)明的示例性實施方式進(jìn)行詳細(xì)描述。對示例性實施方式的描述僅僅是出于示范目的，而絕不是對本發(fā)明及其應(yīng)用或用法的限制。

根據(jù)本發(fā)明的所示出的實施例，參照圖1和圖2所示的一種具有非接觸生命體征檢測功能的智能led燈，包括led照明模塊1和電源模塊2，其特征在于：還包括有紅外探測器模塊3、非接觸式生命體征智能檢測模塊4、無線通信模塊5以及與其他所有模塊連接的微處理器模塊6；紅外探測器模塊3用于檢測室內(nèi)是否有人體，如果有人體則驅(qū)動非接觸式生命體征智能檢測模塊4；非接觸式生命體征智能檢測模塊4用于檢測室內(nèi)人體的呼吸、心跳信息并將信息發(fā)送至微處理器模塊6，由無線通信模塊5將數(shù)據(jù)傳輸至云端服務(wù)器。

led照明模塊1包括燈罩、照明電路和發(fā)光二極管，照明電路和發(fā)光二極管安裝在燈罩內(nèi)，照明電路與微處理器電性連接。

本發(fā)明和普通led燈一樣安裝在天花板上，需要說明的是心跳、呼吸信號的檢測以人平躺靜止時的測量數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。

本發(fā)明中采用的微處理器是dsp2812芯片，具有處理速度快、自帶a/d轉(zhuǎn)換器、豐富的外設(shè)接口等優(yōu)點(diǎn)。

led照明模塊1中的燈罩用于保護(hù)發(fā)光二極管和其他各模塊，其中，發(fā)光二極管，特別是半導(dǎo)體發(fā)光二極管，在半導(dǎo)體中通過載流電子發(fā)射復(fù)合放出過剩的能量而引起光子發(fā)射，直接發(fā)出各種顏色的光。

電源模塊2、紅外探測器模塊3、非接觸式生命體征智能檢測模塊4、無線通信模塊5和微處理器模塊6均安裝在燈罩內(nèi)，電源模塊2設(shè)有向紅外探測器模塊3、非接觸式生命體征智能檢測模塊4、無線通信模塊5和微處理器模塊6供電的適配器。

適配器采用220v轉(zhuǎn)5v適配器為各模塊供電。

紅外探測器模塊3包括熱電元件和電流-電壓變換器，熱電元件感應(yīng)室內(nèi)熱源發(fā)出的熱信號后產(chǎn)生一電流信號，由電流-電壓變換器將電流信號轉(zhuǎn)變成電壓信號并對該電壓信號進(jìn)行波形分析，將波形分析后與人體熱信號相符的電壓信號輸送給微處理器模塊6，由微處理器模塊6控制非接觸式生命體征智能檢測模塊4上電。

傳統(tǒng)的非接觸式人體體征探測器有一個缺陷，即容易受到空間內(nèi)其他微動信號的影響，比如說百葉窗的震動、花草樹葉的抖動等等，毫米波檢測系統(tǒng)無法分辨這些信號是否是人體產(chǎn)生的，為了解決這個問題，本發(fā)明提出了在毫米波檢測系統(tǒng)之前添加一個紅外探測器模塊3，熱電元件在感應(yīng)到人體發(fā)出的熱信號后，產(chǎn)生一個電流信號，然后通過電流-電壓變換器，將電流信號變?yōu)殡妷盒盘?，再對電壓信號進(jìn)行波形分析。因此，只有當(dāng)通過波形分析檢測到由人體產(chǎn)生的波形時，才將這個電壓信號傳給微處理器模塊6，微處理器模塊6與非接觸式檢測系統(tǒng)連接，只有當(dāng)微處理器模塊6接收到紅外探測器模塊3傳來的電壓信號，非接觸式生命體征智能檢測模塊4才上電工作。在非接觸式生命體征智能檢測模塊4不工作是，led照明模塊1作為不同的led燈使用。

非接觸式生命體征智能檢測模塊4包括有雷達(dá)信號發(fā)射模塊、雷達(dá)信號接收模塊和數(shù)字信號處理模塊，雷達(dá)信號接收模塊分別與雷達(dá)信號發(fā)射模塊和數(shù)字信號處理摸連接，數(shù)字信號處理模塊與微處理器模塊6連接。

本發(fā)明中非接觸式生命體征智能檢測模塊4的探測距離為0.2～4m，探測范圍大，完全能夠滿足安裝在led燈內(nèi)對人體進(jìn)行體征檢測的要求。

數(shù)字信號處理模塊包括濾波模塊、正反切換模塊和頻率提取模塊，濾波模塊的輸入端與雷達(dá)信號接收模塊連接，濾波模塊的輸出端與正反切換模塊的輸入端連接，正反切換模塊的輸出端與頻率提取模塊的輸入端連接，頻率提取模塊的輸出端與微處理器連接，頻率提取模塊提取呼吸、心跳信息并發(fā)送給微處理器模塊6。

雷達(dá)信號發(fā)射模塊包括第一本地振蕩器、功率放大器和發(fā)射天線，功率放大器的輸入端與第一本地震蕩器連接，功率放大器的輸出端與發(fā)射天線的輸入端連接，發(fā)射天線的輸出端與雷達(dá)信號接收模塊連接。

雷達(dá)信號接收模塊包括接收天線、低噪聲放大器、射頻帶通濾波器、鏡像干擾抑制濾波器、混頻器、第二本地振蕩器、中頻帶通濾波器、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器和數(shù)字下變頻器，接收天線的輸入端與雷達(dá)信號接收模塊連接，接收天線的輸出端與低噪聲放大器的輸入端連接，混頻器一端與鏡像干擾抑制濾波器連接，混頻器的另一端與中頻帶通濾波器連接，本地第二振蕩器與混頻器連接，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器一端與中頻帶通濾波器連接，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的另一端與數(shù)字下變頻器連接，數(shù)字下變頻器與數(shù)字信號處理模塊連接。

無線通信模塊5為wifi模塊，用于將微處理器模塊6接收到的呼吸、心跳信息上傳云端服務(wù)器，以便其他移動智能終端下載查詢。

呼吸信息提取包括以下步驟：

(1)依次對呼吸信號進(jìn)行a/d采樣、fir數(shù)字濾波和圓心估計；

(2)將步驟(1)中得到的信號進(jìn)行at解調(diào)；

(3)利用快速傅里葉變換從步驟(2)解調(diào)后的信號中提取呼吸信號。

心跳信息提取包括以下步驟：

(1)依次對心跳信號進(jìn)行a/d采樣、fir數(shù)字濾波和圓心估計；

(2)將步驟(1)中得到的信號進(jìn)行at解調(diào)；

(3)對步驟(2)中解調(diào)后的信號進(jìn)行fir數(shù)字濾波；

(4)利用希爾伯特黃變換從步驟(3)解調(diào)后的信號中提取心跳信號。

參照圖3所示，接收到的i、q兩路信號經(jīng)過a/d采樣、fir數(shù)字濾波、圓心估計，然后通過at解調(diào)，利用希爾伯特黃變換提取心跳信號，利用快速傅里葉變換提取呼吸信號。

提取出的心跳、呼吸數(shù)據(jù)回饋給微處理器，微處理器與無線通信模塊5連接，無線通信模塊5采用的是wifi模塊，將處理得到的呼吸、心跳信號傳到云端服務(wù)器，手機(jī)可以通過app實時查看心跳、呼吸數(shù)據(jù)。

雖然參照示例性實施方式對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不局限于文中詳細(xì)描述和示出的具體實施方式，在不偏離權(quán)利要求書所限定的范圍的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對所述示例性實施方式做出各種改進(jìn)或變型。