一種基于石墨烯的可穿戴式呼吸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了基于石墨烯的可穿戴式呼吸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括供使用者穿戴的穿戴部件和與穿戴部件通信連接的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)終端，穿戴部件上設(shè)置有將人體呼吸變化產(chǎn)生的應(yīng)力變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的石墨烯傳感器、對(duì)電信號(hào)進(jìn)行分析處理并將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的數(shù)據(jù)采集和分析模塊、將數(shù)字信號(hào)發(fā)送至遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)終端的無線信號(hào)發(fā)送模塊和為石墨烯傳感器、數(shù)據(jù)采集和分析模塊和無線信號(hào)發(fā)送模塊供電的供電模塊，其中，數(shù)據(jù)采集和分析模塊電連接于石墨烯傳感器，無線信號(hào)發(fā)送模塊電連接于數(shù)據(jù)采集和分析模塊，供電模塊電連接于石墨烯傳感器、數(shù)據(jù)采集和分析模塊和無線信號(hào)發(fā)送傳輸模塊。本實(shí)用新型具有質(zhì)量輕、柔韌性好、監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】
一種基于石墨烯的可穿戴式呼吸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及可穿戴式設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于石墨烯的可穿戴式呼吸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]呼吸是指機(jī)體與外界環(huán)境之間氣體交換的過程，包括呼和吸兩個(gè)部分。阻塞性睡眠呼吸暫停綜合癥是睡眠疾病中的一種具有潛在危險(xiǎn)的疾病，它是指在睡眠中因呼吸道阻塞而導(dǎo)致的呼吸中止。研究表明，阻塞性睡眠呼吸暫停綜合癥和高血壓、肺動(dòng)脈高壓、心律失常、缺血性心臟病和腦血管意外有關(guān)，是心腦肺血管病的尚危因素。
[0003]現(xiàn)今市面上的可穿戴式呼吸監(jiān)測(cè)裝置，大多采用陶瓷電容或陶瓷電阻傳感器，將帶有傳感器的胸帶或腹帶綁在需要測(cè)量的身體部位，把呼吸的壓力轉(zhuǎn)化為傳感器的電阻、電容的變化，再經(jīng)導(dǎo)線發(fā)送至顯示裝置顯示。這種設(shè)備的繃帶的松緊程度不易掌控，過松會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確，過緊又會(huì)引起被測(cè)量者身體不適且會(huì)減少胸帶或腹帶的使用壽命，不利于對(duì)被監(jiān)測(cè)者進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
[0004]石墨烯是一種由碳原子構(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)的新材料。石墨烯是已知的世上最薄、最堅(jiān)硬、電阻率最小的納米材料，它幾乎是完全透明的，常溫下超高的電子迀移率使得它能夠用在很多電子設(shè)備上。基于上述特性，可以將石墨烯制作成一種柔性傳感器，用來檢測(cè)呼吸變化，可以達(dá)到便攜、快速、透明及耐用等效果。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于石墨烯的可穿戴式呼吸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過利用石墨烯傳感器將使用者的呼吸所引起的胸部或腹部的伸縮應(yīng)力轉(zhuǎn)化為電量的變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)使用者呼吸情況的監(jiān)控，監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)準(zhǔn)確，效果明顯。
[0006]本實(shí)用新型為了達(dá)到上述目的，采用的技術(shù)方案是:一種基于石墨烯的可穿戴式呼吸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括供使用者穿戴的穿戴部件和與穿戴部件通信連接的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)終端，穿戴部件上設(shè)置有將人體呼吸變化產(chǎn)生的應(yīng)力變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的石墨烯傳感器、對(duì)電信號(hào)進(jìn)行分析處理并將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的數(shù)據(jù)采集和分析模塊、將數(shù)字信號(hào)發(fā)送至遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)終端的無線信號(hào)發(fā)送模塊和為石墨烯傳感器、數(shù)據(jù)采集和分析模塊和無線信號(hào)發(fā)送模塊供電的供電模塊，其中，數(shù)據(jù)采集和分析模塊電連接于石墨烯傳感器，無線信號(hào)發(fā)送模塊電連接于數(shù)據(jù)采集和分析模塊，供電模塊電連接于石墨烯傳感器、數(shù)據(jù)采集和分析模塊和無線信號(hào)發(fā)送傳輸模塊。
[0007]優(yōu)選地，石墨烯傳感器包括石墨烯和柔性基底，石墨烯為波紋狀，并附著于柔性基底上。
[0008]優(yōu)選地，數(shù)據(jù)采集和分析模塊包括依次連接的信號(hào)放大器、低通濾波器和A/D轉(zhuǎn)換模塊。
[0009]優(yōu)選地，無線信號(hào)發(fā)送模塊為3G/4G網(wǎng)絡(luò)模塊、藍(lán)牙模塊、WIFI模塊或zigbee模塊中的一種。
[0010]優(yōu)選地，穿戴部件為胸帶或腹帶。
[0011]實(shí)施本實(shí)用新型實(shí)施例，具有如下有益效果:通過本實(shí)用新型提供的基于石墨烯的可穿戴式呼吸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，利用石墨烯傳感器將使用者呼吸時(shí)產(chǎn)生的胸部和腹部的伸縮應(yīng)力傳化為電量的變化，經(jīng)過數(shù)據(jù)采集和分析模塊分析處理后，再經(jīng)由無線信號(hào)發(fā)送模塊傳送至遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)終端，這樣醫(yī)務(wù)工作者或家人即可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)使用者的呼吸變化。此外，由于石墨烯傳感器具有柔韌性好、靈敏度高等特點(diǎn)，使得本實(shí)用新型的可穿戴式呼吸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有質(zhì)量輕、柔韌性好、監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0012]下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，在附圖中:
[0013]圖1所示為本實(shí)用新型一實(shí)施例提供的基于石墨烯的可穿戴式呼吸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的原理圖。
[0014]圖2所示為本實(shí)用新型一實(shí)施例提供的基于石墨烯的可穿戴式呼吸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的石墨烯傳感器示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0016]圖1所示為本實(shí)用新型一實(shí)施例提供的基于石墨烯的可穿戴式呼吸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的原理圖。如圖1所示，該可穿戴式呼吸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括供使用者穿戴的穿戴部件100和遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)終端200，其中，遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)終端200與穿戴部件100通信連接，穿戴部件100通過無線網(wǎng)絡(luò)、3G/4G網(wǎng)絡(luò)或藍(lán)牙等方式將其采集的呼吸信號(hào)發(fā)送至遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)終端200。
[0017]在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，在穿戴部件100中設(shè)置有石墨烯傳感器110、數(shù)據(jù)采集和分析模塊120、無線信號(hào)發(fā)送模塊130及供電模塊140。其中，數(shù)據(jù)采集和分析模塊120電連接于石墨烯傳感器110，無線信號(hào)發(fā)送模塊130電連接于數(shù)據(jù)采集和分析模塊120，供電模塊140電連接于石墨烯傳感器110、數(shù)據(jù)采集和分析模塊120和無線信號(hào)發(fā)送傳輸模塊130。
[0018]優(yōu)選地，在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，穿戴部件100可以制作成胸帶或腹帶，方便使用者穿戴。
[0019]具體地，在使用時(shí)，將穿戴部件100穿戴在使用者的胸部或腹部，當(dāng)使用者呼吸時(shí)，其呼吸引起的胸部和腹部的伸縮應(yīng)力會(huì)改變石墨烯傳感器110內(nèi)部的石墨烯之間的接觸面積，使其電阻發(fā)生變化，由此石墨烯傳感器110將人體呼吸變化產(chǎn)生的應(yīng)力變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)變化并傳遞給數(shù)據(jù)采集和分析模塊120;數(shù)據(jù)采集和分析模塊120對(duì)電信號(hào)變化進(jìn)行分析處理并將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，傳送到無線信號(hào)發(fā)送模塊130;再經(jīng)由無線信號(hào)發(fā)送模塊130將該呼吸變化傳送至遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)終端。由于采用了石墨烯傳感器110，其具有柔韌性好、靈敏度高等特點(diǎn)，本實(shí)用新型提供的可穿戴式呼吸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有質(zhì)量輕、柔韌性好、監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。
[0020]圖2所示為本實(shí)用新型一實(shí)施例提供的基于石墨烯的可穿戴式呼吸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的石墨烯傳感器示意圖。如圖2所示，石墨烯傳感器110包括石墨烯112和柔性基底114，其中，石墨烯112為波紋狀，并附著于柔性基底114上，當(dāng)有外力作用于石墨烯傳感器110上時(shí)，石墨烯112的接觸面積會(huì)變化，其電阻值會(huì)發(fā)生變化，由此，即可以將直接將呼吸引起的胸部和腹部的伸縮應(yīng)力傳化為電量的變化，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)，使得使用者在穿戴過程中不會(huì)產(chǎn)生不舒適的感覺，也不會(huì)使被監(jiān)控人由于感覺到監(jiān)控設(shè)備的存在而導(dǎo)致呼吸過程不自然。
[0021 ]進(jìn)一步地，在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，數(shù)據(jù)采集和分析模塊120包括依次連接的信號(hào)放大器、低通濾波器和A/D轉(zhuǎn)換模塊。先由信號(hào)放大器將石墨烯傳感器傳送的電信號(hào)放大，再由低通濾波器將放大后的信號(hào)中的噪音去除，再通過A/D轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，由此，將來自石墨烯傳感器的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。
[0022]進(jìn)一步地，在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，無線信號(hào)發(fā)送模塊130為3G/4G網(wǎng)絡(luò)模塊、藍(lán)牙模塊、WIFI模塊或zigbee模塊中的一種，用于將數(shù)據(jù)采集和分析模塊120處理后的數(shù)字信號(hào)發(fā)送至遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)終端200。
[0023]在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)終端200可以為計(jì)算機(jī)、平板筆記本電腦、智能手機(jī)中的一種或幾種。在遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)終端200上安裝有客戶端軟件，可以實(shí)現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)的在線顯示，簡(jiǎn)單的分析處理及存儲(chǔ)，如執(zhí)行包括傳感器搜索及識(shí)別，傳感器數(shù)據(jù)讀取、測(cè)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(jì)算、報(bào)警閾值設(shè)定及超閾值自動(dòng)報(bào)警等，方便使用者的家人或醫(yī)務(wù)工作者進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。
[0024]通過本實(shí)用新型提供的基于石墨烯的可穿戴式呼吸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，利用石墨烯傳感器將使用者呼吸時(shí)產(chǎn)生的胸部和腹部的伸縮應(yīng)力傳化為電量的變化，經(jīng)過數(shù)據(jù)采集和分析模塊分析處理后，再經(jīng)由無線信號(hào)發(fā)送模塊傳送至遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)終端，這樣醫(yī)務(wù)工作者或家人即可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)使用者的呼吸變化。此外，由于石墨烯傳感器具有柔韌性好、靈敏度高等特點(diǎn)，使得本實(shí)用新型的可穿戴式呼吸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有質(zhì)量輕、柔韌性好、監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。
[0025]以上所揭露的僅為本實(shí)用新型一種較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于石墨烯的可穿戴式呼吸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括供使用者穿戴的穿戴部件和與穿戴部件通信連接的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)終端，穿戴部件上設(shè)置有將人體呼吸變化產(chǎn)生的應(yīng)力變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的石墨烯傳感器、對(duì)電信號(hào)進(jìn)行分析處理并將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的數(shù)據(jù)采集和分析模塊、將數(shù)字信號(hào)發(fā)送至遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)終端的無線信號(hào)發(fā)送模塊和為石墨烯傳感器、數(shù)據(jù)采集和分析模塊和無線信號(hào)發(fā)送模塊供電的供電模塊，其中，數(shù)據(jù)采集和分析模塊電連接于石墨烯傳感器，無線信號(hào)發(fā)送模塊電連接于數(shù)據(jù)采集和分析模塊，供電模塊電連接于石墨烯傳感器、數(shù)據(jù)采集和分析模塊和無線信號(hào)發(fā)送傳輸模塊。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于石墨烯的可穿戴式呼吸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，石墨烯傳感器包括石墨烯和柔性基底，石墨烯為波紋狀，并附著于柔性基底上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于石墨烯的可穿戴式呼吸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，數(shù)據(jù)采集和分析模塊包括依次連接的信號(hào)放大器、低通濾波器和A/D轉(zhuǎn)換模塊。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于石墨烯的可穿戴式呼吸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，無線信號(hào)發(fā)送模塊為3G/4G網(wǎng)絡(luò)模塊、藍(lán)牙模塊、WIFI模塊或zigbee模塊中的一種。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于石墨烯的可穿戴式呼吸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，穿戴部件為胸帶或腹帶。
【文檔編號(hào)】A61B5/08GK205458684SQ201620135778
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年2月22日
【發(fā)明人】彭昌蘭
【申請(qǐng)人】彭昌蘭