一種智能化可穿戴測(cè)量心率服裝的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種智能化可穿戴測(cè)量心率服裝，包括處理模塊、測(cè)量采集模塊、顯示模塊和電源模塊，所述測(cè)量采集模塊采用PVDF壓電薄膜制作的微型傳感器來(lái)測(cè)量心率脈沖信號(hào)，脈沖信號(hào)經(jīng)運(yùn)算放大器放大后傳遞給積分電路，積分電路將電荷信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，信號(hào)處理電路又將電壓信號(hào)變成標(biāo)準(zhǔn)的脈沖發(fā)送給處理模塊，處理模塊連接顯示模塊，電源模塊為各模塊供電，所述微型傳感器設(shè)置在人體心臟對(duì)應(yīng)位置。由于采用了PVDF壓電薄膜制作的傳感器和STC89C52處理器，使得采集數(shù)據(jù)更加靈敏準(zhǔn)確，電量消耗更加的低，尺寸更加小，也使得更適合配置在衣服上，不會(huì)影響整體的舒適程度。
【專利說(shuō)明】
一種智能化可穿戴測(cè)量心率服裝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型產(chǎn)品屬于現(xiàn)代家用醫(yī)療測(cè)試儀器領(lǐng)域，特別涉及一種智能化可穿戴測(cè)量心率服裝。
【背景技術(shù)】
[0002]便攜式醫(yī)療設(shè)備正不斷改進(jìn)數(shù)以百萬(wàn)計(jì)患者的醫(yī)療保健條件。未來(lái)，還將有眾多能顯著改善醫(yī)療實(shí)施及其效果的創(chuàng)新型醫(yī)療應(yīng)用產(chǎn)品。醫(yī)療市場(chǎng)的相關(guān)需求往往很難協(xié)調(diào)，如小尺寸與尚功能性、低功耗與尚性能t旲擬，以及超長(zhǎng)電池使用壽命與尚處理能力等。這些產(chǎn)品需要模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)可調(diào)節(jié)增益、電源管理以及液晶顯示屏(IXD)等。這些都將是需要我們更多的去研究和發(fā)展。現(xiàn)在醫(yī)療測(cè)試儀器所存在的問(wèn)題是;專門測(cè)量心率值的儀器較少，人們?yōu)榱酥雷约旱倪\(yùn)動(dòng)或者勞動(dòng)強(qiáng)度是否超負(fù)荷，心率是多少，他們都得趕到醫(yī)院而不能實(shí)時(shí)測(cè)量和預(yù)知，而且家庭醫(yī)療設(shè)備又十分的昂貴，很難實(shí)現(xiàn)每個(gè)人都有經(jīng)濟(jì)實(shí)力購(gòu)買，攜帶也不方便，不能實(shí)現(xiàn)可穿戴性。為了達(dá)到“預(yù)防為主”的方針，實(shí)時(shí)測(cè)量心率，把過(guò)去的以醫(yī)院為軸心的醫(yī)療服務(wù)體系過(guò)度到以家庭為基礎(chǔ)的社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)體系已成為必然趨勢(shì)。所以我們目前所要解決的就是設(shè)計(jì)出一種方便攜帶，價(jià)格便宜，方便操作，具有人機(jī)交換等優(yōu)點(diǎn)的能夠測(cè)量心率的衣服。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]根據(jù)以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提出一種智能化可穿戴測(cè)量心率服裝，通過(guò)在上衣心臟位置設(shè)置可感應(yīng)心率的PVDF壓電薄膜，配合外圍電路來(lái)測(cè)量心率。
[0004]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為一種智能化可穿戴測(cè)量心率服裝，包括處理模塊、測(cè)量采集模塊、顯示模塊和電源模塊，所述測(cè)量采集模塊采用PVDF壓電薄膜制作的微型傳感器來(lái)測(cè)量心率脈沖信號(hào)，脈沖信號(hào)經(jīng)運(yùn)算放大器放大后傳遞給積分電路，積分電路將電荷信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，信號(hào)處理電路又將電壓信號(hào)變成標(biāo)準(zhǔn)的脈沖發(fā)送給處理模塊，處理模塊連接顯示模塊，電源模塊為各模塊供電，所述微型傳感器設(shè)置在人體心臟對(duì)應(yīng)位置。所述顯示模塊采用LED數(shù)碼顯示，采用74HC595D作為移位鎖存器，驅(qū)動(dòng)芯片，用靜態(tài)掃描顯示方式實(shí)現(xiàn)。所述處理模塊采用低功耗的STC89C52處理器。所述電源模塊內(nèi)設(shè)置有穩(wěn)壓芯片LTC3440.所述服裝還包括輸入模塊，所述輸入模塊包括復(fù)位鍵、測(cè)量控制鍵和數(shù)值輸入鍵，復(fù)位鍵為系統(tǒng)初始化按鍵，測(cè)量控制鍵為心率測(cè)量開始按鈕，數(shù)值輸入鍵為報(bào)警閾值輸入按鍵，輸入模塊連接處理模塊。所述服裝還包括聲光報(bào)警模塊，所述聲光報(bào)警模塊與處理模塊連接，聲光報(bào)警模塊包括有源蜂鳴器和發(fā)光二極管。
[0005]本實(shí)用新型有益效果是:由于采用了PVDF壓電薄膜制作的傳感器和STC89C52處理器，使得采集數(shù)據(jù)更加靈敏準(zhǔn)確，電量消耗更加的低，尺寸更加小，也使得更適合配置在衣服上，不會(huì)影響整體的舒適程度。使得心率測(cè)量變得隨時(shí)隨刻都可以進(jìn)行，不必要再到醫(yī)院或者購(gòu)買體積的大的不利于出門攜帶的裝備。
【附圖說(shuō)明】
[0006]下面對(duì)本說(shuō)明書附圖所表達(dá)的內(nèi)容及圖中的標(biāo)記作簡(jiǎn)要說(shuō)明:
[0007]圖1是本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】的服裝及測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)圖。
[0008]圖2是本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】的測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)框圖。
[0009 ] 1、測(cè)量采集模塊;2、顯示模塊;3、處理模塊;4、電源模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面對(duì)照附圖，通過(guò)對(duì)實(shí)施例的描述，本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】如所涉及的各構(gòu)件的形狀、構(gòu)造、各部分之間的相互位置及連接關(guān)系、各部分的作用及工作原理、制造工藝及操作使用方法等，作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，以幫助本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的發(fā)明構(gòu)思、技術(shù)方案有更完整、準(zhǔn)確和深入的理解。
[0011]本實(shí)用新型提供一種智能化可穿戴測(cè)量心率的衣服，包括主體衣服，以及在主體衣服心臟位置的測(cè)量模塊，在主體衣服右下側(cè)分別有供電的電源模塊與處理已采集數(shù)據(jù)的處理模塊，在主體衣服的左上邊是顯示與輸入模塊。
[0012]工作原理:本實(shí)用新型產(chǎn)品是借助于在服裝上的位于主體衣服心臟位置的測(cè)量模塊中微型傳感器測(cè)量監(jiān)控采集生理信號(hào)的，因?yàn)橐_(dá)到體積小，重量輕，穿戴方便，具有良好的舒適度要求，本實(shí)用新型產(chǎn)品采用PVDF壓電薄膜制作的傳感器來(lái)傳遞脈沖信號(hào)。PVDF所能測(cè)量的頻率是0.1HZ到10HZ.為了與人體生理機(jī)制相匹配，達(dá)到更精確的測(cè)量，一般將電路的頻率設(shè)計(jì)在0.1HZ到100HZ.我們選用的運(yùn)算放大器是高阻抗的，而且開環(huán)增益大，失調(diào)電壓電流小。PVDF材料貼覆在心臟位置它可以因脈搏跳動(dòng)引起自身表面電荷變化，積分電路將電荷信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，而后經(jīng)信號(hào)處理電路將電壓變成標(biāo)準(zhǔn)的脈沖經(jīng)主體衣服中插入的纖細(xì)導(dǎo)線輸入到主體衣服右下側(cè)的處理模塊。為了便于安裝在衣服上，實(shí)用新型產(chǎn)品需要微型化所以電池體積小儲(chǔ)能少，要求整套設(shè)備能耗低，而作為整個(gè)實(shí)用新型產(chǎn)品處理機(jī)構(gòu)的MCU是最為關(guān)鍵的部件我們需要考慮到這一點(diǎn)。為此處理模塊我們采用ADI公司的低功耗，高性能處理器STC89C52。輸入信號(hào)經(jīng)處理模塊STC89C52處理轉(zhuǎn)換后經(jīng)插入衣服的纖細(xì)導(dǎo)線傳給顯示模塊。顯示模塊采用LED數(shù)碼顯示，采用74HC595D作為鎖存，驅(qū)動(dòng)芯片，用靜態(tài)掃描顯示方式實(shí)現(xiàn)，顯示出相應(yīng)的心率值。為了對(duì)整個(gè)實(shí)用新型產(chǎn)品能夠有效的控制，本實(shí)用新型產(chǎn)品還設(shè)置了輸入模塊，輸入模塊起到輸入指令的目的，系統(tǒng)的指令用按鍵控制，設(shè)有系統(tǒng)復(fù)位鍵和測(cè)量控制鍵，數(shù)值輸入鍵。系統(tǒng)復(fù)位鍵可以將整個(gè)測(cè)量處理顯示系統(tǒng)初始化，在系統(tǒng)出現(xiàn)錯(cuò)誤的時(shí)候使用。測(cè)量控制鍵是在測(cè)量的時(shí)候開啟，不測(cè)量的時(shí)候關(guān)閉，可以起到節(jié)省電量的作用。數(shù)值輸入鍵是提供給用戶輸入一個(gè)最高心率值。指令通過(guò)輸入模塊的按鍵輸入后轉(zhuǎn)化成電流經(jīng)纖細(xì)導(dǎo)線傳輸送到處理模塊STC89C52，由處理模塊做出相應(yīng)判決并對(duì)各部件發(fā)送相應(yīng)的指令。該實(shí)用新型產(chǎn)品還有自動(dòng)報(bào)警功能，通過(guò)中央處理器根據(jù)輸入設(shè)備上用戶輸入的指令進(jìn)行相干處理，當(dāng)測(cè)量數(shù)據(jù)超過(guò)正常范圍時(shí)進(jìn)行聲光報(bào)警。報(bào)警裝置采用有源蜂鳴器，在需要報(bào)警的時(shí)候由MCU輸出高電平，蜂鳴器發(fā)出響聲提醒，同時(shí)發(fā)光二極管點(diǎn)亮，出現(xiàn)聲光報(bào)警信息。以上所有模塊都是通過(guò)電源模塊供電，電源模塊通過(guò)纖細(xì)導(dǎo)線向各模塊提供能量。本實(shí)用新型產(chǎn)品整體采用3.3v供電，并用穩(wěn)壓芯片來(lái)保證供電質(zhì)量。同時(shí)，輸出電壓為1.5v，如果直接用3.3v為其供電，那么輸出最高電平僅1.7v，但需要的最低電壓是2.4v，這將導(dǎo)致測(cè)量機(jī)構(gòu)的輸出無(wú)法識(shí)別，所以給供電模塊設(shè)置一個(gè)DC/DC芯片LTC3440，把電壓升至4.5^共給測(cè)量機(jī)構(gòu)，輸出的高電平為3v。
[0013]當(dāng)使用時(shí)先通過(guò)輸入模塊中數(shù)值輸入鍵將穿戴衣服人身體所被允許的最大心率值輸入，然后按下測(cè)量控制鍵使實(shí)用新型產(chǎn)品開始測(cè)量，測(cè)量結(jié)果會(huì)顯示在LED數(shù)碼顯示屏上，一旦心率值超過(guò)所設(shè)置的所允許心率最大值就會(huì)引發(fā)聲光報(bào)警。測(cè)量完成后按下測(cè)量控制鍵就可以關(guān)閉本實(shí)用新型產(chǎn)品。
[0014]上面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了示例性描述，顯然本實(shí)用新型具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本實(shí)用新型的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本實(shí)用新型的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書所限定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種智能化可穿戴測(cè)量心率服裝，其特征在于，包括處理模塊、測(cè)量采集模塊、顯示模塊和電源模塊，所述測(cè)量采集模塊采用PVDF壓電薄膜制作的微型傳感器來(lái)測(cè)量心率脈沖信號(hào)，脈沖信號(hào)經(jīng)運(yùn)算放大器放大后傳遞給積分電路，積分電路將電荷信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，信號(hào)處理電路又將電壓信號(hào)變成標(biāo)準(zhǔn)的脈沖發(fā)送給處理模塊，處理模塊連接顯示模塊，電源模塊為各模塊供電，所述微型傳感器設(shè)置在人體心臟對(duì)應(yīng)位置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能化可穿戴測(cè)量心率服裝，其特征在于，所述顯示模塊采用LED數(shù)碼顯示，采用74HC5%D作為移位鎖存器，驅(qū)動(dòng)芯片，用靜態(tài)掃描顯示方式實(shí)現(xiàn)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能化可穿戴測(cè)量心率服裝，其特征在于，所述處理模塊采用低功耗的STC89C52處理器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能化可穿戴測(cè)量心率服裝，其特征在于，所述電源模塊內(nèi)設(shè)置有穩(wěn)壓芯片LTC3440。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能化可穿戴測(cè)量心率服裝，其特征在于，所述服裝還包括輸入模塊，所述輸入模塊包括復(fù)位鍵、測(cè)量控制鍵和數(shù)值輸入鍵，復(fù)位鍵為系統(tǒng)初始化按鍵，測(cè)量控制鍵為心率測(cè)量開始按鈕，數(shù)值輸入鍵為報(bào)警閾值輸入按鍵，輸入模塊連接處理模塊。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能化可穿戴測(cè)量心率服裝，其特征在于，所述服裝還包括聲光報(bào)警模塊，所述聲光報(bào)警模塊與處理模塊連接，聲光報(bào)警模塊包括有源蜂鳴器和發(fā)光二極管。
【文檔編號(hào)】A61B5/024GK205568937SQ201521035705
【公開日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2015年12月11日
【發(fā)明人】徐曄曄, 張力, 高雙喜, 張超
【申請(qǐng)人】安徽師范大學(xué)