專利名稱：一種基于智能手機應(yīng)用的生命體征監(jiān)護報警器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種基于智能手機應(yīng)用的生命體征監(jiān)護報警器技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及一種通過Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)、GSM網(wǎng)和Internet網(wǎng)，對被監(jiān)護人的生命體征實施遠(yuǎn)程實時監(jiān)護的技術(shù)。
背景技術(shù)：
[0002]目前有利用手機開發(fā)的監(jiān)護系統(tǒng)，一般指其監(jiān)護系統(tǒng)與眾多的醫(yī)療檢測儀器連接的監(jiān)護系統(tǒng)，如奧地利歐洲第一個基于手機網(wǎng)絡(luò)的病人移動電子商務(wù)醫(yī)療服務(wù)(Austria is the first mobile operator in Europe to launch a nationwide, patient-centric mobile e-health solution.),東芝公司研發(fā)的Lifeminder系統(tǒng)，由腕表型的穿戴傳感器模塊和PDA組成。穿戴傳感器模塊集合了加速計、脈搏計、溫度計和皮膚電反應(yīng)電極以及用于和PDA通信的藍(lán)牙模塊，以及手動操作的報警功能，這些應(yīng)用，導(dǎo)致體征參數(shù)傳感器必須保持在藍(lán)牙模塊允許的距離范圍內(nèi)，同時不能在突發(fā)狀態(tài)下，實現(xiàn)無需人工操作的呼叫報警。發(fā)明內(nèi)容[0003]為解決前述遠(yuǎn)距離對被監(jiān)護人的實時生命體征的監(jiān)護，本實用新型提供一種基于智能手機應(yīng)用的生命體征監(jiān)護報警器；這種監(jiān)護報警器的技術(shù)方案是，一生命體征檢測器， 置于被監(jiān)護人身上，被監(jiān)護人并攜帶一智能手機，該智能手機藉助一射頻收發(fā)模塊，接收生命體征檢測器發(fā)送的人體生命警示信息，自動將該警示信息通過移動網(wǎng)絡(luò)，發(fā)送至監(jiān)護人或監(jiān)護中心處的手機。[0004]所述收發(fā)模塊，植于智能手機內(nèi)，或者制成一適配器通過微型USB接口與智能手機連接。[0005]所述一生命體征檢測器上設(shè)有人體溫度傳感器、脈搏信號傳感器、血壓信號傳感器、微處理器以及電源裝置，微處理器接收人體溫度傳感器、脈搏信號傳感器、血壓信號傳感器的實時生命體征信息，與微處理器預(yù)設(shè)的該被監(jiān)護者正常的上述信息參數(shù)比較，如有異常，微處理器便啟動其內(nèi)設(shè)的收發(fā)器工作，通過Zigbee無線網(wǎng)發(fā)送警示信號至射頻收發(fā)模塊?！0006]所述生命體征檢測器，是一種戴在手腕、手指、手臂、腳腕的環(huán)形帶子，或者是貼附于身上生命體征敏感的位置的佩件。[0007]所述電源裝置設(shè)有鋰電池、換能元件和電源管理電路，換能元件藉助人體活動產(chǎn)生電壓，經(jīng)升壓電路升壓后，由電源管理電路選擇采用升壓電路升壓后的電源，或者采用鋰電池電源供電。[0008]所述的一種基于智能手機應(yīng)用的生命體征監(jiān)護報警器的發(fā)送報警信號至被監(jiān)護人攜帶的智能手機的方法有如下步驟[0009](I)初始化 Zigbee 模塊；[0010](2)初始化成功否？[0011](3)成功，則建立連接；[0012](4)等待被監(jiān)護人體征數(shù)據(jù)；[0013](5)體征數(shù)據(jù)儲存；[0014](6)數(shù)據(jù)異常否？[0015](7)數(shù)據(jù)異常，則發(fā)送報警信號；[0016]( 8 )如不異常，則發(fā)送到服務(wù)平臺，服務(wù)平臺與英特網(wǎng)連接。[0017]所述一種戴在手腕、手指、手臂、腳腕的環(huán)形帶子，或者是貼附于身上生命體征敏感位置的佩件，一端設(shè)置生命體征檢測傳感器的人體溫度傳感器、脈搏信號傳感器、血壓信號傳感器，傳感器上覆蓋緩沖層；另一端上、下對稱設(shè)置微處理器控制部件及電池。[0018]本實用新型的優(yōu)點在于，針對突發(fā)性的病人和老人，發(fā)生生命危險，可實現(xiàn)無操作的自動報警，對于那些已失去主動報警能力的病人或老人，可以最大程度的提高被救治的可能性。[0019]該裝置可以按各人的體征狀況，通過個性化設(shè)置，設(shè)定不同體溫，脈搏和血壓的預(yù)警值和報警值。該裝置中的傳感器采集的信息，經(jīng)分析比較后，在出現(xiàn)超出預(yù)警值和報警值時，自動向用戶(被監(jiān)護人)持有的手機傳送信息和 報警。預(yù)警和報警信號通過用戶持有的手機自動直接鏈接至監(jiān)護人、親屬、護理中心、急救中心或其他指定的聯(lián)絡(luò)處。并可以通過更換內(nèi)部設(shè)置，實現(xiàn)連續(xù)輸出采集的體征數(shù)據(jù)，延伸至醫(yī)療監(jiān)護的應(yīng)用。[0020]該裝置的設(shè)計以輕巧和配戴舒適為原則，可以在任何日常環(huán)境中使用。帶有向手機端發(fā)出脫離人體狀態(tài)和充電電量的警示功能。


[0021]附圖1是本實用新型生命體征檢測環(huán)帶的平面結(jié)構(gòu)圖；[0022]附圖2是本實用新型原理電路框圖；[0023]附圖3是本實用新型適配器方框圖；[0024]附圖4是本實用新型微處理器發(fā)送生命體征數(shù)據(jù)流程圖；[0025]附圖5是用戶智能手機轉(zhuǎn)發(fā)報警信號流程圖；[0026]附圖6是微處理器工作流程圖；[0027]附圖7是系統(tǒng)中斷操作流程圖；[0028]附圖8是電源電路原理圖。[0029]圖中標(biāo)號說明[0030]1-生命體征環(huán)帶；2_微處理器；3_傳感器；4_手表；5_緩沖層；7_體溫、脈搏、血壓傳器；8_信號調(diào)理電路；9_電源裝置；10_適配器；11_智能手機(用戶手機)；20_監(jiān)護人手機(接受端手機);12-換能元件；13_能量轉(zhuǎn)換電路；14_蓄能電路；15_升壓電路；16_鋰電池(充電電池)；17-外充電接口(USB接口)；18_電源管理電路；19_電源輸出電路。
具體實施方式
[0031]請參閱附圖1、2所示，本實用新型的技術(shù)方案是，一生命體征檢測環(huán)帶1，可以選擇戴于被監(jiān)護人手腕、或手指、或手臂、或腳腕，被監(jiān)護人并攜帶一智能手機，所述生命體征檢測環(huán)帶上設(shè)有人體溫度傳感器、脈搏信號傳感器、血壓信號傳感器7、微處理器2以及電源裝置9，微處理器2接收人體溫度傳感器、脈搏信號傳感器、血壓信號傳感器的實時生命體征信息，與微處理器2預(yù)設(shè)的該被監(jiān)護者正常的上述信息參數(shù)比較，如有異常，微處理器 2便啟動其內(nèi)設(shè)的收發(fā)器工作，發(fā)送報警信號至適配器10，適配器10與智能手機11連接， 智能手機11收到報警信號后，便啟動其內(nèi)設(shè)的軟件(如圖5所示)，自動將該報警信號通過移動網(wǎng)絡(luò)發(fā)至接受端(監(jiān)護人)手機20，接受端手機20可能是監(jiān)護人，或者是監(jiān)護中心的人員。[0032]所述適配器10由射頻收發(fā)器和嵌入式系統(tǒng)組成，射頻收發(fā)器采用美國TI公司的 CC系列電路，而基于單片機的嵌入式系統(tǒng)，包括射頻信號控制和用戶端手機接口功能，通過微型USB接口與手機連接。[0033]所述電源裝置，請參閱附圖8，設(shè)有鋰電池16、換能元件12和電源管理電路18，換能元件12藉助人體的活動產(chǎn)生電壓，經(jīng)升壓電路15升壓后，由電源管理電路18選擇采用升壓電路升壓后的電源，或者采用鋰電池16電源供電，換能元件12可以采用壓電晶體。[0034]所述一種戴在手腕上的環(huán)形帶子1，或一種貼附于身上生命體征敏感的位置的佩件一端設(shè)置生命體征檢測傳感器7的人體溫度傳感器、脈搏信號傳感器、血壓信號傳感器， 傳感器7上覆蓋緩沖層5 ;另一端上、下對稱設(shè)置微處理器2控制部件及電池16。[0035]請參閱附圖2所示，體溫、脈搏、血壓傳感器7采集的人體生命體征信息，經(jīng)信號調(diào)理電路8放大整理后，由微處理器2 (CC系列)處理后，與被監(jiān)護者正常的上述信息參數(shù)比較，如有異常，微處理器2便啟動其內(nèi)設(shè)的收發(fā)器工作，發(fā)送報警信號至適配器10，適配器10與監(jiān)護人攜帶的智能手機11連接，該智能手機11通過移動網(wǎng)絡(luò)，便自動將該報警信號發(fā)至監(jiān)護人手機20。[0036]本實用新型對警示信號設(shè)置不同級別，射頻收發(fā)器向用戶手機自動發(fā)送不同內(nèi)容的警示信號，如最高級別 的警示，報警信號，可以通過用戶手機在發(fā)送至用戶親友的同時直接發(fā)送至救護中心。預(yù)警，電池電量過低信號，可以經(jīng)用戶手機發(fā)送至用戶親友及護理人員，由接受方在聯(lián)系用戶后決定是否需要通知救護中心。[0037]例如，生命體征檢測器通過PVDF傳感器監(jiān)視用戶的心搏，當(dāng)用戶的心博突然出現(xiàn)超出預(yù)設(shè)數(shù)值，生命體征檢測器會馬上通過射頻收發(fā)器向自己的手機自動發(fā)出報警信號，該手機的射頻收發(fā)器得到信號后，手機自動向已綁定的應(yīng)急號碼發(fā)送短訊或語音報警。[0038]本實用新型的體溫，脈搏，血壓傳感器采用已有的器件[0039]a. 體溫采集模塊采用DALLAS公司生產(chǎn)的單總線數(shù)字溫度傳感器，其產(chǎn)品具有線路簡單，體積小的特點。[0040]b.脈搏信號采樣和脫機警示傳感器采用PVDF壓電薄膜高分子壓電材料，考慮到它具備的一些特征，如壓電性薄膜柔軟機械性能，使其可以與人體接觸安全舒適，能緊貼體壁，以及聲阻抗與人體組織聲阻抗十分接近等一系列特點，所以選擇它制作脈搏壓力傳感器。其實現(xiàn)方法[0041](I)選用20um法國Piezotech公司的TOVDF產(chǎn)品，將微弱低頻的脈搏壓力信號轉(zhuǎn)換成電信號。[0042](2)經(jīng)信號調(diào)理電路，包括前置放大，低通濾波，電壓放大和A/D轉(zhuǎn)換等，進行信號處理，以保證脈搏信號反映的生理特性的正確和完整性。[0043]c. 血壓信號采樣選擇Motorola公司的壓力傳感器，其內(nèi)部含有信號運放和信號調(diào)節(jié)功能，可以直接將動脈血液對血管壁的壓力轉(zhuǎn)換為電信號。并經(jīng)過前置放大，過濾，后置放大完成其信號處理。[0044]數(shù)據(jù)處理與發(fā)送模塊(以下簡稱處理模塊)負(fù)責(zé)控制整個節(jié)點的數(shù)據(jù)處理操作、功耗管理、任務(wù)管理等。處理模塊是無線傳感器節(jié)點的計算核心，其被采集數(shù)據(jù)的分析、預(yù)警和報警信號的發(fā)送、任務(wù)調(diào)度、能量計算、功能協(xié)調(diào)、通信協(xié)議和數(shù)據(jù)整合程序都將在這個模塊的支持下完成。本設(shè)計采用美國IT公司的CC系列模塊。[0045]生命體征檢測器與手機如何實現(xiàn)定點通訊不同于一般的無線傳感網(wǎng)絡(luò)，位于體域網(wǎng)BAN的報警器僅在個體區(qū)域內(nèi)與其綁定的手機進行近距離的通信，報警器作為其中心節(jié)點，不需要耗能的路由操作。針對醫(yī)療保健類應(yīng)用，體域網(wǎng)與個人區(qū)域網(wǎng)的無線通訊方式應(yīng)該首先考慮芯片的功耗，所需的外圍元件數(shù)量、芯片成本、數(shù)據(jù)傳輸方式的使用方便等因素，本設(shè)計采用Zigbee技術(shù)，實現(xiàn)生命體征檢測器與用戶手機之間的定點通訊，即在生命體征檢測器，利用CC系列模塊中寄生射頻收發(fā)器完成所有的警示信號的自動發(fā)送。[0046]在智能手機端，采用CC系列收發(fā)模塊，實現(xiàn)對所有警示信號的自動接收。智能手機按已在內(nèi)部設(shè)定的接受方(監(jiān)護人)號碼發(fā)送警示短訊。[0047]監(jiān)護人一方在接受到警示信號后，可以主動聯(lián)系智能手機用戶(被監(jiān)護人)。[0048]采用基于Zigbee技術(shù)的無線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對用戶體征數(shù)據(jù)采集后，通過手機傳輸數(shù)據(jù)到用戶設(shè)定的接受方手機。Zigbee協(xié)議棧由一系列分層結(jié)構(gòu)組成，每一層為上一層提供服務(wù)。數(shù)據(jù)實體提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，管理實體提供其他功能服務(wù)。[0049]數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)發(fā)送程序流見圖4，數(shù)據(jù)發(fā)送功能既可采用TCP/IP協(xié)議發(fā)送，也可通過短信息發(fā)送。[0050]為避免其它報警器需要頻繁充電的弊端，要求本報警器采用低功耗設(shè)計。因此不僅在選擇器件時要考慮器件的低功耗，同時系統(tǒng)中控制操作模式須要考慮多種操作模式， 如活動模式、呼吸模式和休眠模式。本報警器對從體征采樣，數(shù)據(jù)處理到信號發(fā)送的整個過程中 的各個環(huán)節(jié)均采用沖突避免機制，自適應(yīng)時間同步機制等省電型自動動態(tài)操作策略及流程，實現(xiàn)了延長充電間隔的設(shè)計目標(biāo)，如讓處理器進入低功耗休眠模式，直到下一次任務(wù)開啟時喚醒進入全速運行模式。其系統(tǒng)中斷操作流程如圖7所示。[0051]圖8是電源模塊的原理電路圖，其中可充電電池16采用鋰電池，該電池能量密度高，體積小，適合傳感器節(jié)點小的特點。同時把來自人體活動產(chǎn)生的能量通過換能元件12， 通過能量轉(zhuǎn)換電路13將機械能轉(zhuǎn)換成電能存貯起來。然后通過電源管理電路18，在滿足提供系統(tǒng)用電的同時可以為鋰電池充電。當(dāng)振動產(chǎn)生的能量不足時，自動實時切換到電池供電16。為方便鋰電池16充電，還配備了微型USB的外充電接口 17。
權(quán)利要求1.一種基于智能手機應(yīng)用的生命體征監(jiān)護報警器，其特征在于，一生命體征檢測器，置于被監(jiān)護人身上，被監(jiān)護人并攜帶一智能手機，該智能手機藉助一射頻收發(fā)模塊，接收生命體征檢測器發(fā)送的人體生命警示信息，自動將該警示信息通過移動網(wǎng)絡(luò)，發(fā)送至監(jiān)護人或監(jiān)護中心處的手機。
2.按權(quán)利要求1所述的基于智能手機應(yīng)用的生命體征監(jiān)護報警器，其特征在于，所述收發(fā)模塊，植于智能手機內(nèi)，或者制成一適配器通過微型USB接口與智能手機連接。
3.按權(quán)利要求1所述的基于智能手機應(yīng)用的生命體征監(jiān)護報警器，其特征在于，所述一生命體征檢測器上設(shè)有人體溫度傳感器、脈搏信號傳感器、血壓信號傳感器、微處理器以及電源裝置，微處理器接收人體溫度傳感器、脈搏信號傳感器、血壓信號傳感器的實時生命體征信息，與微處理器預(yù)設(shè)的該被監(jiān)護者正常的上述信息參數(shù)比較，如有異常，微處理器便啟動其內(nèi)設(shè)的收發(fā)器工作，通過Zigbee無線網(wǎng)發(fā)送警示信號至射頻收發(fā)模塊。
4.按權(quán)利要求1所述的基于智能手機應(yīng)用的生命體征監(jiān)護報警器，其特征在于，所述生命體征檢測器，是一種戴在手腕、手指、手臂、腳腕的環(huán)形帶子，或者是貼附于身上生命體征敏感的位置的佩件。
5.按權(quán)利要求3所述的基于智能手機應(yīng)用的生命體征監(jiān)護報警器，其特征在于，所述電源裝置設(shè)有鋰電池、換能元件和電源管理電路，換能元件藉助人體活動產(chǎn)生電壓，經(jīng)升壓電路升壓后，由電源管理電路選擇采用升壓電路升壓后的電源，或者采用鋰電池電源供電。
6.按權(quán)利要求4所述的一種基于智能手機應(yīng)用的生命體征監(jiān)護報警器，其特征在于，所述一種戴在手腕、手指、手臂、腳腕的環(huán)形帶子，或者是貼附于身上生命體征敏感位置的佩件，一端設(shè)置生命體征檢測傳感器的人體溫度傳感器、脈搏信號傳感器、血壓信號傳感器，傳感器上覆蓋緩沖層；另一端上、下對稱設(shè)置微處理器控制部件及電池。
專利摘要本實用新型提供一種基于智能手機應(yīng)用的生命體征監(jiān)護報警器；這種監(jiān)護報警器設(shè)置一生命體征檢測器，置于被監(jiān)護人身上，被監(jiān)護人并攜帶一智能手機，該智能手機藉助一射頻收發(fā)模塊，接收生命體征檢測器發(fā)送的人體生命警示信息，自動將該警示信息通過移動網(wǎng)絡(luò)，發(fā)送至監(jiān)護人或監(jiān)護中心處的手機。優(yōu)點在于，針對突發(fā)性的病人和老人，發(fā)生生命危險，可實現(xiàn)無操作的自動報警，可以最大程度的提高被救治的可能性。
文檔編號H04M1/725GK202843588SQ20122036435
公開日2013年4月3日 申請日期2012年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月26日
發(fā)明者翁整, 南南·倫仃, 路紅生 申請人:翁整, 南南·倫仃, 路紅生