CN101999886A - 便携式脉搏体温监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便携式脉搏体温监测装置，用于对人体的脉搏和体温进行实时监测。本发明采用Zigbee模块替代现有技术中的蓝牙模块，降低了整个装置的能耗，提高了续航时间；并在体征测量模块中加入了体温测量的功能，扩展了系统功能；而且通过将体征测量模块和无线收发模块集成在一个壳体内，同时壳体固定于松紧可调的腕带上，解决了现有装置在高强度运动时容易脱落的问题。另外，本发明具有监测和报警两种工作模式。

Description

便携式脉搏体温监测装置

技术领域

本发明涉及一种监测装置，尤其涉及一种对人体的脉搏和体温进行实时监测的便携装置。 

背景技术

随着生活水平的不断提高，人们的健康意识也逐渐增强。人体健康情况往往可以通过外在的体征表现出来，例如心率（脉搏频率）、体温等，可以通过监测这些体征来辅助判断身体的健康情况、运动强度是否过大等。目前市场上也出现了一些此类监测装置。但现有的此类装置大多数是将体征测量模块和监控模块通过有线数据传输方式连接在一起，导致使用范围小，且整个装置体积重量大、不易携带。

一件申请号为200620014434.8，名称为“以蓝牙耳机监控心跳运动的装置”的中国实用新型专利（申请日为2006-8-30，授权公告日为2007-10-3）就公开了这样一种装置，该装置包括可测量耳部脉搏跳动的心跳侦测模块、接收心跳侦测模块信号的运算控制单元、蓝牙模块以及远程监控终端。该实用新型将测量部分与监控部分分开，并利用蓝牙无线通信技术进行两者之间的数据传输，解决了现有技术存在的使用范围小、不易携带的问题；但其缺点在于蓝牙耳机难以很好的贴合耳部脉搏跳动位置，在进行高强度运动时容易脱落。

中兴通讯股份有限公司的一件名称为“一种脉搏测量装置”的实用新型（申请号为200620014481.2，申请日为2006.9.1，授权公告日为2007-11-28）公开了一种脉搏测量装置，该装置包括脉搏传感器、信号处理电路、蓝牙收发模块以及蓝牙手机；脉搏传感器根据脉搏波动输出原始脉冲，信号处理电路对脉搏传感器输出的原始脉冲进行处理，并把处理结果通过蓝牙收发模块发送给蓝牙手机，以及通过蓝牙收发模块接收来自蓝牙手机的指令。该实用新型同样利用蓝牙技术解决了运动受限和数据远传的问题，但由于使用的是51系列单片机和蓝牙通信技术，功耗较高，使用电池供电续航时间短。

上述两种体征监测装置虽然使用蓝牙无线技术解决了现有技术存在的不便携带、使用范围小的问题，但由于蓝牙无线技术的能耗仍不理想，因此使用电池时续航时间较短。而且这两种装置仅具有脉搏测量的作用，不能同时监测体温，也不具备心率超限报警功能。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的能耗较高、使用电池续航时间短的问题，提供一种低能耗、长航时的便携式脉搏体温监测装置。

本发明的思路是通过使用Zigbee技术来达到上述目的。Zigbee是一种新兴的低成本、低功耗、低速率、极低复杂度、组网能力强的双向无线通信技术。在低耗电待机模式下，2节5号干电池可支持1个Zigbee节点工作6～24个月,甚至更长，这是Zigbee的突出优势。相比较，蓝牙能工作数周，WiFi仅可工作数小时。并且Zigbee通过大幅简化协议(不到蓝牙的1/10)，降低了对通信控制器的要求，而且ZigBee免协议专利费。

具体而言，本发明采用如下技术方案：

一种便携式脉搏体温监测装置，包括体征测量模块、无线收发模块以及远程监测终

端，体征测量模块将测量到的人体体征信息转化为电信号，通过无线收发模块传输给远程监控终端，并通过无线收发模块接收远程监控终端发出的指令，其特征在于，所述无线收发模块为Zigbee模块。

其中，所述体征测量模块包括脉搏传感器、体温传感器、脉搏信号调理电路、体温信号调理电路、微控制单元；脉搏传感器、体温传感器分别通过脉搏信号调理电路、体温信号调理电路与微处理器连接，微处理器与无线收发模块连接。

为了防止该装置在高强度运动时脱落，可以将所述体征测量模块和无线收发模块集成于一个壳体内，该壳体固定于松紧可调的腕带上。

本发明的便携式脉搏体温监测装置，采用Zigbee模块替换现有技术中的蓝牙模块，降低了整个装置的能耗，提高了续航时间；并在体征测量模块中加入了体温测量的功能，扩大了监测范围；而且通过将体征测量模块和无线收发模块集成于一个固定于松紧可调的腕带上的壳体内，解决了在高强度运动时容易脱落的问题。

附图说明

图１是具体实施方式中所述便携式脉搏体温监测装置的结构示意图；

图２是具体实施方式中所述便携式脉搏体温监测装置的结构框图；

图３是具体实施方式中所述便携式脉搏体温监测装置的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明：

本发明的便携式脉搏体温监测装置，其结构如附图１所示，包括腕带1，壳体2，脉搏传感器3，体温传感器4，集成了脉搏信号调理电路、体温信号调理电路以及微控制单元的集成电路5，Zigbee模块6，电池7；所述的脉搏传感器3和体温传感器4设置在壳体2的底部并且两个传感器的探测触头突出于壳体；集成电路5和Zigbee模块6设置在壳体2内部的合适位置；脉搏传感器3、体温传感器4分别通过脉搏信号调理电路、体温信号调理电路与微处理器连接，微处理器与Zigbee模块6连接。本实施例的腕带1为带有可调长度的粘合扣的腕带，可以适应粗细不同的手腕从而使脉搏传感器3的探测触头准确的接触到手腕部的桡动脉处并保持一定的压力，同时使体温传感器4的探测触头直接与皮肤接触。体温传感器4可使用现有各种经济实用的接触式温度传感器，根据接触点温度的不同可以输出大小不同的模拟电压值。脉搏传感器3将力敏元件（如PVDF压电膜）、灵敏度温度补偿元件、感温元件集成在传感器内，根据人体脉搏特点，脉搏波动一次传感器输出一个脉冲。在壳体2上还可以设置有开关，用来控制整个装置的启动关闭。电池7为便携式脉搏体温监测装置中的各部件提供电源。

本实施例以一片MSP430微处理器为微控制单元，该处理器的运行功耗极低，适合电池供电的应用。温度传感器输出的模拟电压经过温度信号调理电路的放大后输出至MSP430的模／数转换输入口，在MSP430微处理器内部得到转换后的数字量。同时脉搏信号传感器输出的脉搏正脉冲经过脉搏信号调理电路中的放大电路放大，整形电路整形滤去杂波后输出至MSP430的定时器／计数器输入口，得到一定时间内的脉搏搏动次数，经过MSP430微处理器计算后得到每分钟的脉搏次数。MSP430微处理器将得到的体温和脉搏频率通过MSP430微处理器上的UART接口传输到Zigbee模块，ZigBee模块则将数据通过ZigBee信号传输到带有Zigbee模块的手机上。手机端通过相应的程序接收、存储收到的数据，并绘制成表格和变化曲线。另外，手机可以发出控制命令，通过ZigBee模块对MSP430微处理器进行控制，决定系统工作在监测模式或是报警模式。本发明中的ZigBee手机应是可以安装扩展程序的智能手机或支持JAVA扩展的非智能手机。整个便携式脉搏体温监测装置的结构框图如附图2所示。

本发明的便携式脉搏体温监测装置具有监测和报警这两种工作模式：

监测模式下，脉搏传感器和体温传感器连续的采集原始生理信息，脉搏信号调理电路、体温信号调理电路以及微控制单元连续的处理数据并通过ZigBee模块实时的传输到远程监控终端，直到收到来自远程监控终端的关机命令；

报警模式下，Zigbee模块处于待机状态，脉搏传感器和体温传感器连续的采集原始体征信号，脉搏信号调理电路、体温信号调理电路以及微控制单元连续的处理数据，微控制单元判断当前脉搏频率是否超出预先设定的安全范围，如超出，则激活ZigBee模块向远程监控终端发送报警信息。

如附图3所示，本发明的便携式脉搏体温监测装置的工作流程如下：

（1）打开该装置的电源开关，打开手机端监控程序；

（2）在手机端程序上选择进入监测模式或报警模式；

（3）选择监测模式的情况下，腕带装置进入监测模式工作。温度、脉搏信号调理电路和微控制单元连续的转换体温、脉搏传感器的输出，微控制器连续的将数据通过Zigbee模块传输到手机上。手机端程序将收到的数据保存在后台数据库中，同时在程序界面上绘制出数据表格和变化曲线；

（4）报警模式适用于防止运动过度而发生人身伤害，选择报警模式的情况下，程序界面要求输入脉率的上下限和紧急联系人的电话，同时该装置进入报警模式工作。信号调理电路和微控制单元连续的转换体温、脉搏传感器的输出，但ZigBee模块处于待机状态，直到微控制单元检测到当前脉率超出设定的范围，便控制ZigBee模块发出报警的指令，手机端程序接收到该指令后便发出声音，屏幕闪烁报警，在1分钟内无响应的情况下即拨打先前设定的紧急电话求救；

（5）当电源关闭或手机端程序退出后，工作结束。

Claims (6)

1.一种便携式脉搏体温监测装置，包括体征测量模块、无线收发模块以及远程监测终端，体征测量模块将测量到的人体体征信息转化为电信号，通过无线收发模块传输给远程监控终端，并通过无线收发模块接收远程监控终端发出的指令，其特征在于，所述无线收发模块为Zigbee模块。

2.如权利要求1所述便携式脉搏体温监测装置，其特征在于，所述体征测量模块包括脉搏传感器、体温传感器、脉搏信号调理电路、体温信号调理电路、微控制单元；脉搏传感器、体温传感器分别通过脉搏信号调理电路、体温信号调理电路与微处理器连接，微处理器与无线收发模块连接。

3.如权利要求1所述便携式脉搏体温监测装置，其特征在于，所述体征测量模块和无线收发模块集成于一个壳体内，该壳体固定于松紧可调的腕带上。

4.如权利要求3所述便携式脉搏体温监测装置，其特征在于，所述腕带为带有可调长度的粘合扣的腕带。

5.如权利要求1所述便携式脉搏体温监测装置，其特征在于，所述远程监控终端为可以安装扩展程序的智能手机或支持JAVA扩展的非智能手机。

6.如权利要求2所述便携式脉搏体温监测装置，其特征在于，其具有监测和报警这两种工作模式：

监测模式下，脉搏传感器和体温传感器连续的采集原始生理信号，脉搏信号调理电路、体温信号调理电路以及微控制单元连续的处理数据并通过Zigbee模块实时的传输到远程监控终端，直到收到来自远程监控终端的关机命令；

报警模式下，Zigbee模块处于待机状态，脉搏传感器和体温传感器连续的采集原始体征信号，脉搏信号调理电路、体温信号调理电路以及微控制单元连续的处理数据，微控制单元判断当前脉搏频率是否超出预先设定的安全范围，如超出，则激活Zigbee模块向远程监控终端发送报警信息。

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