CN104869190A - 一种健康智能手机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及手机通讯和医疗健康监测技术领域，尤其是指一种健康智能手机。其包括手机壳体、设置于手机壳体上的显示屏及设置于手机壳体内的手机主板，在手机壳体内还设置有用于监测人体血氧饱和度及脉搏的感应装置和监测体温的红外线体温传感器；本发明将手机的通信及娱乐功能与血氧饱和度、脉搏以及体温监测等功能相结合，使用者在日常生活、工作中可方便、快捷并及时地监测到当前的脉搏、血氧饱和度以及体温等人体健康生理参数。有了本发明提供的健康智能手机，使用者不用去医院都可以随时了解自己的健康状况，有效的保证了人体健康，同时也预防了可能出现的疾病。

Description

一种健康智能手机

技术领域

本发明涉及手机通讯和医疗健康监测技术领域，尤其是指一种健康智能手机。

背景技术

电子技术、计算机技术以及医院监测技术的发展极大地促进了医用电子仪器的发展，现代的医疗监测技术已经可以满足人们对基本健康状况的监测需求，比如：体温、血压等数字化医疗监测技术已经趋于成熟。但现有的医疗监护仪器由于价格昂贵、操作复杂、使用不方便等缺点，使其无法在普通家庭普及。此外，病人如果不去医院，医生就无法实时采集到病人的体温和血压等信息，所以可能导致错过最佳治疗时机。

随着手机的普及和更新换代，手机在人们生活中的地位将越来越重要，手机的处理能力和存储能力也越来越强大，人们对手机功能的需求也不断提出更高要求，但现在手机的功能一般集中在通信及娱乐方面，很少涉及到人体健康；另外人们的生活越来越忙碌，对自己的健康也少有时间去关注，更不要说经常去医院进行体检，如果将这些健康状态的监测装置设置在手机上，那么人们就可以随时随地监测自己或亲人朋友的多种健康生理参数，进而可以有效的保证人体健康和预防各种疾病。

发明内容

本发明针对现有技术的问题提供一种可随时随地监测人体的血氧饱和度、脉搏、体温等人体生理参数的健康智能手机。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种健康智能手机，包括手机壳体、设置于手机壳体上的显示屏及设置于手机壳体内的手机主板，所述显示屏与手机主板电连接，所述手机壳体内还设置有用于监测人体生理参数的健康状态监测模块，该健康状态监测模块由感应探头驱动电路、信号滤波电路、信号放大电路、核心控制芯片STM32以及接口电路组成，所述核心控制芯片STM32通过接口电路与手机主板实现数据传输连接，在手机壳体内还设置有感应装置，所述感应装置与感应探头驱动电路电连接；所述感应探头驱动电路产生驱动脉冲，当感应装置获取人体血氧饱和度及脉搏信息之后，经过信号滤波及放大处理后再反馈到核心控制芯片STM32。

进一步的，所述手机壳体内还设置有红外线体温传感器，所述红外线体温传感器直接与核心控制芯片STM32电连接。

再进一步的，所述手机壳体的正面上设置有红外感应通孔，红外线体温传感器安装在红外感应通孔内侧。

其中，所述感应装置为用于监测人体血氧饱和度及脉搏的反射式血氧脉搏感应器。

作为优选的，所述反射式血氧脉搏感应器包括感应信号发射探头和感应信号接收探头，所述感应信号发射探头与感应探头驱动电路电连接，感应信号接收探头与信号滤波电路电连接。

其中，所述手机壳体的背面上设置有两个感应通孔，所述感应信号发射探头和感应信号接收探头分别安装在两个感应通孔内。

作为优选的，所述信号滤波电路为阻容低通滤波电路。

本发明的有益效果：

本发明提供的一种健康智能手机，包括手机壳体、设置于手机壳体上的显示屏及设置于手机壳体内的手机主板，在手机壳体内还设置有用于监测人体血氧饱和度及脉搏的感应装置和监测人体温的红外线体温传感器；本发明将手机的通信及娱乐功能与血氧饱和度、脉搏以及体温等监测功能相结合，使用者在日常生活、工作中可方便、快捷并及时的监测到当前的脉搏、血氧饱和度以及体温等人体生理参数。有了本发明提供的健康智能手机的使用者，不用去医院都可以随时了解自己的健康情况，有效的保证了人们的身体健康，同时也预防了可能出现的疾病。

附图说明

图1为本发明一种健康智能手机的结构示意图一。

图2为本发明一种健康智能手机的结构示意图二。

图3为本发明一种健康智能手机的内部结构连接方框图。

图4为本发明中健康状态监测模块的连接方框图。

图5为健康状态监测模块的电路图。

在图1至图5中的附图标记包括：

1—手机壳体      2—显示屏                 3—红外感应通孔

4—感应通孔      5—感应探头驱动电路       6—信号滤波电路

7—信号放大电路    8—核心控制芯片STM32    9—接口电路。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。参见图1至图5，以下结合附图对本发明进行详细的描述。

本发明提供一种健康智能手机，包括手机壳体1、设置于手机壳体1上的显示屏2及设置于手机壳体1内的手机主板（在图中未标出），所述显示屏2与手机主板电连接，所述手机壳体内还设置有用于监测人体生理参数的健康状态监测模块，参见图4和图5，所述健康状态监测模块由感应探头驱动电路、信号滤波电路、信号放大电路、核心控制芯片STM32以及接口电路组成，所述核心控制芯片STM32通过接口电路与手机主板实现数据传输连接，在手机壳体内还设置有感应装置，所述感应装置与感应探头驱动电路电连接；所述感应探头驱动电路产生驱动脉冲，当感应装置获取人体血氧饱和度及脉搏信息之后，经过信号滤波及放大处理后再反馈到核心控制芯片STM32。

所述感应探头驱动电路在核心控制芯片STM32的控制下，交替产生120HZ的驱动脉冲，驱动感应信号发射探头交替产生红光和红外光。感应探头驱动电路使用的驱动芯片为SGM3005。所述信号滤波电路通过测量血氧、脉搏的直流模拟信号和交流模拟信号，得出包含人体有效生理信号的频率大概在1HZ左右，而干扰噪声为工频级。作为优选的，所述信号滤波电路为阻容低通滤波电路，截止频率约为10HZ。由于血氧、脉搏的直流、交流模拟信号都很小，为毫伏级，必须通过放大处理，才能够获得用于AD转化的电压。在该信号放大电路中采用集成放大芯片MCP601来完成2级放大电路的搭建，将电压调整到AD转换器所需的合理范围。核心控制芯片STM32是健康状态监测模块最为关键的部件，其主要功能包括：血氧及脉搏数据处理、血氧及脉搏数据传输、血氧及脉搏探头驱动、红外体温数据的处理、红外体温数据的传输，以及一些其他相关的辅助功能。从功能需求（比如AD转化、传感器驱动、定时器采样、血氧及脉搏数据中断处理等）、接口需求、速度需求、精度需求等相关方面综合评估，核心控制芯片选用了STM32F103C8T6芯片。

进一步的，所述手机壳体1内还设置有红外线体温传感器，所述红外线体温传感器直接与核心控制芯片STM32电连接。其中，所述手机壳体1的正面上设置有红外感应通孔3，红外线体温传感器对正安装在红外感应通孔3内侧。

在发明中，所述感应装置为用于监测人体血氧饱和度及脉搏的反射式血氧脉搏感应器。作为优选的，所述反射式血氧脉搏感应器包括感应信号发射探头和感应信号接收探头，所述感应信号发射探头与感应探头驱动电路电连接，感应信号接收探头与信号滤波电路电连接。其中，所述手机壳体的背面上设置有两个感应通孔4，所述感应信号发射探头和感应信号接收探头分别安装在两个感应通孔4内。

在本实施例中，使用反射式血氧脉搏感应器时，用手指按在感应信号发射探头和感应信号接收探头的上面，由于血氧脉搏感应器的感应信号发射探头和感应信号接收探头位于被测体的同侧，且在感应信号发射探头和感应信号接收探头之间有良好的隔离，这样杜绝造成不必要的错误监测结果。由于感应信号发射探头和感应信号接收探头位于被测的同一侧，其使用时不受位置的限制，为使用者提供更可靠、更稳定的诊断数据。

在本实施例中，本健康智能手机融入了健康理念，其将监测血氧饱和度、脉搏的反射式血氧脉搏感应器、监测人的体温的红外线体温传感器安装在手机壳体1内；在使用时，人的手指覆盖在感应信号发射探头和感应信号接收探头的上方，那么感应装置就可通过感应信号发射探头和感应信号接收探头采集包含血氧、脉搏人体生理参数的模拟信号，然后感应装置反馈信号到健康状态监测模块。红外线体温传感器对着人的额头扫描，红外线体温传感器就可获取到体温参数，然后红外线体温传感器将体温参数信号反馈到健康状态监测模块；健康状态监测模块对多种信号进行处理，将处理后的数据发送到健康手机内部专用分析、显示软件程序，然后通过显示屏来显示血氧饱和度、脉搏和体温等人体生理信息。专用分析、显示软件会对血氧饱和度、脉搏和体温等生理信息进行初步的分析，以更直观的形式提示手机使用者，使手机使用者及时了解自己的身体健康状况。

具体的使用过程：手机主板发出控制命令，用于控制健康状态监测模块，控制血氧、脉搏、体温监测功能的开启和关闭。控制命令的格式根据实际需要进行制定，在本健康智能手机中，采用了八个字节的方式用于定义控制命令的格式和数据（血氧、脉搏、体温）的传输格式，在该格式中多余的字节用于其他功能的扩展。

字节1

字节2

字节3

字节4

字节5

字节6

字节7

字节8

标记、识别

开启/关闭

血氧值

脉搏值

体温值

保留

保留

保留

其中，字节2的开启、关闭功能采用位的方式进行区别，bit1代表血氧，该位为1表示开启血氧监测功能，为0表示关闭血氧监测功能。脉搏和体温的控制分别为bit2和bit3，1表示开启脉搏或体温监测功能，0表示关闭脉搏或体温监测功能。

当健康状态监测模块接收到开启命令后，每隔一定时间定时产生信号脉冲，经过健康状态监测模块中的模拟开关，转换成足够驱动感应信号发射探头的驱动信号，以固定的周期交替点亮感应信号发射探头（包括红光探头和红外光探头），使红光探头产生红光信号，红外光探头产生红外光信号，利用反射式原理来测量人的脉搏、血氧饱和度。

感应信号接收探头将接收到的反射回的携带有人体血氧、脉搏生理数据的红光和红外光转化为一个变化的电流信号，该电流信号带有杂波不方便处理，因此在健康状态监测模块中通过一个积分器将此电流信号转换为易于处理的电压信号，再通过无源低通滤波器，将杂波滤除后获得可使用的脉冲信号。最后使用一个加减法电路将脉冲信号的最大幅值限制在限定值以下，使之与A/D模数转换模块的电压量程相匹配。最后，该脉冲信号被健康状态监测模块的A/D模数转换模块采集，转化为数字信号，并完成计算，得到血氧脉搏值；并通过上述数据传输格式上传到手机主板。同时，健康状态监测模块在接收到体温监测开启命令后，会打开红外线体温传感器，并通过A/D模数转换模块接收返回的体温数据，在经过简单的处理后，通过上述数据格式发送到手机主板。手机主板在接收到血氧、脉搏、体温数据后，会在显示屏进行显示。

可见本发明将手机的通信及娱乐功能与血氧饱和度、脉搏以及体温监测功能相结合，使用者在日常生活、工作中可方便、快捷并及时地监测到当前的脉搏、血氧饱和度以及体温，有了本发明提供的健康智能手机，使用者就可以随时了解自己的健康情况，有效的保证了人们的人体健康，同时也预防了可能出现的疾病。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包含在本发明专利申请的保护范围内。

Claims (7)

1.一种健康智能手机，包括手机壳体、设置于手机壳体上的显示屏及设置于手机壳体内的手机主板，所述显示屏与手机主板电连接，其特征在于：所述手机壳体内还设置有用于监测人体生理参数的健康状态监测模块，该健康状态监测模块由感应探头驱动电路、信号滤波电路、信号放大电路、核心控制芯片STM32以及接口电路组成，所述核心控制芯片STM32通过接口电路与手机主板实现数据传输连接，在手机壳体内还设置有感应装置，所述感应装置与感应探头驱动电路电连接；所述感应探头驱动电路产生驱动脉冲，当感应装置获取人体血氧饱和度及脉搏信息之后，经过信号滤波及放大处理后再反馈到核心控制芯片STM32。

2.根据权利要求1所述的一种健康智能手机，其特征在于：所述手机壳体内还设置有红外线体温传感器，所述红外线体温传感器直接与核心控制芯片STM32电连接。

3.根据权利要求2所述的一种健康智能手机，其特征在于：所述手机壳体的正面上设置有红外感应通孔，红外线体温传感器安装在红外感应通孔内侧。

4.根据权利要求1所述的一种健康智能手机，其特征在于：所述感应装置为用于监测人体血氧饱和度及脉搏的反射式血氧脉搏感应器。

5.根据权利要求4所述的一种健康智能手机，其特征在于：所述反射式血氧脉搏感应器包括感应信号发射探头和感应信号接收探头，所述感应信号发射探头与感应探头驱动电路电连接，感应信号接收探头与信号滤波电路电连接。

6.根据权利要求5所述的一种健康智能手机，其特征在于：所述手机壳体的背面上设置有两个感应通孔，所述感应信号发射探头和感应信号接收探头分别安装在两个感应通孔内。

7.根据权利要求1所述的一种健康智能手机，其特征在于：所述信号滤波电路为阻容低通滤波电路。