CN107301761A - 具有无线射频传输功能的红外线检测涡轮式哮喘测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有无线射频传输功能的红外线检测涡轮式哮喘测试系统，该具有无线射频传输功能红外线检测涡轮式哮喘测试系统包括吹管模块、红外传感、微处理器模块、电源模块、无线通信模块、充电管理模块、人机交互模块、按键控制模块、电池模块、数模转换模块，时钟模块。本发明可以将数据发送给指定的主治医师，实时远程观察患者健康状况，远程指导、管理患者用药剂量，同时可以将呼吸健康情况分享给异地家人，让患者从亲人、医院两个方面获得病情关注，促进病情的良性进化。

Description

具有无线射频传输功能的红外线检测涡轮式哮喘测试系统

技术领域

本发明涉及一种医用测试系统，特别是涉及一种具有无线传射频输功能的红外线检测涡轮式哮喘测试系统。

背景技术

哮喘是当今世界上最常见的慢性疾病之一。最新全球哮喘防治会议指南提出哮喘影响全世界3亿人的生活，中国的哮喘病患者达3000万之多，并且呈上升趋势。

哮喘病目前尚无特效的治疗方法，但长期进行规范化治疗是可以使病症得到有效的控制，减少发作甚至不发作。医院方面多采取对患者的教育与管理的措施提高疗效和减少复发，医生为每位初诊患者制定防治计划，而作为患者则应积极配合防治计划。

所以研发一款智能电子峰流速仪配合医院给患者跟踪管理治疗是必要的，与传统电子或机械式检测仪比较，智能电子峰流速仪通过先沿的技术整合，使用更精确的传感技术，配合蓝牙等无线协议，将测量结果云存储，后台数据智能分析，并按时、及时向家人、医生传送结果，让治疗更具有及时性、有效性，让家人放心。本发明将传统产品与互联网相结合，形成新的产品形态，实现患者——医生——医院三者间的更灵敏、更简单、更快速的交流，这是未来医疗领域的趋势。

呼吸系统相关疾病的在治疗过程中需要测量其呼气PEF、FEV1等数据，主要应用于医生对于患者病情早期预期和规范治疗的参考，针对这一应用需求出现了用来测量呼吸病患者的呼气PEF值得峰流速仪。本发明涉及一种具有蓝牙、wifi、GSM等无线传输功能的智能电子哮喘测试仪，属于二次医疗卫生防治领域。

压差式电子峰流速仪依据的是弹片式压力传感器的弹片受到气流的压力发生形变，气流速度越快弹片发生形变越大，从而测得峰流速值。由于传感器的弹片是金属薄片，其发生形变受温度、湿度的影响较大，称之为温漂、湿漂，此外由于弹片使用时间久了以后容易发生永久性形变，以上问题均不利于测量结果的可靠性、准确性。再者弹片式压力传感器的弹片需直接接触气流，传感器本身表面容易被污浊粘附，传感器弹片的质量、表面物等都会影响其形变过程。由于压差式压力传感器含有电路部分，与弹片无法分开，限制了其被拆卸，加之又具有电路部分，不可水洗，所以当其压力传感器发生故障、准确度变差等一系列问题后，该部分无法更换、清洗，带来了维护成本的上升。一般来说压差式压力传感器的价格较本发明中的红外传感器成本要高的多。

现有吹管内部不可拆卸，不可清洗。吹嘴不可替换，不满足家庭多个人使用的卫生要求。如果吹管部分损坏，则整个仪器损坏，可维修性差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种具有无线射频传输功能红外线检测涡轮式哮喘测试仪，使患者可以实时查看哮喘数据，同时通过医生端手机应用程序，可以将数据发送给指定的主治医师。

为了解决上述技术问题，本发明本提供了一种具有无线射频传输功能的红外线检测涡轮式哮喘测试系统：

吹管模块，将吹气通过涡轮装置形成的涡流从而带动旋转叶片转动；

红外传感模块，与所述吹管模块相连，用于实时检测叶片转动的频率；

数模转换模块，与所述红外传感模块相连，用于把叶片转动频率转换成数字结果；

微处理器模块，与所述数模转换模块相连，用于接收与分析所述模数转换模块计算出的叶片转动频率的数字结果，对系统中所涉及全部电路内容进行逻辑运算和处理；

电源管理模块，与红外传感器、微处理器、电池相连，用于管理电池的充电和放电过程，为个电路模块提供电量；

时钟模块，与所述无线通讯模块相连，接收微处理器控制，根据晶振的振荡原理，通过无线通信模块与手机端进行对时，用于系统的计时、定时；

人机交互模块，与所述微处理器模块相连，用于根据微处理器模块的控制指令和告警预设处理，发出告警声音和显示相应指示灯，实现控制指令要求的功能切换和展示；

无线通信模块，与所述微处理器相连，用于与手机端应用程序和云服务连接，通过微处理器的逻辑运算和指令控制，实现与医院相关数据服务器、医生端应用程序连接。

优选地，所述无线通信模块是蓝牙模块、全球移动通信系统。

优选地，所述红外传感模块为一对具有红外线发射和红外线接收功能的红外接收对管。

优选地，所述吹管模块包括一个可以更换吹嘴、一个可以过滤杂物的金属滤网、一个将气流形成涡流的涡轮装置、一个可以旋转叶片和一个将上述部分套在一起的一个套筒。

优选地，所述数模转换模块包括信号采集器，数模转换器，信号过滤系统。

优选地，所述接收数据、分析结果、提供算法、数据存储的微处理器模块是专用的智能蓝牙解决方案处理器。

优选地，所述电源管理模块由控制器、聚合物锂电池、电源电路、迷你充电接口组成，并且有电量检测、电压保护功能。

优选地，所述人机交互模块包括彩色液晶显示屏、呼吸灯、喇叭，在使用过程中向用户展示实时数据、历史数据等可视信息并且根据不同的分析结果发出不用声光提示信息。

优选地，所述时间系统包括外部晶振、计数器、无线对时钟，可实现时间显示、定时器功能。

本发明的积极进步效果在于：提供蓝牙等无线射频技术与手机端应用程序和云服务连接，可以同医院相关数据中心服务器、医生端应用程序连接。可以将数据发送给指定的主治医师，实时远程观察患者健康状况，远程指导、管理患者用药剂量，同时可以将呼吸健康情况分享给异地家人，让患者从亲人、医院两个方面获得病情关注，促进病情的良性进化。

附图说明

图1为本发明具有无线射频传输功能红外线检测涡轮式哮喘测试系统实施例的框架图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。

如图1所示，该实施例主要包括吹管模块、红外传感模块、微处理器模块、电源模块、无线通信模块、充电管理模块、人机交互模块、按键控制模块、晶振模块、数模转换模块，时钟模块，其中：

吹管模块，将吹气通过涡轮装置形成的涡流从而带动旋转叶片转动；

红外传感模块，与所述吹管模块相连，用于实时检测叶片转动的频率；

数模转换模块，与所述红外传感模块相连，用于把叶片转动频率转换成数字结果；

微处理器模块，与所述数模转换模块相连，用于接收与分析所述模数转换模块计算出的叶片转动频率的数字结果，对系统中所涉及全部电路内容进行逻辑运算和处理；

电源管理模块，与红外传感器、微处理器、电池相连，用于管理电池的充电和放电过程，为个电路模块提供电量；

时钟模块，与所述无线通讯模块相连，接收微处理器控制，根据晶振的振荡原理，通过无线通信模块与手机端进行对时，用于系统的计时、定时；

人机交互模块，与所述微处理器模块相连，用于根据微处理器模块的控制指令和告警预设处理，发出告警声音和显示相应指示灯，实现控制指令要求的功能切换和展示；

无线通信模块，与所述微处理器相连，用于与手机端应用程序和云服务连接，通过微处理器的逻辑运算和指令控制，实现与医院相关数据服务器、医生端应用程序连接。

所述无线通信模块包括蓝牙模块、全球移动通信系统等。

所述红外传感模块为一对具有红外线发射和红外线接收功能的红外接收对管。

所述吹管模块包括一个可以更换吹嘴，一个可以过滤杂物的金属滤网，一个将气流形成涡流的涡轮装置，一个可以旋转叶片和一个将上述部分套在一起的一个套筒。

所述数模转换模块包括信号采集器，数模转换器，信号过滤系统。

所述微处理器模块是接收数据、分析结果、提供算法、数据存储的专用的智能蓝牙解决方案处理器。

所述电源管理模块由控制器、聚合物锂电池、电源电路、迷你充电接口组成，并且有电量检测、电压保护功能。

所述人机交互模块包括彩色液晶显示屏、呼吸灯、喇叭，在使用过程中向用户展示实时数据、历史数据等可视信息并且根据不同的分析结果发出不用声光提示信息。

所述时间系统包括外部晶振、计数器、无线对时器，可实现时间显示、定时器功能。

本发明使用成熟可靠、价格低的红外线感应传感器技术、微处理器技术、无线射频技术、数据存储、云服务器技术、手机端应用程序、机械设计原理实现哮喘参考数据精确检测、历史存储、智能分析、用药跟踪、健康呼吸建议，让患者可以实时查看哮喘数据，同时通过医生端手机应用程序，可以将数据发送给指定的主治医师，实时远程观察患者健康状况，远程指导、管理患者用药剂量，同时可以将呼吸健康情况分享给异地家人，让患者从亲人、医院两个方面获得病情关注，促进病情的良性进化。

本发明具有以下功能：

一，PEF测量

通过传感器功能和算法处理，算出气体流速最大值。要求测量范围为1～999L/min，显示刻度为1L/min，误差范围不大于20L/min或10％。

二，FEV1测量

通过传感器功能和算法处理，算出第一秒用力呼气量。要求测量范围为0.01～9.99L，显示刻度为0.1L，误差范围不大于0.1L或5％。

三，存储

对于已经测量出来的数据，需要按固定数据格式存储，数据内容主要包括测量时间、测量数据、结果评级、是否上传至手机。鉴于测量标准是早晚各三次测量值最佳值，对于用户误吹气或者是临时测量等结果并不存储。

测量结果存储的过程需要用户主动给予指令，通过按键确认测量结果为实际有效，程序则自动存储三次测量中的最佳值。

四，实时显示

任何时间、任何测量数据结果在测量动作完成后，在屏幕上显示测量结果，结果包括：PEF值、FEV1值、测量评级(评级通过LED闪烁结果显示绿黄红)。

五，图表显示

通过功能按键调出图表显示历史数据功能，图表可显示周图和月图。按键功能可实现上一周、下一周、上以月、下一月图表内容切换。图表显示用折线图表示。

六，时间设置

时间在整个硬件部分相当重要，是测量数据中重要组成部分。因此对于时间的首先在屏幕开启时有显示，由于硬件时钟系统可能产生的误差，造成测量时间的误差。在硬件连接上手机app后，接收来自APP的对时并更新时间。当硬件第一次使用或由于没电刚打开时，需要与app对时后才可以开始测量。

七，预设值

用户可以根据近期恢复情况，给自己预设一个标准值和最佳值，这个值可以直接来自手机APP端，也可以来自硬件本身设置，主要需要保证APP端和硬件设备目标值、最佳值保持一致性。

八，告警

告警1：开机LED蓝灯闪烁

告警2：测量完成，系统存储完数据，蜂鸣器响一声，根据测的优良差的结果分别闪烁三次绿、黄、红灯。

告警3：蓝牙配对成功，蓝灯闪烁三次，然后APP开始读数据，读取数据期间亮起跑马灯效果(颜色根据红绿黄调剂后决定)，等到数据传送完成之后，再闪烁三次，蜂鸣器响一次。

告警4：低电量告警，当电量低于10％，且不处于睡眠模式时，系统电量每减少两个百分比，红色指示灯闪烁，蜂鸣器响，持续三秒

告警5：固件程序升级期间，亮起紫色跑马灯效果(颜色根据调剂结果定)

告警6：程序设定一个未上传数据存储上限(未给手机端上传的数据，而非实际存储的数据)，如达到48条数据即两周未跟手机端同步数据，则闪烁蓝色灯，蜂鸣器响起“哔哔～哔哔～哔哔”声音，直到上传完成才可继续使用测量。

以上所述的具体实施例，对本发明的解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种具有无线射频传输功能的红外线检测涡轮式哮喘测试系统，其特征在于，其包括：

吹管模块，将吹气通过涡轮装置形成的涡流从而带动旋转叶片转动；

红外传感模块，与所述吹管模块相连，用于实时检测叶片转动的频率；

数模转换模块，与所述红外传感模块相连，用于把叶片转动频率转换成数字结果；

微处理器模块，与所述数模转换模块相连，用于接收与分析所述模数转换模块计算出的叶片转动频率的数字结果，对系统中所涉及全部电路内容进行逻辑运算和处理；

电源管理模块，与红外传感器、微处理器、电池相连，用于管理电池的充电和放电过程，为个电路模块提供电量；

时钟模块，与所述无线通讯模块相连，接收微处理器控制，根据晶振的振荡原理，通过无线通信模块与手机端进行对时，用于系统的计时、定时；

人机交互模块，与所述微处理器模块相连，用于根据微处理器模块的控制指令和告警预设处理，发出告警声音和显示相应指示灯，实现控制指令要求的功能切换和展示；

无线通信模块，与所述微处理器相连，用于与手机端应用程序和云服务连接，通过微处理器的逻辑运算和指令控制，实现与医院相关数据服务器、医生端应用程序连接。

2.如权利要求1所述的具有无线射频传输功能红外线检测涡轮式哮喘测试系统，其特征在于，所述无线通信模块包括蓝牙模块、全球移动通信系统。

3.如权利要求1所述的具有无线射频传输功能红外线检测涡轮式哮喘测试系统，其特征在于，所述红外传感模块为一对具有红外线发射和红外线接收功能的红外接收对管。

4.如权利要求1所述的具有无线射频传输功能红外线检测涡轮式哮喘测试系统，其特征在于，所述吹管模块包括一个可更换吹嘴、一个可过滤杂物的金属滤网、一个将气流形成涡流的涡轮装置、一个可旋转叶片和一个将上述部分套在一起的一个套筒。

5.如权利要求1所述的具有无线射频传输功能红外线检测涡轮式哮喘测试系统，其特征在于，所述数模转换模块包括信号采集器、模数转换器，信号过滤系统。

6.如权利要求1所述的具有无线射频传输功能红外线检测涡轮式哮喘测试系统，其特征在于，所述微处理器模块式接收数据、分析结果、提供算法、数据存储的专用的智能蓝牙解决方案处理器。

7.如权利要求1所述的具有无线射频传输功能红外线检测涡轮式哮喘测试系统，其特征在于，所述电源管理模块包括控制器、聚合物锂电池、电源电路、迷你充电接口。

8.如权利要求1所述具的有无线射频传输功能红外线检测涡轮式哮喘测试系统，其特征在于，所述人机交互模块包括彩色液晶显示屏、呼吸灯、喇叭。

9.如权利要求1所述的具有无线射频传输功能红外线检测涡轮式哮喘测试系统，其特征在于，所述时间系统包括外部晶振、计数器、无线对时器。