CN107438224A - 基于低功耗广域网lpwan的生命体征监控系统 - Google Patents

基于低功耗广域网lpwan的生命体征监控系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于低功耗广域网LPWAN的生命体征监控系统，包括多个生命体征检测设备、网关、监控终端、服务器以及中心控制设备；生命体征检测设备用于实时检测人体体征数据，并通过LPWAN定时将检测的人体体征数据发送至网关；网关，用于通过LPWAN接收每个生命体征检测设备发送的人体体征数据，并将人体体征数据发送至监控终端和服务器；监控终端，用于接收并处理人体体征数据，根据人体体征数据实时判断人体体征是否异常；服务器；以及中心控制设备。本发明实施例提供的基于低功耗广域网LPWAN的生命体征监控系统该系统可实时监控人体体征数据，可实现稳定可靠的数据传输，且传输距离远，监控终端功耗低。

Description

基于低功耗广域网LPWAN的生命体征监控系统
技术领域
本发明属于生命体征监控技术领域，尤其涉及一种基于低功耗广域网LPWAN的生命体征监控系统。
背景技术
随着电子技术和通讯技术的发展，人体生命体征检测装置正朝着小巧、便携、智能通讯的方向迅速发展。尤其，在户外活动、野外军事、消防救援等领域中，对各成员各项生命体征的实时监控十分重要，通过对各成员各项生命体征的实时监控有利于及时发现是否有成员身体异常以进行及时抢救。
现有技术中，在户外活动、野外军事、消防救援等活动中，通常没有采用专门的生命体征监控系统用来实时检测各成员的生命体征的相关数据，因此，活动过程中，当有人在中途身体出现异常状况，难以被及时发现，容易错过较好的抢救机会，从而存在生命危险。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种可实时监控各成员生命体征是否出现异常的基于低功耗广域网LPWAN的生命体征监控系统。
本发明是这样实现的，一种基于低功耗广域网LPWAN的生命体征监控系统，包括多个生命体征检测设备、网关、监控终端、服务器以及中心控制设备；
所述生命体征检测设备穿戴于人体用于实时检测人体体征数据，并通过LPWAN定时将检测的所述人体体征数据发送至所述网关；
所述网关，用于通过LPWAN接收每个所述生命体征检测设备发送的所述人体体征数据，并将所述人体体征数据发送至所述监控终端和所述服务器；
所述监控终端，用于接收并处理所述人体体征数据，根据所述人体体征数据实时判断人体体征是否异常；
所述服务器，用于接收所述网关发送的所述人体体征数据；
所述中心控制设备，用于远程从所述服务器中获取所述人体体征数据并根据所述人体体征数据实时监控是否有成员出现异常。
优选的，所述生命体征检测设备包括用于检测所述人体体征数据的人体体征检测单元、LPWAN通讯模块、以及分别与所述人体体征检测单元和所述LPWAN通讯模块连接的处理器，所述处理器将所述人体体征检测单元检测的所述人体体征数据通过所述LPWAN通讯模块发送至所述网关。
优选的，所述人体体征检测单元包括用于实时检测人体心率的心率检测模块和用于实时检测人体呼吸参数的呼吸检测模块。
优选的，所述人体体征检测单元还包括用于实时检测人体体温的体温检测模块。
优选的，所述人体体征检测单元还包括用于检测人体血氧的血氧检测模块。
优选的，所述生命体征检测设备包括用于实时获取人体所在位置信息并与所述处理器连接的GPS定位模块，所述处理器将所述人体所在位置信息通过所述LPWAN通讯模块发送至所述网关，所述网关通过LPWAN将所述人体所在位置信息发送至所述监控终端。
优选的，所述监控终端包括：
显示模块，用于显示所述人体体征数据以及所述人体所在位置信息；
控制模块，用于根据所述人体体征数据判断是否有成员出现异常；
警报模块，用于接收所述控制模块的控制信号并发出警报。
优选的，所述中心控制设备为手机或平板电脑。
优选的，所述服务器和所述中心控制设备通过3G或4G网络连接。
优选的，所述LPWAN为LoRa网络或NB-IoT网络。
本发明提供的基于低功耗广域网LPWAN的生命体征监控系统通过设置多个生命体征检测设备、网关、监控终端，所述生命体征检测设备穿戴于人体用于实时检测人体体征数据，并通过LPWAN定时将检测的所述人体体征数据发送至所述网关，所述网关通过LPWAN接收每个所述生命体征检测设备发送的所述人体体征数据，并将所述人体体征数据发送至所述监控终端，所述监控终端接收并处理所述人体体征数据，根据所述人体体征数据实时判断人体体征是否异常，当成员人体体征出现异常时提醒队长及时指挥抢救队员，以免出现生命危险，该系统可较好地应用在户外活动、野外军事、消防等场景中，以实时监控各成员的人体体征数据。通过将每个所述生命体征检测设备通过LPWAN分节点将检测的所述人体体征数据发生至所述网关，所述网关再通过LPWAN将所述人体体征数据发送至所述监控终端，所述网关通过低功耗广域网LPWAN收发所述人体体征数据，可实现稳定可靠的数据传输，且传输距离远，监控终端功耗低，且所述网关与监控终端之间的数据与传输过程中不产生流量费用，运营成本低。
附图说明
图1是本发明基于低功耗广域网LPWAN的生命体征监控系统的结构框图；
图2是本发明基于低功耗广域网LPWAN的生命体征监控系统中生命体征检测设备的结构框图；
图3是本发明基于低功耗广域网LPWAN的生命体征监控系统中的监控终端的结构框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参照图1，图1是本发明基于低功耗广域网LPWAN的生命体征监控系统的结构框图。所述基于低功耗广域网LPWAN的生命体征监控系统包括多个生命体征检测设备1、网关2、监控终端3、服务器4以及中心控制设备5。LPWAN(Low-Power Wide-Area Network，低功耗广域网络)为LoRa网络或NB-IoT网络。
请参照图2，图2是本发明基于低功耗广域网LPWAN的生命体征监控系统中生命体征检测设备的结构框图。所述生命体征检测设备1穿戴于人体用于实时检测人体体征数据，并通过LPWAN定时将检测的所述人体体征数据发送至所述网关2。所述生命体征检测设备1包括用于检测所述人体体征数据的人体体征检测单元11、LPWAN通讯模块12、以及分别与所述人体体征检测单元11和所述LPWAN通讯模块12连接的处理器13，所述处理器13将所述人体体征检测单元11检测的所述人体体征数据通过所述LPWAN通讯模块12发送至所述网关2。
在实际应用时，以一队旅游者为例，可将所述生命体征检测设备1穿戴于每个成员的身上，以实时检测每个成员的各项人体体征数据，该监控终端3由队长携带。所述人体体征数据包括心率、呼吸参数、体温、血氧参数，所述生命体征检测设备1定时将各项人体体征数据发生至所述网关2，即间隔一定的时间将实时采集的人体体征数据发生至所述网关2，其中，该间隔的时间长短可根据实际需要进行设置。
作为本发明的一个实施例，所述人体体征检测单元11包括用于实时检测人体心率的心率检测模块111和用于实时检测人体呼吸参数的呼吸检测模块112。其中，该心率检测模块111可实时检测人体心率，该人体呼吸参数包括呼吸强度和呼吸率，通过设置心率检测模块111和呼吸检测模块112，以实时检测各成员的心率和呼吸是否正常。
作为本发明的一个实施例，所述人体体征检测单元11还包括用于实时检测人体体温的体温检测模块113。该体温检测模块113可采用体温探头，通过设置体温检测模块113，以实时检测各成员的心率和呼吸是否正常。
作为本发明的一个实施例，所述人体体征检测单元11还包括用于检测人体血氧的血氧检测模块114。该体温检测模块114可采用指夹式血氧检测探头，通过设置体温检测模块114，以实时检测各成员的血氧是否正常。
作为本发明的一个实施例，所述生命体征检测设备1包括用于实时获取人体所在位置信息并与所述处理器13连接的GPS定位模块14，所述生命体征检测设备将所述人体所在位置信息通过LPWAN发送至所述网关2，所述网关2通过LPWAN将所述人体所在位置信息发送至所述监控终端3。通过设置所述GPS定位模块14，以实时获取各成员的位置，方便快速找到身体出现异常的成员。
所述网关2，用于通过LPWAN接收每个所述生命体征检测设备1发送的所述人体体征数据，并将所述人体体征数据发送至所述监控终端3和所述服务器4。每个所述生命体征检测设备1分节点将检测的所述人体体征数据发生至所述网关2，所述网关2再通过LPWAN将所述人体体征数据发送至所述监控终端3，所述网关2通过低功耗广域网LPWAN收发所述人体体征数据，可实现稳定可靠的数据传输，且传输距离远，监控终端3功耗低，所述网关2与监控终端3之间的数据与传输过程中不产生流量费用，运营成本低。
所述监控终端3，用于接收并处理所述人体体征数据，根据所述人体体征数据实时判断人体体征是否异常。在实际应用时，以一队旅游者为例，所述监控终端3可由队长携带，所述监控终端3将接收到的所述人体体征数据进行处理并判断是否有成员出现异常，如晕倒、休克等异常状况，所述监控终端3分析检测到的所述人体体征数据不在正常范围值内，发出警报以提醒队长及时指挥抢救，以免出现生命危险。
请参照图3，图3是本发明基于低功耗广域网LPWAN的生命体征监控系统中监控终端的结构框图。作为本发明的一个实施例，所述监控终端3包括显示模块31、控制模块32和警报模块33。所述监控终端3通过LPWAN接收所述网关2发送的所述人体体征数据，所述显示模块31用于显示所述人体体征数据以及所述人体所在位置信息，以方便队长查看每个成员的各项所述人体体征数据和每个成员所在的位置。所述控制模块32用于根据所述人体体征数据判断是否有成员出现异常，在初始时，先将每项人体体征的指标(心率、呼吸参数、体温、血氧)分别预设正常范围值。当检测的所述人体体征数据超出预设正常范围值时，所述控制模块32根据所述人体体征数据判断对应成员出现异常，向所述警报模块33发出控制信号，从而控制所述警报模块33发出警报提醒队长有该成员身体出现异常。当检测的所述人体体征数据位于预设正常范围值时，所述控制模块32则控制警报模块33不工作，警报模块33用于接收所述控制模块32的控制信号进行发出警报，以提醒队长及时抢救队员。
所述服务器4，用于接收所述网关2发送的所述人体体征数据。
所述中心控制设备5，用于远程从所述服务器4中获取所述人体体征数据并根据所述人体体征数据实时监控是否有成员出现异常。所述中心控制设备5可设在控制中心，如应用到消防活动中，所述中心控制设备5可远程从所述服务器4获取各成员的所述人体体征数据，以实时监控是否有成员出现异常，方便指挥队长的行动，或者当成员出现异常人数较多时，可及时进行增援。
作为本发明的一个实施例，所述中心控制设备5为手机或平板电脑，方便携带。
作为本发明的一个实施例，所述服务器4和所述中心控制设备5通过3G或4G网络连接，使所述中心控制设备5可远程获取各成员的所述人体体征数据，便于远程指挥。
本发明提供的基于低功耗广域网LPWAN的生命体征监控系统通过设置多个生命体征检测设备、网关、监控终端，所述生命体征检测设备穿戴于人体用于实时检测人体体征数据，并通过LPWAN定时将检测的所述人体体征数据发送至所述网关，所述网关通过LPWAN接收每个所述生命体征检测设备发送的所述人体体征数据，并将所述人体体征数据发送至所述监控终端，所述监控终端接收并处理所述人体体征数据，根据所述人体体征数据实时判断人体体征是否异常，当成员人体体征出现异常时提醒队长及时指挥抢救队员，以免出现生命危险，该系统可较好地应用在户外活动、野外军事、消防等场景中，以实时监控各成员的人体体征数据。通过将每个所述生命体征检测设备通过LPWAN分节点将检测的所述人体体征数据发生至所述网关，所述网关再通过LPWAN将所述人体体征数据发送至所述监控终端，所述网关通过低功耗广域网LPWAN收发所述人体体征数据，可实现稳定可靠的数据传输，且传输距离远，监控终端功耗低，且所述网关与监控终端之间的数据与传输过程中不产生流量费用，运营成本低。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于低功耗广域网LPWAN的生命体征监控系统，其特征在于，包括多个生命体征检测设备、网关、监控终端、服务器以及中心控制设备；
所述生命体征检测设备穿戴于人体用于实时检测人体体征数据，并通过LPWAN定时将检测的所述人体体征数据发送至所述网关；
所述网关，用于通过LPWAN接收每个所述生命体征检测设备发送的所述人体体征数据，并将所述人体体征数据发送至所述监控终端和所述服务器；
所述监控终端，用于接收并处理所述人体体征数据，根据所述人体体征数据实时判断人体体征是否异常；
所述服务器，用于接收所述网关发送的所述人体体征数据；
所述中心控制设备，用于远程从所述服务器中获取所述人体体征数据并根据所述人体体征数据实时监控是否有成员出现异常。
2.如权利要求1所述的基于低功耗广域网LPWAN的生命体征监控系统，其特征在于，所述生命体征检测设备包括用于检测所述人体体征数据的人体体征检测单元、LPWAN通讯模块、以及分别与所述人体体征检测单元和所述LPWAN通讯模块连接的处理器，所述处理器将所述人体体征检测单元检测的所述人体体征数据通过所述LPWAN通讯模块发送至所述网关。
3.如权利要求2所述的基于低功耗广域网LPWAN的生命体征监控系统，其特征在于，所述人体体征检测单元包括用于实时检测人体心率的心率检测模块和用于实时检测人体呼吸参数的呼吸检测模块。
4.如权利要求3所述的基于低功耗广域网LPWAN的生命体征监控系统，其特征在于，所述人体体征检测单元还包括用于实时检测人体体温的体温检测模块。
5.如权利要求4所述的基于低功耗广域网LPWAN的生命体征监控系统，其特征在于，所述人体体征检测单元还包括用于检测人体血氧的血氧检测模块。
6.如权利要求2所述的基于低功耗广域网LPWAN的生命体征监控系统，其特征在于，所述生命体征检测设备包括用于实时获取人体所在位置信息并与所述处理器连接的GPS定位模块，所述处理器将所述人体所在位置信息通过所述LPWAN通讯模块发送至所述网关，所述网关通过LPWAN将所述人体所在位置信息发送至所述监控终端。
7.如权利要求1所述的基于低功耗广域网LPWAN的生命体征监控系统，其特征在于，所述监控终端包括：
显示模块，用于显示所述人体体征数据以及所述人体所在位置信息；
控制模块，用于根据所述人体体征数据判断是否有成员出现异常；
警报模块，用于接收所述控制模块的控制信号并发出警报。
8.如权利要求1所述的基于低功耗广域网LPWAN的生命体征监控系统，其特征在于，所述中心控制设备为手机或平板电脑。
9.如权利要求1所述的基于低功耗广域网LPWAN的生命体征监控系统，其特征在于，所述服务器和所述中心控制设备通过3G或4G网络连接。
10.如权利要求1所述的基于低功耗广域网LPWAN的生命体征监控系统，其特征在于，所述LPWAN为LoRa网络或NB-IoT网络。
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