CN109938897A - 人体状态监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及人体监控技术领域，具体公开了人体状态监控系统，包括气动枕头，包括枕头本体、第一压力传感器、气泵以及若干气囊；气泵用于给气囊充/放气；呼吸检测腰带，包括第二压力传感器；第二压力传感器用于检测人体腹部的即时压力值；控制模块；包括信号连接的处理单元和控制单元；控制单元用于控制气泵；处理单元用于将即时压力均值与预设的标准压力均值做比较；如果低于标准压力均值；处理单元进入调整模式；在调整模式中，处理单元获取第一压力传感器的压力数据，基于压力数据判断人体头部所在哪几个气囊上方；处理单元通过控制单元控制气泵对人体头部所在的气囊放气。采用本发明的技术方案能根据人体状态做出自动调整。

Description

人体状态监控系统

技术领域

本发明涉及人体监控技术领域，特别涉及人体状态监控系统。

背景技术

对于婴幼儿而言，其卧床及睡眠休息的时间较多，且睡眠休息质量的优劣对其身体的健康状况有着非常重要的影响。故对于睡眠状况的关注就显得尤为重要。

目前，对于婴幼儿的体征实时监控手段有限，大多依靠家长定期检查。经调查，不少家长反映，自从婴幼儿出生后，就很难好好睡足一个安稳觉，尤其当婴幼儿学会翻身之后，生怕婴幼儿在睡觉时会窒息。但是由于夜间睡眠时家长的看护较为薄弱，且婴幼儿往往不具有自主调节的能力，在睡眠时发生意外并造成严重后果的案例屡见不鲜，如婴儿睡眠时遮掩口鼻造成的窒息事件也时常见诸报端。

为此，公开号为CN103700215A的中国专利公开了一种低辐射可穿戴式婴儿监测器，其与父母端监控器进行无线通信，并将所监测到的婴儿状态信息实时发送给所述父母端监控器，所述父母端监控器根据接收到的所述婴儿状态信息向监护者提供状态显示、状态查询和状态报警；所述婴儿监测器包括声音传感器、湿度传感器、温度传感器、微处理器和无线射频收发器。

上述方案实现了对婴幼儿状态的实时监测，并将婴幼儿的状态信息发送给监护者，便于监护者及时了解婴幼儿的情况。但是，上述方案限定的场景是监护者能立即接收到状态报警信息并及时做出处理，这就要求监护者在婴幼儿附近且处于清醒状态或能及时清醒。但是在夜间，当监护者瞌睡太大时，可能没有接收到状态报警信息，可能造成较为严重的后果。

为此，需要一种能根据人体状态做出自动调整的监控系统。

发明内容

本发明的目的在于提供人体状态监控系统，能根据人体状态做出自动调整。

为解决上述技术问题，本发明技术方案如下：

人体状态监控系统，包括：

气动枕头，包括枕头本体、第一压力传感器、气泵以及若干气囊；气囊横向排布在枕头本体内；气泵用于给气囊充/放气；第一压力传感器设于枕头本体的顶面，用于获取人体头部的压力数据；

呼吸检测腰带，包括腰带本体和第二压力传感器；第二压力传感器安装在腰带本体内，第二压力传感器用于检测人体腹部的即时压力值；

控制模块；包括信号连接的处理单元和控制单元；控制单元用于控制气泵；处理单元用于将第二压力传感器预设标准时间内的采集的即时压力值转化为即时压力均值，将即时压力均值与预设的标准压力均值做比较；如果低于标准压力均值；处理单元进入调整模式；

在调整模式中，处理单元获取第一压力传感器的压力数据，基于压力数据判断人体头部所在哪几个气囊上方；处理单元通过控制单元控制气泵对人体头部所在的气囊放气。

基础方案原理及有益效果如下：

睡觉前，将呼吸检测腰带佩戴在的腰部。睡觉时头枕在气动枕头上。当人体睡眠呼吸不畅时，腹部对呼吸检测腰带的压力会出现变化，处理单元基于第二压力传感器检测的即时压力值能判断出呼吸不畅的情况，进而进入调整模式。通过将人体头部所在的气囊放气，可以降低人体头部的高度，来减轻人体颈部的吃力和弯曲程度，使颈部的弯曲得以伸展，同时减轻颈部受力，使喉部肌肉放松，呼吸通道打开，使人体呼吸顺畅。本基础方案在呼吸不畅时，自动进行调整，此时还未出现窒息，能防患于未然。

进一步，呼吸检测腰带还包括用于采集加速度数据的加速度传感器；控制模块还包括存储单元；标准压力均值存储在存储单元内，存储单元还预存有警戒压力均值；处理单元还将即时压力均值与警戒压力均值做比较，如果低于警戒压力均值，处理单元进入纠正模式；

纠正模式中，处理单元基于加速度数据计算人体睡眠朝向；处理单元还基于第一压力传感器的压力数据判断人体头部重心所在的气囊；根据人体睡眠朝向，将人体头部所在的所有气囊中以头部重心所在的气囊为分界线，划分为人体相同朝向气囊和非人体相同朝向气囊；处理单元通过控制单元控制气泵对人体同朝向气囊充气；对非人体同朝向气囊放气。

即时压力均值仍然低于警戒压力均值时，人体的呼吸不畅更加严重。此时气动枕头需要更为主动的介入，以调整人体头部的姿态。通过对人体相同朝向气囊充气；对非人体相同朝向气囊放气，在枕头本体表面形成一个坡度，使人体的头部在重力的作用下朝坡度低的方向转动，实现自动调整，以避免窒息的发生。

在实际调整中，可能会出现人体朝向左侧，头部也朝向左侧，鼻子陷入气动枕头中导致窒息的情况；如果此时通过气动枕头将头部继续向左抬升；只会加重鼻子陷入气动枕头的程度，而且，这种身体姿势下，颈椎向左扭动的幅度已经很大，继续向左抬升，也容易扭伤颈椎。通过设置加速度传感器，能准确知道人体的朝向；将头部向人体相反的朝向抬升，能减缓鼻子陷入气动枕头的情况，而且，也保护了颈椎。主动调整的效果更好。

进一步，气囊包括宽气囊和窄气囊；宽气囊和窄气囊横向交替排布在枕头本体内；每个宽气囊和窄气囊在默认状态下保持默认气压值；每个宽气囊和窄气囊还可单独被充气到最大气压值，或者放气到最小气压值以及恢复到默认气压值；人体睡眠朝向包括仰睡、侧睡和趴睡；纠正模式中，当处理单元计算人体睡眠朝向为趴睡时；处理单元通过控制单元控制气泵对头部所在的所有气囊中的宽气囊放气至最小值，窄气囊充气至最大值。

趴睡时，通常头部朝下，鼻子通常陷入气动枕头中，无论将头部向左还是向右抬升，都需要较大的抬升幅度，很容易造成脖子扭伤。通过将宽气囊放气至最小值，窄气囊充气至最大值，能在气动枕头上形成较多的缝隙，便于人呼吸，避免窒息的发生。

进一步，处理单元还基于第一压力传感器的压力数据判断枕头本体上的睡眠人数；当睡眠人数为2人时，通过比较两者压力数据的大小区分监护者与婴幼儿；

当枕头本体上睡有监护者与婴幼儿，且对婴幼儿执行纠正模式后，即时压力均值仍低于警戒压力均值，处理单元进入报警模式；处理单元通过控制单元控制气泵对监护者头部所在的气囊交替进行充气和放气。

当监护者与婴幼儿一起睡时，通过对监护者头部所在的气囊交替进行充气和放气，能将监护者摇醒，以便监护者及时查看婴幼儿的情况。

进一步，还包括用户端；控制模块还包括通讯单元，当执行纠正模式后，即时压力均值仍低于警戒压力均值，处理单元通过通讯单元向用户端发送报警信号。

便于监护者通过用户端了解情况，及时作出处理。

进一步，宽气囊的宽度大于窄气囊宽度的4倍。

保证窄气囊对头部提供支撑的同时，用宽气囊留出较大的呼吸空间。

进一步，呼吸检测腰带还包括用于检测是否尿床的湿度传感器。

便于检测婴幼儿是否尿床。

进一步，气动枕头还包括用于检测哭闹声的声音传感器。

便于检测婴幼儿是否哭闹。

附图说明

图1为人体状态监控系统实施例一的逻辑框图；

图2为人体状态监控系统实施例二的气动枕头的纵剖图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：

枕头本体1、宽气囊2、窄气囊3。

实施例一

如图1所示，人体状态监控系统，包括：气动枕头、呼吸检测腰带、控制模块和用户端。

气动枕头包括枕头本体、第一压力传感器、气泵以及若干气囊；气囊的个数为5-15个，本实施例中，采用10个。气泵用于给气囊充/放气；气囊横向排布在枕头本体内；每个气囊在默认状态下保持默认气压值；每个气囊还可单独被充气到最大气压值，或者放气到最小气压值以及恢复到默认气压值。第一压力传感器用于获取人体头部的压力数据；本实施例中，第一压力传感器采用大面积全织物压力传感器，其覆盖枕头本体的上表面。

呼吸检测腰带包括腰带本体、第二压力传感器和加速度传感器；第二压力传感器和加速度传感器均安装在腰带本体内，第二压力传感器用于检测人体腹部的即时压力值；加速度传感器用于采集加速度数据。

控制模块包括信号连接的处理单元、存储单元、通讯单元和控制单元；控制单元用于控制气泵的充/放气；存储单元内预存有标准压力均值存储和警戒压力均值；标准压力均值由处理单元在自学状态时获得，当处理单元处于自学状态时，处理单元将压力传感器在预设时间段内采集的即时压力值作为标准压力均值存储在存储单元中。关于标准压力均值的获取，在公告号为CN102038508B的专利文献中已经公开，属于现有技术，这里不再赘述。本实施例中，警戒压力均值由人为设定。

用户端与通讯单元无线连接；本实施例中，用户端采用手机。

处理单元用于将第二压力传感器预设标准时间内采集的即时压力值转化为即时压力均值，将即时压力均值与预设的标准压力均值做比较；如果低于标准压力均值；处理单元进入调整模式；预设标准时间可以是判断睡眠窒息的标准时间，如8-10秒；本实施例中采用8秒。

在调整模式中，处理单元获取第一压力传感器的压力数据，基于压力数据判断人体头部所在哪几个气囊上方；处理单元通过控制单元控制气泵对人体头部所在的所有气囊放气。本实施例中，放气至默认气压值与最小气压值差值的1/2。

加速度传感器采集的加速度数据包括三个方向的加速度值，处理单元根据三个方向的加速度值计算出腰带在三个方向的倾斜夹角，根据三个方向的倾斜夹角可以判定人体睡眠朝向；其中，人体睡眠朝向包括仰睡、侧睡和趴睡。

处理单元还将即时压力均值与警戒压力均值做比较，如果低于警戒压力均值，处理单元进入纠正模式；

在纠正模式中，当人体朝向为侧睡时，处理单元基于第一压力传感器的压力数据判断头部重心所在的气囊；根据人体睡眠朝向，将人体头部所在的气囊以头部重心所在的气囊为分界线，划分为人体相同朝向气囊和非人体相同朝向气囊；

处理单元通过控制单元控制气泵对人体相同朝向气囊充气；对非人体相同朝向气囊放气。本实施例中，充气至最大气压值，放气至最小气压值。

当执行纠正模式后，即时压力均值仍低于警戒压力均值，处理单元通过通讯单元向用户端发送报警信号。

处理单元还基于第一压力传感器的压力数据判断枕头本体上的睡眠人数；当睡眠人数为2人时，通过比较两者压力数据的大小区别监护者与婴幼儿。

当枕头本体上睡有监护者与婴幼儿，且对婴幼儿执行纠正模式后，即时压力均值仍低于警戒压力均值时，处理单元进入报警模式；处理单元通过控制单元控制气泵对监护者头部所在的气囊交替进行充气和放气；本实施例中，充气至最大气压值，放气至最小气压值。

睡觉前，将呼吸检测腰带佩戴在婴幼儿的腰部。睡觉时婴幼儿的头部枕在气动枕头上。当婴幼儿睡眠呼吸不畅时，通过将婴幼儿头部所在的气囊放气，可以降低婴幼儿头部的高度，来减轻婴幼儿颈部的吃力和弯曲程度，使颈部的弯曲得以伸展，同时减轻颈部受力，使喉部肌肉放松，呼吸通道打开，使婴幼儿呼吸顺畅。

当即时压力均值低于警戒压力均值时，婴幼儿的呼吸不畅十分严重。通过对人体相同朝向气囊充气；对非人体相同朝向气囊放气，形成一个坡度，使婴幼儿的头部在重力的作用下自动调整，以避免窒息的发生。而且，也保护了颈椎。主动调整的效果好。

当监护者与婴幼儿一起睡时，通过对监护者头部所在的气囊交替进行充气和放气，能将监护者摇醒。

实施例二

人体状态监控系统，与实施例一的区别之处在于：如图2所示，气囊包括宽气囊2和窄气囊3；宽气囊2和窄气囊3横向交替排布在枕头本体1内。宽气囊2的宽度大于窄气囊3宽度的4倍。在调整模式中，当处理单元计算人体睡眠朝向为趴睡时；处理单元通过控制单元控制气泵对头部所在的气囊中的宽气囊2放气至最小值，窄气囊3充气至最大值。

婴幼儿趴睡时，通常头部朝下，鼻子通常陷入气动枕头中，无论将头部向左还是向右抬升，都需要较大的抬升幅度，很容易造成脖子扭伤。通过将宽气囊2放气至最小值，窄气囊3充气至最大值，能在气动枕头上形成较多的缝隙，便于婴幼儿呼吸，避免窒息的发生。

实施例三

人体状态监控系统，与实施例一的区别在于，呼吸检测腰带还包括湿度传感器，气动枕头还包括声音传感器。

湿度传感器用于检测湿度数据，声音传感器用户检测声音数据；处理单元用于判断湿度数据是否超过阈值，如果超过阈值，则判断结果为尿床；处理单元用于判断声音数据是否超过阈值，如果超过阈值，则判断结果为哭闹。当判断结果为尿床和/或哭闹时，处理单元通过通讯单元向用户端发送对应的提醒信息。

便于监护者及时通过客户端了解婴幼儿是否哭闹，是否尿床。

实施例四

人体状态监控系统，与实施例一的区别在于，用户端还用于调节默认气压值。每个人适合的枕头高度不一，通过调节默认气压值，可以调整到最适合的高度。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (8)

1.人体状态监控系统，其特征在于，包括：

气动枕头，包括枕头本体、第一压力传感器、气泵以及若干气囊；气囊横向排布在枕头本体内；气泵用于给气囊充/放气；第一压力传感器设于枕头本体的顶面，用于获取人体头部的压力数据；

呼吸检测腰带，包括腰带本体和第二压力传感器；第二压力传感器安装在腰带本体内，第二压力传感器用于检测人体腹部的即时压力值；

控制模块；包括信号连接的处理单元和控制单元；控制单元用于控制气泵；处理单元用于将第二压力传感器预设标准时间内的采集的即时压力值转化为即时压力均值，将即时压力均值与预设的标准压力均值做比较；如果低于标准压力均值；处理单元进入调整模式；

在调整模式中，处理单元获取第一压力传感器的压力数据，基于压力数据判断人体头部所在哪几个气囊上方；处理单元通过控制单元控制气泵对人体头部所在的气囊放气。

2.根据权利要求1所述的人体状态监控系统，其特征在于：呼吸检测腰带还包括用于采集加速度数据的加速度传感器；控制模块还包括存储单元；标准压力均值存储在存储单元内，存储单元还预存有警戒压力均值；处理单元还将即时压力均值与警戒压力均值做比较，如果低于警戒压力均值，处理单元进入纠正模式；

纠正模式中，处理单元基于加速度数据计算人体睡眠朝向；处理单元还基于第一压力传感器的压力数据判断人体头部重心所在的气囊；根据人体睡眠朝向，将人体头部所在的所有气囊中以头部重心所在的气囊为分界线，划分为人体相同朝向气囊和非人体相同朝向气囊；处理单元通过控制单元控制气泵对人体同朝向气囊充气；对非人体同朝向气囊放气。

3.根据权利要求2所述的人体状态监控系统，其特征在于：气囊包括宽气囊和窄气囊；宽气囊和窄气囊横向交替排布在枕头本体内；每个宽气囊和窄气囊在默认状态下保持默认气压值；每个宽气囊和窄气囊还可单独被充气到最大气压值，或者放气到最小气压值以及恢复到默认气压值；人体睡眠朝向包括仰睡、侧睡和趴睡；纠正模式中，当处理单元计算人体睡眠朝向为趴睡时；处理单元通过控制单元控制气泵对头部所在的所有气囊中的宽气囊放气至最小值，窄气囊充气至最大值。

4.根据权利要求3所述的人体状态监控系统，其特征在于：处理单元还基于第一压力传感器的压力数据判断枕头本体上的睡眠人数；当睡眠人数为2人时，通过比较两者压力数据的大小区分监护者与婴幼儿；

当枕头本体上睡有监护者与婴幼儿，且对婴幼儿执行纠正模式后，即时压力均值仍低于警戒压力均值，处理单元进入报警模式；处理单元通过控制单元控制气泵对监护者头部所在的气囊交替进行充气和放气。

5.根据权利要求3所述的人体状态监控系统，其特征在于：还包括用户端；控制模块还包括通讯单元，当执行纠正模式后，即时压力均值仍低于警戒压力均值，处理单元通过通讯单元向用户端发送报警信号。

6.根据权利要求4所述的人体状态监控系统，其特征在于：宽气囊的宽度大于窄气囊宽度的4倍。

7.根据权利要求1所述的人体状态监控系统，其特征在于：呼吸检测腰带还包括用于检测是否尿床的湿度传感器。

8.根据权利要求7所述的人体状态监控系统，其特征在于：气动枕头还包括用于检测哭闹声的声音传感器。