CN110010244A - 一种基于脑电信号的养老院智能管理系统 - Google Patents

一种基于脑电信号的养老院智能管理系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于脑电信号的养老院智能管理系统，包括：至少一个脑电信号监测装置，每个脑电信号监测装置对应一个监护对象设置，脑电信号监测装置用于采集睡眠中的监护对象的脑电信号，其中，每个监护对象具有对应的标识信息；云服务器，云服务器与脑电信号监测装置进行通信连接，以接收标识信息和脑电信号，并对脑电信号进行存储和分析；智能监控终端，智能监控终端与云服务器进行通信连接，以接收云服务器的分析结果，并根据分析结果显示每个监护对象的当前状态，以及根据分析结果进行报警。本发明能够方便、高效地实现对监护对象的监护。

Description

一种基于脑电信号的养老院智能管理系统
技术领域
本发明涉及监护设备技术领域，具体涉及一种基于脑电信号的养老院智能管理系统。
背景技术
现如今中国人口老龄化现象严重，随着社会的不断发展，老年人的养老越来越重要，如何保证老年人的健康是一个十分重要的问题。许多子女选择将老人送到养老院，但是由于老年人过多，养老院未必会有足够的护工，而且护工的素质参差不齐，尤其是在夜间老人睡觉时可能无法保证周到的照顾老人。据调查显示，因为各种身体原因，老年人在夜晚睡觉时出现身体状况的概率极大，为了安全起见，应该有一种较为合理的方式可以在老人夜晚睡觉时负责辅助照顾老人，从而保证安全。
发明内容
本发明为解决目前无法方便高效地对养老院的老年人进行监护的技术问题，提供了一种基于脑电信号的养老院智能管理系统。
本发明采用的技术方案如下：
一种基于脑电信号的养老院智能管理系统，包括：至少一个脑电信号监测装置，每个所述脑电信号监测装置对应一个监护对象设置，所述脑电信号监测装置用于采集睡眠中的监护对象的脑电信号，其中，每个所述监护对象具有对应的标识信息；云服务器，所述云服务器与所述脑电信号监测装置进行通信连接，以接收所述标识信息和所述脑电信号，并对所述脑电信号进行存储和分析；智能监控终端，所述智能监控终端与所述云服务器进行通信连接，以接收所述云服务器的分析结果，并根据所述分析结果显示每个监护对象的当前状态，以及根据所述分析结果进行报警。
所述脑电信号监测装置包括：开关，所述开关用于触发所述脑电信号监测装置启动或关闭；脑电信号采集器，所述脑电信号采集器用于采集原始脑电信号；信号放大器，所述信号放大器用于对所述原始脑电信号进行放大；数据转换芯片，所述数据转换芯片用于对放大后的脑电信号进行处理；无线发送模块，所述无线发送模块用于与所述云服务器进行无线通信连接，以将处理后的脑电信号和所述标识信息发送至所述云服务器；电源，所述电源用于为所述脑电信号监测装置供电。
所述开关包括按压开关和温度开关。
所述脑电信号监测装置包括主机壳体和两个圆形的采集壳体，其中，所述脑电信号采集器和所述信号放大器设置在所述采集壳体内，所述数据转换芯片、所述无线发送模块和所述电源设置在所述主机壳体内，所述开关设置在所述主机壳体外且与所述主机壳体相连。
所述云服务器包括：无线接收模块，所述无线接收模块用于与所述无线发送模块进行通信连接，以接收所述标识信息和所述脑电信号；云存储平台，所述云存储平台用于存储具有对应标识信息的脑电信号；云计算平台，所述云计算平台用于对所述脑电信号进行分析以得到睡眠时间和脑电信号振幅值。
所述智能监控终端包括：显示模块，所述显示模块用于显示每个监护对象的标识信息、睡眠时间和脑电信号振幅值；报警模块；控制模块，所述控制模块用于根据所述脑电信号振幅值和预先设置的预警值控制所述报警模块进行报警。
所述标识信息包括所述监护对象的房间号和床号。
本发明的有益效果：
本发明通过脑电信号监测装置对应采集监护对象的脑电信号，通过云服务器对脑电信号进行存储和分析，并通过智能监控终端根据分析结果显示每个监护对象的当前状态和根据分析结果进行报警，由此，运用脑电信号实现监护，不会对监护对象的睡眠环境及其他生活环境造成影响，不会触及到监护对象的隐私问题，能够方便、高效地实现对监护对象的监护，尤其适用于养老院之类的场所。
附图说明
图1为本发明实施例的基于脑电信号的养老院智能管理系统的方框示意图；
图2为本发明一个具体实施例的基于脑电信号的养老院智能管理系统的方框示意图；
图3为本发明一个实施例的脑电信号监测装置的结构示意图；
图4为本发明一个具体实施例的脑电信号监测装置的安装位置示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例的基于脑电信号的养老院智能管理系统，包括至少一个脑电信号监测装置10(图1中以n个为例)、云服务器20和智能监控终端30。其中，每个脑电信号监测装置10对应一个监护对象设置，脑电信号监测装置10用于采集睡眠中的监护对象的脑电信号，其中，每个监护对象具有对应的标识信息；云服务器20与脑电信号监测装置10进行通信连接，以接收标识信息和脑电信号，并对脑电信号进行存储和分析；智能监控终端30与云服务器20进行通信连接，以接收云服务器20的分析结果，并根据分析结果显示每个监护对象的当前状态，以及根据分析结果进行报警。
在本发明的一个实施例中，如图2所示，脑电信号监测装置10包括开关11、脑电信号采集器12、信号放大器13、数据转换芯片14、无线发送模块15和电源16。开关11用于触发脑电信号监测装置10启动或关闭；脑电信号采集器12用于采集原始脑电信号；信号放大器13用于对原始脑电信号进行放大；数据转换芯片14用于对放大后的脑电信号进行滤波、降噪等处理；无线发送模块15用于与云服务器进行无线通信连接，以将处理后的脑电信号和标识信息发送至云服务器；电源16用于为脑电信号监测装置10供电。
在本发明的一个实施例中，如图3所示，脑电信号监测装置10包括主机壳体01和两个圆形的采集壳体02，其中，脑电信号采集器12和信号放大器13设置在采集壳体02内，数据转换芯片14、无线发送模块15和电源16设置在主机壳体01内，开关11设置在主机壳体01外且与主机壳体01相连。采集壳体02类似于听诊器的拾音部分，通过导线与主机壳体01相连，保证整个脑电信号监测装置10的体积足够小，采集壳体02可放置于监护对象枕头下而不影响其正常休息，同时可以保证监护对象在床上翻身时依然可以采集到脑电信号。
在本发明的一个具体实施例中，电源16可包括电池盒和外接电源接口，电池盒和外接电源接口并联在一起并通过开关11为脑电信号监测装置10供电。
在本发明的一个具体实施例中，开关11包括按压开关和温度开关。按压开关和温度开关相串联并与脑电信号采集器12连接，按压开关和温度开关也可放置于监护对象枕头下，通过按压和感测体温均可实现脑电信号监测装置10的启动或关闭，可以防止监护对象因其他原因离开床位导致脑电信号监测装置10监测不到脑电信号而造成误报。
在本发明的一个实施例中，如图2所示，云服务器20包括无线接收模块21、云存储平台22和云计算平台23。无线接收模块21用于与无线发送模块15进行通信连接，以接收标识信息和脑电信号；云存储平台22用于存储具有对应标识信息的脑电信号，以便于后续分析与查看；云计算平台23用于对脑电信号进行分析以得到睡眠时间和脑电信号振幅值等状态信息。
在本发明的一个实施例中，如图2所示，智能监控终端30包括显示模块31、报警模块32和控制模块33，显示模块31用于显示每个监护对象的标识信息、睡眠时间和脑电信号振幅值；控制模块33用于根据脑电信号振幅值和预先设置的预警值控制报警模块32进行报警。在本发明的一个实施例中，智能监控终端30可为电脑等终端设备，预警值可根据每个监护对象的不同的身体状况进行针对性的设置，这样不仅可以提高效率，同时还可以根据采集的数据针对性的对一些监护对象进行重点观察，以预防意外事件发生。报警模块32可为内置于智能监控终端30，也可外置于智能监控终端30，例如报警模块32可以通过控制智能监控终端30的显示屏闪烁进行报警，或者可以包括外置于智能监控终端30的闪烁灯或喇叭。此外，智能监控终端30还可想移动设备发送报警信息以提醒监护人员。监护人员在接收到报警后，可根据标识信息到达监护对象所在位置进行查看。
在本发明的一个具体实施例中，标识信息包括监护对象的房间号和床号。可对应每个房间、每个床位的监护对象，如养老院的老年人设置一个脑电信号监测装置，从而能够对养老院内的老年人进行智能管理。
上述基于脑电信号的养老院智能管理系统在使用时，首先，如图4所示，可将脑电信号监测装置10安装于监护对象所在床位的枕头处，其中，装有数据转换芯片14、无线发送模块15和电源16的主机壳体01设置在枕头之上床靠背处，装有脑电信号采集器12和信号放大器13的采集壳体02及连接采集壳体的开关设置在枕头下。然后，打开电源，待监护对象躺在床上时，按压开关和温度开关触发，整个系统开始运作。脑电信号监测装置10通过脑电信号采集器12持续采集监护对象的脑电波，并通过信号放大器13和数据转换芯片14进行处理，随后通过无线发送模块15发送给云服务器20。云服务器20首先存储相应的数据，并根据所掌握的脑电波情况通过云计算平台23对数据进行实时分析，同时智能监控终端30的显示器显示实时的脑电波的振幅情况。当监测到脑电信号的振幅不属于设定的振幅中时，或者系统在监护对象睡眠时间内长时间接收不到脑电信号时，则表明监护对象存在异常，触发相应的报警装置如显示屏闪烁以提醒相应的监护人员，同时监护人员也可以通过显示器显示的振幅进行实时分析。在监护对象睡眠结束后，关闭电源，系统结束运行。监护人员及监护对象的家属等后续还可对云服务器20存储的数据进行查看和分析。
对于预警值的判定，下面详细介绍。脑电波的频率变动范围在每秒1～30次之间，正常人的脑电波可大致划分为δ(1～3Hz)、θ(4～7Hz)、α(8～13Hz)、β(14～30Hz)这四个波段。其中δ波幅度为20～200μV，大多出现在成年人极度疲劳和昏睡或麻醉状态下。θ波幅度为5～20μV，成年人意愿受挫或者抑郁时，这种波极为显著。α波幅度为20～100μV，它是成年人在清醒、安静并闭眼时的基本波形，如频率较为稳定。β波幅度为100～150μV，当精神紧张和情绪激动或亢奋时出现此波，当人从梦中惊醒时，就会呈现这种波形。
因此，当系统监测到的脑电波振幅小于等于δ波或者大于等于β波时，说明监护对象在睡眠时身体状况出现了某些问题，特殊的监护对象，如老年人因为行动不便或者口齿不清，不能很好的反馈身体状况，这时就需要相关监护人员前去看护检查。当系统一段时间检测不到脑电信号时，可能代表监护对象起床或者上厕所或者睡不着出去兜风，但当系统长时间检测不到脑电信号时，有极大可能表明监护对象出现身体状况，无法独自回到床边，这时同样需要相关监护人员前去看护检查。
根据本发明实施例的基于脑电信号的养老院智能管理系统，通过脑电信号监测装置对应采集监护对象的脑电信号，通过云服务器对脑电信号进行存储和分析，并通过智能监控终端根据分析结果显示每个监护对象的当前状态和根据分析结果进行报警，由此，运用脑电信号实现监护，不会对监护对象的睡眠环境及其他生活环境造成影响，不会触及到监护对象的隐私问题，能够方便、高效地实现对监护对象的监护，尤其适用于养老院之类的场所。
在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种基于脑电信号的养老院智能管理系统，其特征在于，包括：
至少一个脑电信号监测装置，每个所述脑电信号监测装置对应一个监护对象设置，所述脑电信号监测装置用于采集睡眠中的监护对象的脑电信号，其中，每个所述监护对象具有对应的标识信息；
云服务器，所述云服务器与所述脑电信号监测装置进行通信连接，以接收所述标识信息和所述脑电信号，并对所述脑电信号进行存储和分析；
智能监控终端，所述智能监控终端与所述云服务器进行通信连接，以接收所述云服务器的分析结果，并根据所述分析结果显示每个监护对象的当前状态，以及根据所述分析结果进行报警。
2.根据权利要求1所述的基于脑电信号的养老院智能管理系统，其特征在于，所述脑电信号监测装置包括：
开关，所述开关用于触发所述脑电信号监测装置启动或关闭；
脑电信号采集器，所述脑电信号采集器用于采集原始脑电信号；
信号放大器，所述信号放大器用于对所述原始脑电信号进行放大；
数据转换芯片，所述数据转换芯片用于对放大后的脑电信号进行处理；
无线发送模块，所述无线发送模块用于与所述云服务器进行无线通信连接，以将处理后的脑电信号和所述标识信息发送至所述云服务器；
电源，所述电源用于为所述脑电信号监测装置供电。
3.根据权利要求2所述的基于脑电信号的养老院智能管理系统，其特征在于，所述开关包括按压开关和温度开关。
4.根据权利要求2或3所述的基于脑电信号的养老院智能管理系统，其特征在于，所述脑电信号监测装置包括主机壳体和两个圆形的采集壳体，其中，所述脑电信号采集器和所述信号放大器设置在所述采集壳体内，所述数据转换芯片、所述无线发送模块和所述电源设置在所述主机壳体内，所述开关设置在所述主机壳体外且与所述主机壳体相连。
5.根据权利要求4所述的基于脑电信号的养老院智能管理系统，其特征在于，所述云服务器包括：
无线接收模块，所述无线接收模块用于与所述无线发送模块进行通信连接，以接收所述标识信息和所述脑电信号；
云存储平台，所述云存储平台用于存储具有对应标识信息的脑电信号；
云计算平台，所述云计算平台用于对所述脑电信号进行分析以得到睡眠时间和脑电信号振幅值。
6.根据权利要求5所述的基于脑电信号的养老院智能管理系统，其特征在于，所述智能监控终端包括：
显示模块，所述显示模块用于显示每个监护对象的标识信息、睡眠时间和脑电信号振幅值；
报警模块；
控制模块，所述控制模块用于根据所述脑电信号振幅值和预先设置的预警值控制所述报警模块进行报警。
7.根据权利要求6所述的基于脑电信号的养老院智能管理系统，其特征在于，所述标识信息包括所述监护对象的房间号和床号。
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