CN110558955A - 一种用于生命体征综合采集和健康监测的带电作业用阻燃内衣 - Google Patents

一种用于生命体征综合采集和健康监测的带电作业用阻燃内衣 Download PDF

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Abstract

本发明涉及带电作业智能穿戴装备技术领域，且公开了一种用于生命体征综合采集和健康监测的带电作业用阻燃内衣，包括阻燃内衣、生命体征采集模块、生理信号处理模块、无线传输模块和数据接收模块，其中，阻燃内衣包括阻燃纤维和氨纶织成的阻燃层、抑菌层以及亲肤层；生命体征采集模块包括用于采集用户的体震信息的多轴传感器和压电膜传感器；生理信号处理模块包括用于处理生命体征采集模块所采集数据的控制器；无线传输模块包括用于发送控制器所处理数据；数据接收模块包括用于接收无线传输模块所发送数据。本发明不直接接触人体即可采集生命体征信息，从中分析出生理健康参数和心理健康参数两方面的数据，并发送至接收终端。

Description

一种用于生命体征综合采集和健康监测的带电作业用阻燃 内衣
技术领域
本发明涉及带电作业智能穿戴装备技术领域，尤其涉及一种用于生命体征综合采集和健康监测的带电作业用阻燃内衣。
背景技术
随着我国社会经济快速发展和人民群众生活水平不断提高，用户对供电可靠性和不间断供电的需求越来越高。带电作业作为保障电网安全经济运行、提高供电可靠性必不可少的一项技术措施，大大减少停电次数和缩短停电时间，为实现优质、方便、快捷、高效的供电服务提供了可靠保障，重要性不言而喻。
带电作业不同于停电检修作业，在高空、强电场以及屏蔽服封闭环境中，等电位作业人员不仅在心理状态上需要承受压力，还要承受身体上的不适，而等电位作业人员技能发挥受其心理、生理状态直接影响，因此在带电作业过程中，身体状况和心理状况的监测显得尤为重要。
带电作业的环境条件非常复杂，强电磁场对电子设备影响较大，对传感器的抗干扰能力要求很高，传感器的稳定性和检测方法都极大地影响着监测信号的准确性。目前市面上的智能穿戴设备多是用于人们日常生活环境中对身体状况的监测，且以直接接触人体皮肤的方式进行，但在带电作业环境下，活动、出汗、强电磁环境、高温环境，都会影响传感器监测效果甚至无法正常工作。
因此亟需一款能够在高空、强电场且金属密闭环境下对等电位作业人员的身体和心理状况进行实施监测的智能穿戴设备。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中的智能穿戴设备，以直接接触人体皮肤的方式进行，在带电作业环境下，活动、出汗、强电磁环境、高温环境，都会影响传感器监测效果甚至无法正常工作的问题，而提出的一种用于生命体征综合采集和健康监测的带电作业用阻燃内衣。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种用于生命体征综合采集和健康监测的带电作业用阻燃内衣，包括阻燃内衣、生命体征采集模块、生理信号处理模块、无线传输模块和数据接收模块，其中，
所述阻燃内衣包括阻燃纤维和氨纶织成的阻燃层、抑菌层以及亲肤层，所述阻燃层是阻燃纤维和氨纶采用针织工艺制作而成的双面结构，所述阻燃层、抑菌层和亲肤层之间采用针织工艺进行层叠制作，其中所述抑菌层为中间层面料；
所述生命体征采集模块包括用于采集用户的体震信息的多轴传感器和压电膜传感器；
所述生理信号处理模块包括用于处理生命体征采集模块所采集数据的控制器；
所述无线传输模块包括用于发送控制器所处理数据的第一蓝牙模块、北斗模块、GPRS模块和RFID模块；
所述数据接收模块包括用于接收无线传输模块所发送数据的第二蓝牙模块、PC机显示模块、云服务器、移动APP端。
优选的，所述多轴传感器为陀螺仪传感器结合加速度传感器的六轴传感器，编制在阻燃内衣上与用户的心脏相对应的位置，连接所述的生理信号处理模块，用于采集用户的体震信息，采集方式为非接触式采集；所述压电膜传感器的外形为带状，编制在带电作业用阻燃内衣上与用户的心脏相对应的位置，连接所述的生理信号处理模块，用于采集用户的体震信息，采集方式为非接触式采集。
优选的，所述控制器信号连接所述的生命体征采集模块，用于获取所述的多轴传感器采集的用户的体震信息并将体震信息转换为第一生理信息数据包；以及用于获取所述的压电膜传感器采集的用户的体震信息并将体震信息转换为第二生理信息数据包。
优选的，所述第一蓝牙模块通过蓝牙透传的方式将用户生理参数以及心理参数信息发送给第二蓝牙模块，所述第二蓝牙模块接收蓝牙透传的体征数据，并通过串口发送至PC机端，进而在PC机显示模块进行体征信号的显示；所述北斗模块通过北斗卫星无线传输通路将用户生理参数以及心理参数信息发送给云服务器，所述GPRS模块通过GPRS无线传输通路将用户生理参数以及心理参数信息发送给云服务器，所述云服务器接收并存储北斗及GPRS无线传输通路中的数据，并按照指标进行监测，进行判断用户身体及精神状况；RFID模块通过无线射频方式将用户生理参数以及心理参数信息发送至移动APP端，所述移动APP端接收RFID模块传输的数据，并对数据进行实时显示。
优选的，云服务器与移动APP端采用4G、5G或者以太网的通信方式，将监测到的用户身体、精神状况发送至移动APP端。
优选的，所述阻燃内衣包括前衣片和后衣片，所述多轴传感器编制在阻燃内衣前衣片上与用户的心脏相对应的位置；所述压电膜传感器编制在带电作业用阻燃内衣后衣片上与用户的心脏相对应的位置；所述无线传输模块编制在带电作业用阻燃内衣前衣片上左下方的位置。
与现有技术相比，本发明提供了一种用于生命体征综合采集和健康监测的带电作业用阻燃内衣，具备以下有益效果：
1、该用于生命体征综合采集和健康监测的带电作业用阻燃内衣，在带电作业用阻燃内衣上编织不直接接触人体即可基于频域实时采集用户体震信息的生命体征采集单元，以提供一种基于无感检测技术的智能带电作业用阻燃内衣。该生命体征采集单元可以隐蔽且实时监测和采样用户的基本生理指标，并从中分析出生理健康参数和心理健康参数两方面的数据，比如心冲击信息、心率、呼吸率、姿态变化和情绪变化等，并将以上信息发送至接收终端。
该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现，本发明不直接接触人体即可采集生命体征信息，从中分析出生理健康参数和心理健康参数两方面的数据，并发送至接收终端。
附图说明
图1为本发明提出的一种用于生命体征综合采集和健康监测的带电作业用阻燃内衣的系统架构图；
图2为本发明提出的一种用于生命体征综合采集和健康监测的带电作业用阻燃内衣的前衣片结构示意图；
图3为本发明提出的一种用于生命体征综合采集和健康监测的带电作业用阻燃内衣的后衣片结构示意图。
图中：1阻燃内衣、2生命体征采集模块、3生理信号处理模块、4无线传输模块、5数据接收模块、11前衣片、12后衣片、21多轴传感器、22压电膜传感器。
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。
本发明提供的一种生命体征综合采集和身心状况监测的带电作业用阻燃内衣，在带电作业用阻燃内衣上编织不直接接触人体即可基于频域实时采集用户体震信息的生命体征采集单元，以提供一种基于无感检测技术的智能带电作业用阻燃内衣。该生命体征采集单元可以隐蔽且实时监测和采样用户的基本生理指标，并从中分析出生理健康参数和心理健康参数两方面的数据，比如心冲击信息、心率、呼吸率、姿态变化和情绪变化等。
如图1所示，本发明生命体征综合采集和身心状况监测的带电作业用阻燃内衣包括五个部分，带电作业用阻燃内衣1、生命体征采集模块2、生理信号处理模块3、无线传输模块4和数据接收模块5。生命体征采集模块2包括多轴传感器21和压电膜传感器22。生理信号处理模块3包括控制器。无线传输模块包括蓝牙模块、北斗模块、GPRS模块和RFID模块。数据接收模块包括蓝牙模块、PC机显示模块、云服务器、移动APP端。
如图2和图3所示，本发明应用在带电作业工作中等电位作业人员穿着的阻燃内衣上。通过将多轴传感器和压电膜传感器植入带电作业用阻燃内衣中，实时监测带电作业环境下用户的生理信息和心理信息的技术。
由于带电作业环境中高空、强电场以及金属封闭空间对等电位作业人员生理、心理状态的影响。为了实时获取等电位作业人员的身体状况以及心理状况，通过人工智能终端的频域分析，实时获取等电位作业人员带电作业过程中的实时身体状况以及心理状况以及时发现不良体征并进行提示。
该生理健康参数和心理健康参数数据发送到地面工作负责人及监护人的人工智能终端上，该人工智能终端能根据该生理健康参数和心理健康参数对用户当前的精神状况和身体状况进行监护。
本发明的带电作业用阻燃内衣，通过在带电作业用阻燃内衣1上植入不用直接接触人体即可基于频域实时采集用户体震信息的生命体征采集模块，再由生理信号处理模块从采集的体震信息中提取出生理健康参数以及心理健康参数两方面数据，通过无线传输模块和数据接收模块传输至人工智能终端，并基于该数据确定用户当前真实的健康状况和心理状况，比如心率、呼吸率、情绪兴奋度等，从而实现在高空、强电场带电作业环境下全面监测用户的身心状况。
如图2和图3所示，该带电作业用阻燃内衣1包括前衣片11和后衣片12，生命体征采集模块2包括多轴传感器21和压电膜传感器22，该前衣片11上编织安装生理信号处理模块3。
该前衣片11上装设的连接生理信号处理模块3的多轴传感器21。该生理信号处理模块3基于时域，获取该多轴传感器21采集的用户的体震信息并将该体震信息转换为第一生理信号数据包。该多轴传感器21设置在前衣片11上与用户的心脏相对应的位置，该多轴传感器21用于心冲击信号、呼吸信号以及体动信号，也即第一生理信号数据包包括心冲击信息、呼吸信息以及体动信息中的至少一种。该生理信号处理模块3连接无线传输模块4。该无线传输模块4用于从该生理信号处理模块3获取由体震信息转换的第一生理信号数据包，并将该第一生理信号数据包发送至该数据接收模块5。
该带电作业用阻燃内衣1还包括设置在后衣片12上连接生理信号处理模块3的压电膜传感器22。其中，该生理信号处理模块3基于时域，获取该压电膜传感器22采集的用户的体震信息并将该体震信息转换为第二生理信号数据包。该压电膜传感器22设置在后衣片12上与用户的心脏相对应的位置。该压电膜传感器22呈带状，固定在后衣片12上与用户的心脏相对应的位置，该压电膜传感器22为一种柔性压电薄膜传感器。
进一步的，此时该无线传输模块4还用于从该生理信号处理模块3获取由体震信息转换的第二生理信号数据包，并将该第二生理信号数据包发送至该数据接收模块5。
本实施例中，该多轴传感器21为陀螺仪传感器结合加速度传感器的六轴传感器，亦称加速度陀螺仪传感器。该带电作业用阻燃内衣1前衣片11的加速度陀螺仪传感器主要用于心震信息（SCG）和呼吸信息的监测；该带电作业用阻燃内衣1后衣片12的压电薄膜传感器22主要用于心冲击信号、呼吸信号以及体动信号的监测，也即第二生理信号数据包包括由心冲击信息、呼吸信息以及体动信息中的至少一种。
本实施例提供的生命体征综合采集和身心状况监测的带电作业用阻燃内衣，将多轴传感器21和压电薄膜传感器22编织入带电作业用阻燃内衣1中实时监测高空。强电场带电作业环境下用户人体生理信息和心理信息两部分内容。利用多轴传感器21和压电薄膜传感器22监测人体生理信息包括心冲击信息、呼吸信息以及体动信息。通过无线传输模块4传输到数据接收模块5进行分析，将用户的生理状况和心理状况发送给地面工作负责人及监护人以便及时给以指导。本发明的生命体征综合采集和身心状况监测的带电作业用阻燃内衣，在该带电作业用阻燃内衣1装设采集用户体震信息的多轴传感器21，传感器设置在带电作业用阻燃内衣1上与用户相对应的位置附近均可准确完成数据的采集，无需直接接触人体，更方便用户开展带电作业。同时，本发明的生命体征综合采集和身心状况监测的带电作业用阻燃内衣，由生理信号处理模块从采集的体震信息中提取出生理健康参数以及心理健康参数两方面数据，通过无线传输模块和数据接收模块传输至人工智能终端，并基于该数据确定用户当前真实的健康状况和心理状况，比如心率、呼吸率、情绪兴奋度等，从而实现在高空、强电场带电作业环境下全面监测用户的身心状况。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于生命体征综合采集和健康监测的带电作业用阻燃内衣，其特征在于，包括阻燃内衣（1）、生命体征采集模块（2）、生理信号处理模块（3）、无线传输模块（4）和数据接收模块（5），其中，
所述阻燃内衣（1）包括阻燃纤维和氨纶织成的阻燃层、抑菌层以及亲肤层，所述阻燃层是阻燃纤维和氨纶采用针织工艺制作而成的双面结构，所述阻燃层、抑菌层和亲肤层之间采用针织工艺进行层叠制作，其中所述抑菌层为中间层面料；
所述生命体征采集模块（2）包括用于采集用户的体震信息的多轴传感器和压电膜传感器；
所述生理信号处理模块（3）包括用于处理生命体征采集模块（2）所采集数据的控制器；
所述无线传输模块（4）包括用于发送控制器所处理数据的第一蓝牙模块、北斗模块、GPRS模块和RFID模块；
所述数据接收模块（5）包括用于接收无线传输模块（4）所发送数据的第二蓝牙模块、PC机显示模块、云服务器、移动APP端。
2.根据权利要求1所述的一种用于生命体征综合采集和健康监测的带电作业用阻燃内衣，其特征在于，所述多轴传感器为陀螺仪传感器结合加速度传感器的六轴传感器，编制在阻燃内衣（1）上与用户的心脏相对应的位置，连接所述的生理信号处理模块（3），用于采集用户的体震信息，采集方式为非接触式采集；所述压电膜传感器的外形为带状，编制在带电作业用阻燃内衣（1）上与用户的心脏相对应的位置，连接所述的生理信号处理模块（3），用于采集用户的体震信息，采集方式为非接触式采集。
3.根据权利要求1所述的一种用于生命体征综合采集和健康监测的带电作业用阻燃内衣，其特征在于，所述控制器信号连接所述的生命体征采集模块（2），用于获取所述的多轴传感器采集的用户的体震信息并将体震信息转换为第一生理信息数据包；以及用于获取所述的压电膜传感器采集的用户的体震信息并将体震信息转换为第二生理信息数据包。
4.根据权利要求1所述的一种用于生命体征综合采集和健康监测的带电作业用阻燃内衣，其特征在于，所述第一蓝牙模块通过蓝牙透传的方式将用户生理参数以及心理参数信息发送给第二蓝牙模块，所述第二蓝牙模块接收蓝牙透传的体征数据，并通过串口发送至PC机端，进而在PC机显示模块进行体征信号的显示；所述北斗模块通过北斗卫星无线传输通路将用户生理参数以及心理参数信息发送给云服务器，所述GPRS模块通过GPRS无线传输通路将用户生理参数以及心理参数信息发送给云服务器，所述云服务器接收并存储北斗及GPRS无线传输通路中的数据，并按照指标进行监测，进行判断用户身体及精神状况；RFID模块通过无线射频方式将用户生理参数以及心理参数信息发送至移动APP端，所述移动APP端接收RFID模块传输的数据，并对数据进行实时显示。
5.根据权利要求1所述的一种用于生命体征综合采集和健康监测的带电作业用阻燃内衣，其特征在于，云服务器与移动APP端采用4G、5G或者以太网的通信方式，将监测到的用户身体、精神状况发送至移动APP端。
6.根据权利要求1所述的一种用于生命体征综合采集和健康监测的带电作业用阻燃内衣，其特征在于，所述阻燃内衣（1）包括前衣片和后衣片，所述多轴传感器编制在阻燃内衣（1）前衣片上与用户的心脏相对应的位置；所述压电膜传感器编制在带电作业用阻燃内衣（1）后衣片上与用户的心脏相对应的位置；所述无线传输模块（4）编制在带电作业用阻燃内衣（1）前衣片上左下方的位置。
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