CN112998672A - 带有心脏冲击扫描传感器的智能床垫 - Google Patents
带有心脏冲击扫描传感器的智能床垫 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了带有心脏冲击扫描传感器的智能床垫，包括数据采集传感器、算法服务器、人工智能学习系统、APP服务器、服务系统和生命体征监测系统，所述数据采集传感器采用心脏冲击扫描BCG技术，同时采用被动式传感器、控制器和数据平台以及平台软件作为辅助。本发明的智能床垫采用BCG技术和被动式传感器、控制器和数据平台，实现对老人或病人的心率和呼吸率等方面进行全面且迅速的实时监测，在监测得出的数据出现异常时，还可通过告警模块将异常数据发送至APP软件或控制平台，同时监控人和经理会通过打电话和短信的方式联系老人或病人家属，提高了智能床垫的功能性。
Description
技术领域
本发明涉及智能床垫技术领域，特别涉及带有心脏冲击扫描传感器的智能床垫。
背景技术
随着社会的高速发展，人们的生活压力也日渐增大，故人们经常会出现缺眠熬夜的现象，这种现象会至使人们在白天工作时出现萎靡的现象，从而导致工作效率低下，这就体现出了充足水面的重要性，睡眠是人生旅途的驿站，每个人生命中有1/3的时间是在睡眠中度过的。衡量健康的首要标准就是睡眠质量的好坏，一个人只有充足的睡眠，才会在清晨醒来后拥有旺盛的精力去面对生活的挑战，才会拥有健康的体魄，延年益寿。
现如今为了人们可以有良好的睡眠环境，故市场上推出了一种智能床垫，其具有角度调节，理疗按摩的功能，这种智能床垫主要用于提高睡眠者的睡眠质量以及半躺在智能床垫上的舒适度，但是这种床垫在应用于老人或病人时，功能性相对就较为简单，无法对老人或病人的心率进行实时观测和报警，从而体现出了智能床垫的功能性较低。
发明内容
本发明的目的在于提供带有心脏冲击扫描传感器的智能床垫，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：带有心脏冲击扫描传感器的智能床垫，包括数据采集传感器、算法服务器、人工智能学习系统、APP服务器、服务系统和生命体征监测系统，所述数据采集传感器采用心脏冲击扫描BCG技术，同时采用被动式传感器、控制器和数据平台以及平台软件作为辅助，所述算法服务器内安装有运算模块、报警模块、数据文件保存模块、作息模块、WebService模块、设备管理和版本管理，所述人工智能学习系统通过算法服务器学习并建立个人生活作息数据库，所述APP服务器内安装有APP服务模块，所述服务系统内安装有告警模块、系统权限模块、系统管理模块、字典管理模块、设备的管理模块、客户经理模块、客服管理模块、告警管理模块和统计模块。
优选的，所述运算模块有心率算法、秤重算法和上下床算法，心率算法根据采集到的数据计算出心率值，秤重算法根据采集到的数据计算出重量值，上下床算法结合心率算法与秤重算法得出上下床状态，所述报警模块具有各类报警的检测与回报和报警查询的功能，报警模块可以检测与回报报警讯息到伴系统、回报失败后的重新发送策略，同时也可以在前端页面进行报警讯息的查询，所述数据保存模块保存数据至指定地方，所述作息模块统计每日作息回报到系统，所述WebService模块数据外部调用接口，所述设备管理设备的讯息维护，所述版本管理设备内部运用版本维护。
优选的，所述APP服务处理客户端的请求并与演算服务器交互，所述APP软件APP服务器的操作软件，所述APP软件具有接收异常告警信息、在床实时数据、查看每日睡眠记录、查看每周睡眠统计、查看每月睡眠曲线、分析睡眠品质、分析入睡情况、记录起夜次数、根据个人作息数据库预警可能性疾病、健康养生知识宝典和亲友分享的功能。
优选的，所述系统权限模块具有部门管理、用户管理、清单管理、对象管理、用户类别、经管用户和权限管理的功能，所述系统管理模块具有系统参数设置、系统操作日志、定时器管理、系统文件查看下载、系统实时发送记录、系统发送日志记录、通知模块设置和作息服务参数的功能，所述字典管理模块包括设备状态管理和投诉类别管理功能，所述设备的管理模块包括设备类别管理和设备讯息管理的功能，所述客户管理模块具有客户讯息管理、客户基本讯息查看、客户完成讯息和查看的功能，所述客服管理模块具有客户事件管理、投诉任务管理、投诉任务处理反映、投诉任务查看和回访讯息管理的功能，所述告警处理模块具有告警事件类别管理、告警处理任务管理、告警讯息查询和告警监控的功能，所述统计模块具有设备统计、投诉讯息统计和告警统计的功能。
优选的，所述服务系统中的告警功能分为作息类告警、生命体征类告警和设备故障类告警，所述作息类告警有晚睡告警、晚起告警、夜间离床过久告警、卧床时间过久告警、频繁上下床告警，所述生命体征类告警有无心率告警、心动过缓告警、心动过速告警、主动求助告警，所述设备故障类告警包括承重传感器故障告警、检测板故障告警、监测仪离线告警和网络故障回复通知。
优选的，所述生命体征监测系统具有查询设备安装地址及姓名、查询设备状态、查询心率状态、查询心率趋势图、查询BCG波形图、查询生活作息和查询报警记录的功能。
本发明的技术效果和优点：
本发明的智能床垫采用BCG技术和被动式传感器、控制器和数据平台，实现对老人或病人的心率和呼吸率等方面进行全面且迅速的实时监测，在监测得出的数据出现异常时，还可通过告警模块将异常数据发送至APP软件或控制平台，同时监控人和经理会通过打电话和短信的方式联系老人或病人家属，提高了智能床垫的功能性。
附图说明
图1为本发明立体结构示意图。
图2为本发明整体架构图。
图3为本发明被动式传感器工作流程图。
图4为本发明告警流程图。
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。
本发明提供了如图1-4所示的带有心脏冲击扫描传感器的智能床垫，包括数据采集传感器、算法服务器、人工智能学习系统、APP服务器、服务系统和生命体征监测系统，智能床垫内部的传感器采集到的数据，经过一级放大、滤波、二级放大和数模转换之后，转化为数据帧，通过WiFi将接收到的数据向云端发送，数据采集传感器采用心脏冲击扫描BCG技术，同时采用被动式传感器、控制器和数据平台以及平台软件作为辅助，BCG是是一种非侵入式的通过图形界面准确描述心脏每次搏动所喷射的血液对于人体向上运动的作用的医疗技术，BCG获取的是人体的向上的机械运动信号，因此传统的心电监护设备是无法获得BCG信号的，当每次心脏搏动，都会有血液从心脏喷射进入血管，而在此过程中，这种喷射过程会对人体产生极其细微的作用力。我们通过BCG记录仪来获取这种极其微弱的反作用力，进而进行分析计算，得出人体的心脏机能指标，通过对人体BCG生理特征的研究，医学人员可以得知患者的心脏机能情况包括心率，泵血，每博间隔值，呼吸率，心率变异性等指标。这些指标往往和人体的疾病如心脏病，消化系统疾病，免疫系统等健康状况息息相关，被动式原理传感器是采用骨传导技术监测到生命体动信号，被动式原理传感器对比主动式传感器没有驱动模组和发送信号功能故功耗极低，相差约等于15倍，同时也是因为主动式传感器具有驱动模组，驱动模组会发生驱动信号从而会对人体有电磁辐射，长期使用对人体有伤害，而被动式传感器没有驱动模组，故电磁辐射在安全范围内，被动式控制器采用被动无源电子技术、传感器信号处理集成模块和传感器自屏蔽回路设计，被动式数据平台具有生命体征信号一秒传输可视化、生命安全智能报警、生命健康分级预警和无缝对接车联网、物联网等平台的优点，平台软件主要用于心率监视、呼吸率监视、压疮管理、跌倒照顾、睡眠分析、起床活动、睡眠呼吸暂停监视、夜间离床监视、痉软发作监视和急重病预警，心率监视是指监视安静时的心率，跟踪长期趋势，识别健康状况和新药的影响，呼吸率监视是指监视安静时呼吸率，与长期的平均值对比，识别健康状况和新药的影响，压疮管理是指根据设定的时间间隔和上次动作发生的时间，自动生成短消息提醒看护人员给患者再次移动，跌倒照顾是指跟踪患者的在床和不在床信息，给护理人员提供即时的报警信息，护理人员能够给患者提供即时的帮助，减少跌倒造成的伤害，睡眠分析是指通过与长期趋势和医护标准在睡眠时间、躁动、夜间心率和呼吸率的对比来监控夜间睡眠质量，起床活动是指护理人员可以通过追踪病患的在床时间来监视需要日常活动的康复疗程，睡眠呼吸暂停监视是指通过监视患者的呼吸率来判断呼吸暂停状况并即时向医护人员报警，夜间离床监视是指通过监视患者夜间离床的时间点和长短来确定患者的异常离床情况并即时向医护人员报警，痉挛发作监视是指通过监视患者阵发性抽搐来监视患者痉挛发作并即时向医护人员报警，急重病预警是指通过监视患者的心率和呼吸率来判断心力衰竭或呼吸衰竭等急重病情况并即时向医护人员报警，算法服务器内安装有运算模块、报警模块、数据文件保存模块、作息模块、WebService模块、设备管理和版本管理，人工智能学习系统通过算法服务器学习并建立个人生活作息数据库，APP服务器内安装有APP服务模块，服务系统内安装有告警模块、系统权限模块、系统管理模块、字典管理模块、设备的管理模块、客户经理模块、客服管理模块、告警管理模块和统计模块；
运算模块有心率算法、秤重算法和上下床算法，心率算法根据采集到的数据计算出心率值，秤重算法根据采集到的数据计算出重量值，上下床算法结合心率算法与秤重算法得出上下床状态，报警模块具有各类报警的检测与回报和报警查询的功能，报警模块可以检测与回报报警讯息到伴系统、回报失败后的重新发送策略，同时也可以在前端页面进行报警讯息的查询，数据保存模块保存数据至指定地方，包括保存压缩后的文件到本地硬盘或远程FTP服务器，作息模块统计每日作息回报到系统，WebService模块数据外部调用接口，可调用数据包括设备讯息、报警讯息、上下床纪录、实时BCG数据、心率历史纪录、秤重历史纪录和睡眠质量纪录，设备管理是设备的讯息维护，包括设备讯息的增加、修改、查询、删除以及更新，版本管理是设备内部运用版本维护，包括应用版本的增加、修改、查询、删除以及更新；
APP服务是处理客户端的请求并与演算服务器交互，包括注册设备、登录、获取安装数据及校验结果、寻回或设置密码、查询每日睡眠、查询告警数据、查询趋势数据和查询睡眠质量分析，APP软件APP服务器的操作软件，APP软件具有接收异常告警信息、在床实时数据、查看每日睡眠记录、查看每周睡眠统计、查看每月睡眠曲线、分析睡眠品质、分析入睡情况、记录起夜次数、根据个人作息数据库预警可能性疾病、健康养生知识宝典和亲友分享的功能；
系统权限模块具有部门管理、用户管理、清单管理、对象管理、用户类别、经管用户和权限管理的功能，部门管理是指部门及其子部门增删修改查询，用户管理是指通过部门对用户进行增删修改查询，清单管理是指系统清单增删修改查询，对象管理指对象增删修改查询，用户类别是指给用户分配类别并增加全局照看人员和小区照看人员，经管用户是指经管者指定用户，权限管理是指制定经管者可访问到的清单，系统管理模块具有系统参数设置、系统操作日志、定时器管理、系统文件查看下载、系统实时发送记录、系统发送日志记录、通知模块设置和作息服务参数的功能，系统参数设置是指邮件服务器设置，伴服务中心公司基本信息设置，考勤参数设置，系统告警时设置，系统操作日志是指系统操作日志的查询和删除和数据信息来自伴服务系统每个增删修改操作，定时器管理是指定时器配置及其查看，系统文件查看是指查看系统中所有上传的文件信息和下载文件信息，系统实时发送记录是指系统的邮件和简讯实时发送纪录，系统发送日志记录是指系统的邮件和简讯发送日志纪录，通知模块设置是指各种通知的通过通知模块，作息服务参数是指一天的上下床状态纪录分割成作息纪录的依据，字典管理模块包括设备状态管理和投诉类别管理功能，主要是指设备状态和投诉类别增删修改查询，设备的管理模块包括设备类别管理和设备讯息管理的功能，客户管理模块具有客户讯息管理、客户基本讯息查看、客户完成讯息和查看的功能，客服管理模块具有客户事件管理、投诉任务管理、投诉任务处理反映、投诉任务查看和回访讯息管理的功能，告警处理模块具有告警事件类别管理、告警处理任务管理、告警讯息查询和告警监控的功能，统计模块具有设备统计、投诉讯息统计和告警统计的功能；
服务系统中的告警功能分为作息类告警、生命体征类告警和设备故障类告警，作息类告警有晚睡告警、晚起告警、夜间离床过久告警、卧床时间过久告警、频繁上下床告警，生命体征类告警有无心率告警、心动过缓告警、心动过速告警、主动求助告警，当用户发生异常情况无法离床求助时，可通过说明书上约定求助方式，敲打床边缘。后台系统接收到信号后，将自动判定该信号为用户发出的求助信息，设备故障类告警包括承重传感器故障告警、检测板故障告警、监测仪离线告警和网络故障回复通知，检测板故障告警的发生条件是与WiFi断开连接，监测仪离线告警的发生条件是网络中断三十分钟即三十分钟以上，关于告警流程可以参考图4；
生命体征监测系统具有查询设备安装地址及姓名、查询设备状态、查询心率状态、查询心率趋势图、查询BCG波形图、查询生活作息和查询报警记录的功能，设备状态分为正常、离线和未开通，心率状态分为离床和在床心率值多少次每分钟，心率趋势图需要关注心率值、重压值、实时心率和实时呼吸率，BCG波形图需要关注心率和呼吸率。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.带有心脏冲击扫描传感器的智能床垫，其特征在于，包括数据采集传感器、算法服务器、人工智能学习系统、APP服务器、服务系统和生命体征监测系统；
所述数据采集传感器采用心脏冲击扫描BCG技术，同时采用被动式传感器、控制器和数据平台以及平台软件作为辅助；
所述算法服务器内安装有运算模块、报警模块、数据文件保存模块、作息模块、WebService模块、设备管理和版本管理；
所述人工智能学习系统通过算法服务器学习并建立个人生活作息数据库；
所述APP服务器内安装有APP服务模块；
所述服务系统内安装有告警模块、系统权限模块、系统管理模块、字典管理模块、设备的管理模块、客户经理模块、客服管理模块、告警管理模块和统计模块。
2.根据权利要求1所述的带有心脏冲击扫描传感器的智能床垫，其特征在于，所述运算模块有心率算法、秤重算法和上下床算法；
心率算法根据采集到的数据计算出心率值，秤重算法根据采集到的数据计算出重量值，上下床算法结合心率算法与秤重算法得出上下床状态；
所述报警模块具有各类报警的检测与回报和报警查询的功能，报警模块可以检测与回报报警讯息到伴系统、回报失败后的重新发送策略，同时也可以在前端页面进行报警讯息的查询，所述数据保存模块保存数据至指定地方；
所述作息模块统计每日作息回报到系统，所述WebService模块数据外部调用接口，所述设备管理设备的讯息维护，所述版本管理设备内部运用版本维护。
3.根据权利要求1所述的带有心脏冲击扫描传感器的智能床垫，其特征在于，所述APP服务处理客户端的请求并与演算服务器交互；
所述APP软件APP服务器的操作软件，所述APP软件具有接收异常告警信息、在床实时数据、查看每日睡眠记录、查看每周睡眠统计、查看每月睡眠曲线、分析睡眠品质、分析入睡情况、记录起夜次数、根据个人作息数据库预警可能性疾病、健康养生知识宝典和亲友分享的功能。
4.根据权利要求1所述的带有心脏冲击扫描传感器的智能床垫，其特征在于，所述系统权限模块具有部门管理、用户管理、清单管理、对象管理、用户类别、经管用户和权限管理的功能；
所述系统管理模块具有系统参数设置、系统操作日志、定时器管理、系统文件查看下载、系统实时发送记录、系统发送日志记录、通知模块设置和作息服务参数的功能；
所述字典管理模块包括设备状态管理和投诉类别管理功能，所述设备的管理模块包括设备类别管理和设备讯息管理的功能；
所述客户管理模块具有客户讯息管理、客户基本讯息查看、客户完成讯息和查看的功能；
所述客服管理模块具有客户事件管理、投诉任务管理、投诉任务处理反映、投诉任务查看和回访讯息管理的功能；
所述告警处理模块具有告警事件类别管理、告警处理任务管理、告警讯息查询和告警监控的功能；
所述统计模块具有设备统计、投诉讯息统计和告警统计的功能。
5.根据权利要求1所述的带有心脏冲击扫描传感器的智能床垫，其特征在于，所述服务系统中的告警功能分为作息类告警、生命体征类告警和设备故障类告警；
所述作息类告警有晚睡告警、晚起告警、夜间离床过久告警、卧床时间过久告警、频繁上下床告警，所述生命体征类告警有无心率告警、心动过缓告警、心动过速告警、主动求助告警；
所述设备故障类告警包括承重传感器故障告警、检测板故障告警、监测仪离线告警和网络故障回复通知。
6.根据权利要求1所述的带有心脏冲击扫描传感器的智能床垫，其特征在于，所述生命体征监测系统具有查询设备安装地址及姓名、查询设备状态、查询心率状态、查询心率趋势图、查询BCG波形图、查询生活作息和查询报警记录的功能。
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