CN113057622A - 一种智能监测呼吸的可穿戴设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能监测呼吸的可穿戴设备，包括由弹性材料制成的适于穿戴于身体上的主体部、多个呈纱线状的拉伸传感器、若干可拉伸导线、电路板和无线通信模块。每条拉伸传感器的两端均通过可拉伸导线连接至电路板；无线通信模块连接于电路板。每条拉伸传感器整体至少有两端固定在主体部上，且多条拉伸传感器配置在主体部的不同位置，以对应于身体不同的呼吸检测部位。其中，主体部未形变时，拉伸传感器处于无形变的正常伸展状态。该可穿戴设备上安装的拉伸传感器能实时智能监测人体的呼吸状态，能精准测量人体呼吸频率、幅度、呼吸差以及呼吸暂停时间，该设备简洁实用、方便携带，克服了只能在医院监测呼吸状态的限制，适用于家庭以及户外场景。

Description

一种智能监测呼吸的可穿戴设备

技术领域

本发明涉及智能实时监测呼吸的装置领域，具体涉及一种智能实时监测呼吸的可穿戴设备，该设备上安装有可随设备同步拉伸的传感器。

背景技术

传统的测量呼吸状态的方法是采用呼吸机监测的方式，机器占地大而且线路繁多，对使用环境和医护人员的依赖性较大，且使用地点受到限制。现有的可穿戴的智能监测呼吸设备的传感器多为波浪形，不能灵敏的感知人体呼吸时的身体围度变化，且未针对不同人群的不同呼吸方式，如胸腔或腹腔扩张来呼吸等，来设置多个不同部位的传感器，从而可能导致呼吸监测结果不准确。

发明内容

本发明的目的在于提供一种便捷可穿戴的智能实时监测呼吸的设备，以至少改善上述问题。

为了实现以上目的，本发明提供一种智能监测呼吸的可穿戴设备。所述可穿戴设备包括由弹性材料制成的适于穿戴于身体上的主体部、多个呈纱线状的拉伸传感器、若干可拉伸导线、电路板和无线通信模块。每条拉伸传感器的两端均通过可拉伸导线连接至所述电路板；所述无线通信模块连接于所述电路板。所有拉伸传感器、可拉伸导线、电路板和无线通信模块均安装在所述主体部上。每条拉伸传感器整体至少有两端固定在所述主体部上，且多条拉伸传感器配置在主体部的不同位置，以对应于身体不同的呼吸检测部位。

其中，所述主体部未形变时，所述拉伸传感器处于无形变的正常伸展状态。

作为本发明的智能监测呼吸的可穿戴设备：拉伸传感器为薄膜状柔性拉伸传感器或纤维状拉伸传感器。这些传感器随长度的变化，电、磁信号将发生变化。如传感器形变时，电阻、电容或电压、电流、频率、电感，将发生对应变化。对呼吸的数字图像化监示，如图3、图4所示。图3为布置在不同测试位置的五根拉伸传感器的电阻随时间的变化曲线图，以及对应的呼吸特征，吸气时，胸腔或腹腔扩张，呼吸幅度越大，传感器拉伸越大，电阻变化越大，虽然不同拉伸传感器感应的呼吸幅度不一样，但呼吸周期一致，由此可表征出呼吸状态。图4为经过电路板计算输出的在给定时刻，五根布置在不同测试位置的拉伸传感器感应的呼吸幅度值，可见不同测试位置的呼吸幅度不一样。

对于呼吸的测量是基于胸部和腹部的各种与扩张、收缩相关运动而进行。与这些相关运动，包括呼吸、咳嗽、打喷嚏、吐痰等，在图像化显示中，将显示不同的特征谱。

所述拉伸传感器之一的纤维状拉伸传感器，包括薄膜聚合物，弹性纤维和导电组分，其可以是电阻型传器，导电组分可以是银丝纤维、碳纳米管或金丝纤维。所述薄膜聚合物包覆在所述导电组分和弹性纤维的外部。传感器外层，由弹性、绝缘聚合物保护层包裹。

为了实际对呼吸相关运动监测，传感器的拉伸长度与传感器电、磁学性能变化，将呈线性关系。线性区应大于形变5％(如图10)，以满足呼吸幅度要求。

作为本发明的智能监测呼吸的可穿戴设备的进一步改进：所述主体部为每条拉伸传感器各设置一个条形通道，所述拉伸传感器穿过所述条形通道，条形通道的尺寸和拉伸传感器未形变时的尺寸相同，每个拉伸传感器的两端固定于所述主体部上。

作为本发明的智能监测呼吸的可穿戴设备的进一步改进：每个拉伸传感器的两端各通过一个电连接件来连接一根可拉伸导线，此可拉伸导线再连接至所述电路板。

作为本发明的智能监测呼吸的可穿戴设备的进一步改进：所述电连接件为微型接线卡扣或者金属子母扣。

作为本发明的智能监测呼吸的可穿戴设备的进一步改进：每个拉伸传感器的两端均使用导电银胶固定于所述电连接件，导电银胶的拉伸形变量可达20％以上，满足人体呼吸形变量的要求，适用于对人体呼吸维度变化的测量。

作为本发明的智能监测呼吸的可穿戴设备的进一步改进：所述主体部为紧身衣；多个所述拉伸传感器横向布置在所述紧身衣上，相对于人体的胸腔和腹腔位置。

作为本发明的智能监测呼吸的可穿戴设备的进一步改进：所述主体部为弹性绑带；所有拉伸传感器的走向设置为，在所述弹性绑带缠绕于人体躯干时，平行于人体躯干的围度方向。

作为本发明的智能监测呼吸的可穿戴设备的进一步改进：所述弹性绑带的两端分别安装钩圈和钩扣，所述钩扣能勾住所述钩圈而相互固定。除了钩圈和钩扣之外，还可以是魔术贴、子母扣等其他连接方式。

作为本发明的智能监测呼吸的可穿戴设备的进一步改进：所述弹性绑带为整面一体结构或者为多条平行的紧身条横向串接而成；所述拉伸传感器相互平行的设置在整面的弹性绑带上，或者为每条紧身条上设置一个拉伸传感器。

作为本发明的智能监测呼吸的可穿戴设备的进一步改进，所述无线通信模块为蓝牙模块、NB模块、wifi模块或者NFC模块，安装在所述电路板上，可发出无线信号，由手机等中继设备接收信号并向网络平台发送数据，由手机端或电脑终端接收信号并访问呼吸监测数据。

作为本发明的智能监测呼吸的可穿戴设备的进一步改进，所述可拉伸导线为可伸缩的铜导线或不锈钢纱线，柔软舒适耐弯折，使用方便。

作为本发明的智能监测呼吸的可穿戴设备的进一步改进，所述主体部的材质可以是氨纶，或者是氨纶含量为10～100％的面料，例如是氨纶含量为22％的面料。紧身衣本体材质还可以是聚酯、聚氨酯、聚酰胺、树脂或者莫代尔等。

本发明的智能监测呼吸的可穿戴设备可穿戴于人身上，设备上安装的拉伸传感器能实时智能监测人体的呼吸状态，能精准测量人体呼吸频率、幅度、呼吸差以及呼吸暂停时间，该设备简洁实用、方便携带，克服了只能在医院监测呼吸状态的限制，适用于家庭以及户外场景。

本发明的智能监测呼吸的可穿戴设备可以配合手机APP或微信小程序或单独使用，例如所述无线通信模块为蓝牙模块，可穿戴设备通过蓝牙模块向手机传输数据，手机将蓝牙信号转化为相应的数值数据并发送至服务器，也可通过NB、wifi直接上传数据，服务器接收手机端直接发来的数值数据，进行显示与修改数据库，网页端可直接访问数据库，获得数据将数据可视化，适用于健康人群或者卧床不易穿戴衣物人群的呼吸监测。

附图说明

图1为本发明的智能监测呼吸的智能紧身衣的正面结构示意图。

图2为本发明的智能监测呼吸的智能紧身衣的电路模块连接图。

图3为五根布置在不同测试位置的拉伸传感器的电阻随时间的变化曲线图，包括对应的呼吸特征。

图4为经过电路板计算输出的在给定时刻，五根布置在不同测试位置的拉伸传感器感应的呼吸幅度值。

图5为本发明的智能监测呼吸的智能紧身衣的反面结构示意图。

图6为本发明的智能监测呼吸的一种智能绑带的正面结构示意图。

图7为本发明的智能监测呼吸的一种智能绑带的反面结构示意图。

图8为本发明的智能监测呼吸的另一种智能绑带的正面结构示意图。

图9为本发明的智能监测呼吸的另一种智能绑带的反面结构示意图。

图10为本发明的拉伸传感器的拉伸形变量和阻值变化关系图。

图11为应用本发明的智能监测呼吸的可穿戴设备进行呼吸监测的流程图。

附图标记：拉伸传感器1、微型接线卡扣2、可拉伸导线3、电路板4、无线通信模块40、紧身衣本体5、绑带本体51、紧身条52、钩扣6、钩圈7、转化为数值8、接收数据和修改数据库9、数据可视化10。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进行详细介绍。

本发明实施例提出了一种智能监测呼吸的可穿戴设备，其适于穿戴于人身体上，并实现对用户的呼吸情况进行实时检测，从而至少部分的检测用户的健康情况。

在本实施例中，所述可穿戴设备的呈现形式可为智能紧身衣、智能绑带、智能贴条等，本发明不做具体限定。

为便于对本发明的理解，以下分别以可穿戴设备为智能紧身衣、智能绑带为例进行说明，但应当理解的是，在本发明的其他实施例中，其他形式的可穿戴设备也在本发明的保护范围之内。

例1

如图1和图2所示，在本实施例中，所述可穿戴设备为智能紧身衣，其包括由弹性材料制成的适于穿戴于身体上的紧身衣本体5、多个呈纱线状的拉伸传感器1、若干可拉伸导线3、电路板4和无线通信模块40。每条拉伸传感器1的两端均通过可拉伸导线3连接至电路板4。其中，拉伸传感器1和可拉伸导线3之间可以通过微型接线卡扣2连接。在其他实施例中，可以将微型接线卡扣2更换为金属子母扣等电连接件(能导电的连接件)，本发明不作具体限制。

在本实施例中，所述无线通信模块40连接于所述电路板4，可以集成在电路板4上，也可以通过可拉伸导线3连接于电路板4。所有拉伸传感器1、微型接线卡扣2、可拉伸导线3、电路板4和无线通信模块40均安装在紧身衣本体5上。所述无线通信模块40可以为蓝牙模块、NB模块、NFC模块、wifi模块、4/5G模块，其可发出无线信号，由手机端接收信号并访问呼吸监测数据。

该在本实施例中，通过所述无线通信模块40，该智能紧身衣可以与手机或者云端服务器配合来实现对用户呼吸监测数据的可视化监控。

例如，当所述无线通信模块40为蓝牙模块时，智能紧身衣通过蓝牙模块与用户手机的蓝牙模块建立连接，从而向手机传输数据，手机将蓝牙信号转化为相应的数值数据并发送至位于云端的服务器，服务器接收手机端发来的数值数据并修改数据库。医护人员可通过访问数据库，获得数据并将数据可视化，从而可以实时监控用户的呼吸情况。

再例如，所述无线通信模块40为4/5G模块或者wifi模块，则智能紧身衣可将采集的呼吸监测数据发送给云端的服务器，服务器接收智能紧身衣发来的数值数据并修改数据库。用户或者医护人员可通过访问数据库，获得数据并将数据可视化，从而可以实时监控用户的呼吸情况。

为了使拉伸传感器1能随紧身衣本体5的伸缩而同步伸缩，以感应人体胸腔或者腹腔的围度变化，从而计算出人体呼吸数据，需要每条拉伸传感器1的两端固定在紧身衣本体5上。上述两端固定，可以是拉伸传感器1两端各连接的一个微型接线卡扣2固定在紧身衣本体5上，使得拉伸传感器1能随紧身衣本体5的伸缩而同步伸缩。其中，当紧身衣本体5未形变时，所述拉伸传感器1处于无形变的正常展开的直线段状态。可选的，紧身衣本体5为每条拉伸传感器1各设置一个条形通道，所述拉伸传感器1穿过所述条形通道，条形通道的尺寸和拉伸传感器未形变时的尺寸相同。可选的，每个拉伸传感器1的两端均使用导电银胶固定于微型接线卡扣2，导电银胶的拉伸形变量可达20％以上，满足人体呼吸形变量的要求，适用于对人体呼吸维度变化的测量。

除了上述的两端固定，每条拉伸传感器1还可使用缝纫机小Z或S形走线法整体缝制在紧身衣本体5上，或者手动缝制在紧身衣本体5上，使得拉伸传感器1整体固定于紧身衣本体5，能随紧身衣本体5的伸缩而同步伸缩，从而可测得呼吸数据。

所述拉伸传感器1可以是薄膜聚合物表面镶嵌银丝纤维或碳纳米管或金丝纤维，也可以是薄膜聚合物包覆在导电纤维外部。拉伸传感器1受拉伸形变导致其阻值发生变化，电路板4能据此测算出呼吸变化量。

所述导线可拉伸导线3为可伸缩的铜导线或不锈钢纱线，柔软舒适耐弯折，使用方便。

所述紧身衣本体5的材质可以是氨纶，或者是氨纶含量为10～100％的面料，例如是氨纶含量为22％的面料。紧身衣本体5还可以是聚酯绑带、聚氨酯绑带或者树脂绑带等。

如图1所示，在本实施例中，紧身衣本体5的正面上布置了五根拉伸传感器1，且多条拉伸传感器配置在紧身衣本体5的不同位置，以对应于身体不同的呼吸检测部位，从而测量多个位置的呼吸数据。

具体地，考虑到不同的人在不同的状态下，其呼吸方式可能不一样，例如，在一些情况下，人可以可能是用腹腔呼吸，而在另一些情况下，人可能是用胸腔进行呼吸。相应的，在呼吸时，可能是胸腔围度变化大，也可能是腹腔围度变化大，如此，如果仅设置一根拉伸传感器1，例如，在用户的胸腔位置设置一根拉伸传感器1，则当用户用腹腔呼吸时，该拉伸传感器1可能无法实现准确的监控，进而导致部分呼吸数据缺失的问题。

鉴于此，本实施例通过在紧身衣本体5上设置多根拉伸传感器1，可以同时兼顾多种不同的呼吸方式，避免出现数据漏测的情况。

本实施例中，特别的，所述拉伸传感器1的数量为五根，这五根拉伸传感器1相互平行，且并联于电路板4。每根拉伸传感器1均横向布置在紧身衣本体5上，当其穿戴于人身上时，拉伸传感器1依人体的胸腔和腹腔围度方向贴附于人体的胸腔和腹腔位置，能依胸腔和腹腔的扩张和收缩而同步的拉伸或收缩，达到感应人体呼吸状态的目的。上述在紧身衣本体5上布置五根拉伸传感器1不是唯一方案，在其他实施例中，也可以是在紧身衣本体5上布置一到四根或者五根以上的拉伸传感器1。

图3示出了五根布置在不同测试位置的拉伸传感器1的电阻随时间的变化曲线，可以看出，不同的位置的拉伸传感器1的形变量不同，反应出呼吸幅度不同。图3中传感器(3)和传感器(2)为布置在胸腔部位，呼吸幅度较大；图3中传感器(1)、传感器(5)和传感器(4)布置在腹腔部位，其电阻随时间的变化起伏较小；以上表明测试者主要使用胸腔的扩张和收缩来呼吸。图3中有30秒的时间段内五个传感器均未感应呼吸幅度变化，可以判断此阶段处于呼吸暂停状态。虽然五根传感器感应的呼吸幅度有差异，但其感应的呼吸周期一致，符合人体的呼吸状况。

图4示出了经过电路板计算输出的在给定时刻，五根布置在不同测试位置的拉伸传感器感应的呼吸幅度值，不同位置感应的呼吸幅度差异较大，其中，传感器(3)和传感器(2)为布置在胸腔部位，呼吸幅度较大。

该智能监测呼吸的可穿戴设备，穿戴于人身体上，能实现对用户的呼吸情况，如咳嗽、打喷嚏等进行实时检测。其原理是，由于人在呼吸时，在不同的呼吸状态下，如正常呼吸、深呼吸、咳嗽、打喷嚏等，人体围度的变化是不同，利用布置在不同测试位置的拉伸传感器1，测试其电阻随时间的变化曲线，来指示人体呼吸状态。由于拉伸传感器1的形变量越大，其电阻变得越大，可以得到电阻值的走势随人体围度的变化而变化的曲线走势图。每种呼吸状态都有其各自的曲线特征，电路板4中记录各种呼吸状况的数据特征，如此可通过实时生成的电阻变化曲线来判断用户当然的呼吸状况或者呼吸阶段。例如：正常呼吸阶段，其曲线平缓，波形稳定；深呼吸阶段，波峰较高，呼吸周期较长；咳嗽阶段，由于咳嗽时呼吸急促，波峰表现为尖且密集；打喷嚏阶段，表现为单尖波谷，并在单尖波谷后有一段弱呼吸阶段，表现为宽且持续降低的波谷。

如图5所示，为本实施例的智能监测呼吸的智能紧身衣的背面结构图，和普通背心类似，不再赘述。

综上所述，本实施例的智能监测呼吸的智能紧身衣可穿戴于人身上，紧身衣上安装的拉伸传感器1能实时智能监测人体的呼吸状态，能精准测量人体呼吸频率、幅度、呼吸差以及呼吸暂停时间，该智能紧身衣使用方便、易携带，克服了只能在医院监测呼吸状态的限制，适用于家庭以及户外场景。

例2

如图6所示，所述可穿戴设备为智能绑带，图6为智能监测呼吸的智能绑带的正面结构示意图，该智能绑带可以绑在人身上，覆盖胸腔以及腹腔位置，感应人体的呼吸状态。该智能绑带包括拉伸传感器1、微型接线卡扣2、可拉伸导线3、电路板4、弹性面料制成的绑带本体51和绑带固定件。所述绑带固定件包括可拆分又能重新连接的两部分，可以是排扣或者魔术贴等，两部分分别安装在绑带本体51的两端。

如图7所示，为智能绑带的背面结构示意图，所述绑带固定件为排扣，该排扣包括钩扣6和钩圈7，钩扣6通过缝纫固定于绑带本体51的一端，钩圈7通过缝纫固定于绑带本体51的另一端。钩扣6为一排并列的金属钩，钩圈7包括三排或者多余或少于三排的平行金属圈，每排金属圈的数量和钩扣6的金属钩数量相同，钩扣6可以选择钩圈7的任意一排金属圈来钩住固定，以调整松紧度。

拉伸传感器1为纱线状，可使用缝纫机小Z或S形走线法缝制在绑带本体51上，也可手动缝制，使得拉伸传感器1整体固定于绑带本体51，使得拉伸传感器1能随绑带本体51的伸缩而同步伸缩，以测得呼吸数据。除了整体固定，也可以是两端固定，拉伸传感器1通过两端各连接一个微型接线卡扣2，每个微型接线卡扣2固定于绑带本体51，也能使得拉伸传感器1能随绑带本体51的伸缩而同步伸缩。如图6所示，本例中，绑带本体51上布置了五根拉伸传感器1，每根拉伸传感器1的走向均和绑带本体51的长边走向相同，以在佩戴于人体时，均横向布置于人体的胸腔或者腹腔位置，能依胸腔或腹腔的扩张和收缩而同步的拉伸或收缩，达到感应人体呼吸状态的目的。在其他实施例中，也可以是在绑带本体51上布置一到四根或者五根以上的拉伸传感器1。

每根拉伸传感器上1的两端均连接一个所述微型接线卡扣2。每个微型接线卡扣2还通过可拉伸导线3连接于所述电路板4，五根拉伸传感器上1之间为并联状态，以测量多个位置的呼吸数据。

其中，拉伸传感器1、微型接线卡扣2、可拉伸导线3和电路板4均可以埋设在绑带本体51内部，以阻隔外界伤害因素，延长部件的使用寿命。

在其他实施例中，可以将微型接线卡扣2更换为金属子母扣等电连接件，本发明不作具体限制。

电路板4上安装有无线通信模块，该无线通信模块可以为蓝牙模块、NB模块或者NFC模块等，可发出无线信号，由接收端如手机接收信号并访问呼吸监测数据。

所述绑带本体51由高弹性的绷带组成，其不仅弹性高而且穿戴方便。绑带本体51的材质可以是氨纶，或者是氨纶含量为10～100％的面料，例如是氨纶含量为22％的面料，绑带本体51的高弹成分还可以是聚酯、聚酰胺、聚氨酯、树脂或者莫代尔等。选用高弹性的材料作衬底，拉伸形变量可达20％以上，满足人体呼吸的形变量要求，能用于对人体呼吸数据的测量。

所述拉伸传感器1布置在绑带本体51上，智能绑带根据测试需求固定在人体上，不仅可以测量胸腔的呼吸变化量，还可以测量腹腔的呼吸变化量，通过综合可穿戴的绑带本体51以及拉伸传感器1和电路板4，并使用手机端接收无线信号，能实时监测佩戴者的呼吸状态。

其中，所述拉伸传感器1可以为柔性纱线状，柔性纱线中含有导电组分，所述拉伸传感器还可以是薄膜聚合物表面镶嵌银丝纤维或碳纳米管或金丝纤维，也可以是薄膜聚合物包覆在导电纤维外部。拉伸传感器1受拉伸形变导致其阻值发生变化，电路板4能据此测算出呼吸变化量。

每个微型接线卡扣2，均包括一个子扣和一个母扣。拉伸传感器1的两端分别使用导电银胶固定连接一个母扣。每根可拉伸导线3的一端连接一个子扣，另一端连接所述电路板4；所述子扣和所述母扣通过摁接固定。母扣和子扣的材质可以是铜等金属材质。

拉伸传感器1以及导电银胶的拉伸形变量均可达20％以上，满足人体呼吸形变量的要求，适用于对人体呼吸维度变化的测量。

本例的智能监测呼吸的智能绑带可以配合手机APP或微信小程序使用，例如所述无线通信模块为蓝牙模块，智能绑带通过蓝牙模块向手机传输数据，手机将蓝牙信号转化为相应的数值数据并发送至服务器，服务器接收手机端发来的数值数据并修改数据库，网页端可直接访问数据库，获得数据将数据可视化，适用于健康人群或者卧床不易穿戴衣物人群的呼吸监测。

其中，本例中的拉伸传感器测试感应到的呼吸状况可以参考图3和图4，参考例1所述。

例3

如图8和图9所示，所述可穿戴设备为另一种结构的智能绑带，其中图8为该智能绑带的正面结构示意图。该智能绑带可以绑在人身上，能覆盖到人体胸腔和腹腔位置，感应人体的呼吸状态。该智能绑带与例2的智能绑带不同的是：例2的智能绑带为整面一体结构，而本例3的智能绑带为多条平行的紧身条52，通过连接条8串接而成。

其余部分大致与例2相同，例如，如图8所示，本例3的智能绑带也包括拉伸传感器1、微型接线卡扣2、可拉伸导线3、电路板4、五条弹性面料制成的紧身条52和绑带固定件，每条紧身条上设置一个拉伸传感器1，五条横向的紧身条52通过两条纵向的连接条8串接而成，可拉伸导线3以连接条8为过道而设置。如图9所示，该智能绑带的绑带固定件为排扣，该排扣包括钩扣6和钩圈7。钩扣6通过缝纫固定于绑带本体5的一端，钩圈7通过缝纫固定于绑带本体5的另一端。钩扣6为一排并列的金属钩，钩圈7包括三排或者多余或少于三排的平行金属圈，每排金属圈的数量和钩扣6的金属钩数量相同，钩扣6可以选择钩圈7的任意一排金属圈来钩住固定，以调整松紧度。

本例的智能监测呼吸的智能绑带可以配合手机APP或微信小程序使用，例如所述无线通信模块为蓝牙模块，智能绑带通过蓝牙模块向手机传输数据，手机将蓝牙信号转化为相应的数值数据并发送至服务器，服务器接收手机端发来的数值数据并修改数据库，网页端可直接访问数据库，获得数据将数据可视化，适用于健康人群或者卧床不易穿戴衣物人群的呼吸监测。

需要说明的是，以上例1～3中，当可穿戴设备穿戴于人身上时，拉伸传感器在呼气阶段、吸气阶段以及未呼吸时，拉伸传感器均是处于拉伸状态的，呼吸时，拉伸传感器发生形变，其电阻发生相应变化，通过实时监测拉伸传感器的电阻可以检测出人体当时的呼吸状况。

试验例

图10为15cm长的拉伸传感器1的拉伸形变和阻值变化的关系图，重复拉伸十次，图10中1～10表示十次测试的拉伸形变和阻值变化的关系曲线，可以看到形变量在10％以内时电阻和形变量呈线性关系，满足呼吸幅度的测试要求，拉伸传感器1的电阻为1275～1600Ω左右。可拉伸导线3的电阻为每米30欧左右，远小于拉伸传感器1的电阻，可拉伸导线3的电阻对于电路整体的电阻变化率影响微乎其微。

本发明的智能实时监测呼吸的可穿戴设备可以配合手机APP使用，电路板4上的无线通信模块为蓝牙模块，智能绑带通过蓝牙模块每0.25秒发出一次蓝牙信号，手机将蓝牙信号转化为相应的数值数据并发送至服务器，服务器接收手机端发来的数值数据并修改数据库，网页端可直接访问数据库获得数据，将数据可视化，得到呼吸状况数据。

图11展示了应用本发明的智能实时监测呼吸的可穿戴设备进行智能监测呼吸的具体流程。穿戴上智能可穿戴设备之后，打开电路板4的开关，拉伸传感器1将实时变化的阻值通过电路板4上低功耗蓝牙传输至用户的手机设备。手机端基于android的APP接受蓝牙信号，再将蓝牙信号转化为数值8(数据格式：均值_1_2_3_4_5)，并发送数据至服务器端进行处理。服务器部署在阿里云上，方便用户随时随地进行数据访问，服务器使用php架构接收数据和修改数据库9。数据处理后使用html和js(echarts)网页端进行数据可视化10，用户只需要通过谷歌或者火狐浏览器直接访问https://101.200.133.253/test/index.html，就可以获取相关的呼吸变化信息。

本发明的可穿戴的智能监测呼吸的设备，只需要将设备穿戴于人身上，将设备通过无线连接到手机端或直接连接到终端，就能在指定的网页、APP或微信小程序，或终端，实现个体或团体的呼吸状态的实时观察，实现无线、可穿戴、可自由活动。呼吸的数据，如呼吸频率、幅度、呼吸幅度、呼吸暂停、咳嗽、打喷嚏、吐痰等与呼吸相关的活动与症状，通过可视化数据，实现直接的监测。相较于传统测量呼吸的方法更加便捷，不受人力和地点的限制，监测内容与范围更广，并能够对某种病症，进行实时长时间的监控。即使人在家中，健康医生也能观察到监测人的呼吸状况。

Claims (10)

1.一种智能监测呼吸的可穿戴设备，其特征在于：所述可穿戴设备包括由弹性材料制成的适于穿戴于身体上的主体部、多个呈纱线状的拉伸传感器、若干可拉伸导线、电路板和无线通信模块；每条拉伸传感器的两端均通过可拉伸导线连接至所述电路板；所述无线通信模块连接于所述电路板；所有拉伸传感器、可拉伸导线、电路板和无线通信模块均安装在所述主体部上，每条拉伸传感器整体至少有两端固定在所述主体部上，且多条拉伸传感器配置在主体部的不同位置，以对应于身体不同的呼吸检测部位；

其中，所述主体部未形变时，所述拉伸传感器处于无形变的正常伸展状态。

2.根据权利要求1所述的智能监测呼吸的可穿戴设备，其特征在于：所述拉伸传感器包括薄膜聚合物和导电组分；所述导电组分为银丝纤维、碳纳米管或金丝纤维；所述薄膜聚合物包覆在所述导电组分外部。

3.根据权利要求1所述的智能监测呼吸的可穿戴设备，其特征在于：所述主体部为每条拉伸传感器各设置一个条形通道，所述拉伸传感器穿过所述条形通道，条形通道的尺寸和拉伸传感器未形变时的尺寸相同，每个拉伸传感器的两端固定于所述主体部上。

4.根据权利要求1所述的智能监测呼吸的可穿戴设备，其特征在于：每个拉伸传感器的两端各通过一个电连接件来连接一根可拉伸导线，此可拉伸导线再连接至所述电路板。

5.根据权利要求4所述的智能监测呼吸的可穿戴设备，其特征在于：所述电连接件为微型接线卡扣或者金属子母扣。

6.根据权利要求4所述的智能监测呼吸的可穿戴设备，其特征在于：每个拉伸传感器的两端均使用导电银胶固定于所述电连接件。

7.根据权利要求1所述的智能监测呼吸的可穿戴设备，其特征在于：所述主体部为紧身衣；多个所述拉伸传感器横向布置在所述紧身衣上，相对于人体的胸腔和腹腔位置。

8.根据权利要求1所述的智能监测呼吸的可穿戴设备，其特征在于：所述主体部为弹性绑带；所有拉伸传感器的走向设置为，在所述弹性绑带缠绕于人体躯干时，平行于人体躯干的围度方向。

9.根据权利要求8所述的智能监测呼吸的可穿戴设备，其特征在于：所述弹性绑带的两端分别安装钩圈和钩扣，所述钩扣能勾住所述钩圈而相互固定。

10.根据权利要求8所述的智能监测呼吸的可穿戴设备，其特征在于：所述弹性绑带为整面一体结构或者为多条平行的紧身条横向串接而成；所述拉伸传感器相互平行的设置在整面的弹性绑带上，或者为每条紧身条上设置一个拉伸传感器。

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