CN113974582A - 一种智能人体卧床状态监护系统及监护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种智能人体卧床状态监护系统及监护方法，该系统包括卧床状态感应装置和采集电路；卧床状态感应装置包括依次层叠的第一布料层、敏感层、短接层和第二布料层，敏感层由低电导率材料制成，短接层由高电导率材料制成；当第一布料层或第二布料层的预设区域受到压力时，敏感层和短接层接触；采集电路与敏感层电连接，采集电路用于获取敏感层的电阻的变化量，并输出人体的第一卧床状态。该方法根据电阻变化量判断人体卧床状态。本发明能够在较大面积区域内实现针对人体活动等不同强度的信号的高精度采集，并准确判断人体卧床状态，在出现异常和湿床时通过该系统进行报警提醒，极大地提高养老服务质量，甚至能够在危险情况下挽救老人的生命。
Description
技术领域
本发明涉及医疗辅助设备的技术领域，特别是涉及一种智能人体卧床状态监护系统及监护方法。
背景技术
近年来出现了一些用于辅助判断人体卧床状态的监护产品，其中用于检测老人离床、呼吸和心率的柔性压力传感器是这些产品的核心部件。目前大部分的柔性应力传感器为了提高信噪比，在传感器内部设置了一个垫片结构，使得传感器在未受应力时处于非导通状态；当受到应力作用时，传感材料直接与电极接通，构成导通回路。虽然这种柔性应力传感器能够实现电阻从无限大到千欧级的转变，信号变化幅度较大，但是存在着两个影响使用的缺点：
(1)由于引入了垫片结构，从而产生了一个最小响应应力阈值，只有外界应力大于该阈值，传感器才有响应，使得无法针对非常微弱应力的高精度测量。
(2)由于在无应力加载情况下，应力传感器处于非导通状态，初始电阻无穷大，无法通过采集电路进行准确测量，从而无法得知传感器的噪声等级。
上述两个缺点使得基于这类型柔性应力传感器的监护产品在针对如心率、呼吸等微弱信号进行测量时，一方面可能会出现压力过小，无法实现信号检测的窘境；另一方面，可能难以将这些微弱压力而产生的电学信号与噪声进行区分，甚至可能出现当死物放置于柔性应力传感器上面时，将传感器自身噪声误判为人体的心率或呼吸信号，严重影响产品的正常使用。此外，大部分人体卧床状态的监护产品都是单条状结构，对检测位置具有选择性，一旦不在合适的位置上，则无法准确获得呼吸、心率的数据。而针对一些生活不能自理的老人而言，其容易发生尿床的情况。
发明内容
基于此，本发明的目的在于，提供一种智能人体卧床状态监护系统及监护方法，能够在较大面积区域内实现针对心率、呼吸和体动等不同强度的信号的高精度采集，并准确判断老人“在床”、“离床”、“异常”等状态，能够在出现“异常”时通过远程监护系统进行报警提醒，极大地提高养老服务质量，甚至能够在危险情况下挽救老人的生命。
第一方面，本发明提供了一种智能人体卧床状态监护系统，包括卧床状态感应装置和采集电路；所述卧床状态感应装置包括依次层叠的第一布料层、敏感层、短接层和第二布料层，所述敏感层由低电导率材料制成，所述短接层由高电导率材料制成；当所述第一布料层或所述第二布料层的预设区域受到压力时，所述敏感层和所述短接层接触；所述采集电路与所述敏感层电连接，所述采集电路用于获取所述敏感层的电阻的变化量，并输出人体的第一卧床状态，所述第一卧床状态包括在床、离床和异常。
本发明所述的一种智能人体卧床状态监护系统，能够实现微弱的信号提取的同时提高传感器的信噪比。
进一步地，所述敏感层与所述短接层之间的接触点，随所述短接层受到的压力的增大而增多。
进一步地，所述敏感层包括多个低电导率布料，多个所述低电导率布料平行排列设置，多个所述低电导率布料互相以串联或者并联的方式连接，或者，多个所述低电导率布料之间互相不连接；
所述短接层包括多个高电导率布料，多个所述高电导率布料相互不连接的平行排列设置。
进一步地，所述高电导率布料的面积大于或等于所述低电导率布料的面积；
所述高电导率布料的数量大于或等于所述低电导率布料的数量。
进一步地，所述低电导率布料的电导率范围为10－8～103S/cm，所述低电导率布料与所述髙电导率布料之间的电阻相差至少两个量级。
进一步地，所述低电导率布料的一端设置有第一电极，所述低电导率布料的另一端设置有第二电极，所述第一电极与所述第二电极通过引线与所述采集电路电连接；
所述第一电极和所述第二电极之间减小的电阻，与所述敏感层和所述短接层之间的最大短接距离成正比，其中，所述短接距离为任意两个所述接触点之间的距离。
进一步地，还包括湿敏层，所述湿敏层设置于所述第一布料层远离所述敏感层的一侧，或者，所述湿敏层设置于所述第二布料层远离所述短接层的一侧；
所述采集电路还与所述湿敏层电连接，所述采集电路用于获取所述湿敏层的电阻，并输出人体的第二卧床状态，所述第二卧床状态包括湿床。
进一步地，所述湿敏层通过将多根导电纺纱线以平行的方式编织在具有疏水特性的布料中制成，所述湿敏层的电阻随湿度的增加而减小。
进一步地，还包括监控装置，所述监控装置与所述采集电路连接，所述监控装置用于接收所述采集电路发送的所述第一卧床状态和所述第二卧床状态。
第二方面，本发明还提供了本发明还提供了一种基于上述任一所述的智能人体卧床状态监护系统的人体卧床状态监护方法，包括如下步骤：
通过所述采集电路获取所述敏感层的初始电阻R0；
获得单位时间△t内，所述敏感层电阻的变化量△R；
将所述敏感层电阻的变化量△R与设定的阈值比较，得到所述敏感层的电阻信号所对应的信号类型，所述信号类型包括噪声、心率、人体呼吸波和体动，其中，所述噪声、所述心率、所述人体呼吸波和所述体动所对应的所述敏感层电阻的变化量△R依次增大。
进一步地，将所述敏感层电阻的变化量△R与设定的阈值比较，得到所述敏感层的电阻信号所对应的信号类型，包括：
令k＝△R/△t或k＝△R/R0；
将k与预先设置的第一阈值、第二阈值和第三阈值比较，得到所述k的信号类型，所述 k的信号类型包括噪声、小信号、中信号和大信号，其大小关系为：噪声<第一阈值<小信号< 第二阀值<中信号<第三阈值<大信号；
根据所述k的信号类型，得到所述敏感层的电阻信号所对应的信号类型，其中，所述小信号对应所述心率，所述中信号对应所述人体呼吸波，所述大信号对应所述体动。
进一步地，得到所述敏感层的电阻信号所对应的信号类型后，还包括如下步骤：
当所述信号类型包括噪声时，判断为非生命物体；
当所述信号类型包括大信号时，如果所述敏感层的电阻小于R0，则判断为有人体在床，否则判断为离床状态；
当所述信号类型包括中信号或小信号时，则判断为有人体在床，并采集所述敏感层的电阻信号作为人体的心率或呼吸频率信号。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明所述智能人体卧床状态监护系统通过设置敏感层和短接层，并使得短接层的电阻值远小于敏感层，使得敏感层在感受到压力产生形变，并与短接层接触时，与短接层之间产生短接从而大幅度降低敏感层原电阻值的大小，极大地提高敏感层在检测体动等大幅度信号时的信噪比。
2、本发明无需垫片结构，能够随着压力的进一步增大，短接距离的进一步增长来实现针对心脏跳动、呼吸用力等微弱压力的高灵敏检测。同时，由于在非受力状态时，低电导率布料存在着初始电阻，使得采集电路能够准确评估整个系统的固有噪声等级。
3、本发明的敏感层具有初始电阻值，所以能够通过采集电路来实现基于电阻变化率或斜率进行不同强度的人体信号识别，并有效区分微弱信号与噪声，最大限度地解决噪声误判为人体信号的问题，从而准确判断人体卧床时的不同状态。并能够通过远程监控系统进行呼吸异常、心率异常、湿床等快速报警提醒。
4、本发明的卧床状态感应装置为毯子外形设计，能够完全兼容各类型不同尺寸的床，从结构上解决检测位置具有选择性的问题。并且，该卧床状态感应装置由可水洗的布料制成，提高了重复利用率。
为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。
附图说明
图1为本发明实施例中的一种智能人体卧床状态监护系统的结构示意图；
图2本发明实施例中其为卧床状态感应装置1的结构示意图；
图3为敏感层13的结构示意图；
图4为敏感层13与短接层14的位置关系示意图；
图5为图4结构的等效电路图；
图6为本发明实施例中敏感层13与短接层14接触时的结构示意图；
图7为图6结构的等效电路图；
图8为本发明实施例中敏感层13与短接层14的实体图；
图9为本发明实施例中卧床状态感应装置的实体图；
图10本发明实施例中第一人体状态与敏感层的电阻之间的关系示意图；
图11为本发明实施例应用于湿床检测的模拟场景图；
图12为本发明基于智能人体卧床状态监护系统的人体卧床状态监护方法步骤示意图。
附图标记：1、卧床状态感应装置；11、湿敏层；12、第一布料层；13、敏感层；131、低电导率布料；132、第一电极；133、第二电极；14、短接层；141、高电导率布料；15、第二敏感层；2、采集电路；3、监控装置。
具体实施方式
现在参看后文中的附图，更完整地描述本发明，在图中，显示了本发明的实施例。然而，本发明可体现为多种不同的形式，并且不应理解为限于本文中所提出的特定实施例。确切地说，这些实施例用于将本发明的范围传达给本领域的技术人员。
除非另外限定，否则，本文中所使用的术语(包括技术性和科学性术语)应理解为具有与本发明所属的领域中的技术人员通常所理解的意义相同的意义。而且，要理解的是，本文中所使用的术语应理解为具有与本说明书和相关领域中的意义一致的意义，并且不应通过理想的或者过度正式的意义对其进行解释，除非本文中明确这样规定。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“坚直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
针对背景技术中提到的技术问题，本发明提供一种智能人体卧床状态监护系统，如图1 所示，其为本发明实施例中的一种智能人体卧床状态监护系统的结构示意图。本发明的一种智能人体卧床状态监护系统包括卧床状态感应装置1、采集电路2和监控装置3。
其中，卧床状态感应装置1包括依次层叠的第一布料层12、敏感层13、短接层14和第二布料层15，敏感层13由低电导率材料制成，短接层14由高电导率材料制成。当第一布料层12或第二布料层15的预设区域受到压力时，敏感层13和短接层14接触。采集电路2与敏感层13电连接，采集电路2用于获取敏感层13的电阻的变化量，并输出人体的第一卧床状态，第一卧床状态包括在床、离床和异常。监控装置3可以通过有线或无线的方式与采集电路2连接，监控装置3用于接收采集电路1发送的第一卧床状态。
其中，监控装置3可以是计算机，或者其他的监控设备，例如手机等智能终端，监控设备用于接收到采集电路1发送的第一卧床状态后，提示用户或护理人员该第一卧床状态。
在一个具体的实施例中，第一布料层12与敏感层13接触的一面设置有胶水层，第二布料层15与短接层14接触的一面设置有胶水层，第一布料层12、敏感层13、短接层14和第二布料层15可以通过热压、冷压、缝纫等方式固定制成上述卧床状态感应装置1。优选的，卧床状态感应装置1由可水洗布料制成，能够多次重复利用。
敏感层13两侧设有引线，用于与采集电路2实现电连接，敏感层13的电学输出为电阻信号，其电阻值随敏感层13受到的压力变化而变化。具体的，上述压力包括人体卧床而产生的体重压力、呼吸用力和心跳压力等。
在一个优选的实施例中，当上述第一布料层12或者第二布料层15受到上述压力时，敏感层13或者短接层14产生形变，使得敏感层13与短接层14之间接触并形成接触点，该接触点随敏感层13或者短接层14受到的压力的增大而增多。
如图2所示，其为卧床状态感应装置1的结构示意图，在一个优选地实施例中，敏感层 13包括多个低电导率布料131，多个低电导率布料131平行排列设置，多个低电导率布料131 互相以串联或者并联的方式连接，或者，多个低电导率布料131之间互相不连接。短接层14 包括多个高电导率布料141，多个高电导率布料141相互不连接的平行排列设置。
为了确保短接层14的电阻显著小于敏感层13的电阻，低电导率布料131的电导率范围为10－8～103S/cm，低电导率布料131与髙电导率布料141之间的电阻相差至少两个量级。在一个具体的实施例中，还可以使得高电导率布料141的面积大于或等于低电导率布料131的面积，高电导率布料141的数量大于或等于所述低电导率布料131的数量，进一步的确保敏感层13和短接层14之间保持较大的电阻差。
如图3所示，其为敏感层13的结构示意图，其中，低电导率布料131的一端设置有第一电极132，低电导率布料131的另一端设置有第二电极133，第一电极132与第二电极133通过引线与所述采集电路2电连接。短接层14远离敏感层13的一侧受到压力时，敏感层13与短接层14接触，使得敏感层13其中一部分低电导率布料131被高电导率布料141所短路，第一电极132和第二电极133之间的电阻会大幅度减小。
在一个具体的实施例中，如图4所示，其为本发明实施例中敏感层13与短接层14的位置关系示意图，敏感层13的第一电极132外接采集电路2的正极，第二电极133外接采集电路2的负极，从而使得采集电路2与第一电极132、低电导率布料131和第二电极133形成一供电回路。当敏感层13未受力时，敏感层13与短接层14未发生接触。此时，其等效电路如图5所示，其中，低电导率布料131的电阻即为初始电阻R0。
如图6所示，其为本实施例中敏感层13与短接层14接触时的结构示意图。当敏感层13 或者短接层14受到大小为F的力时，低电导率布料131与高电导率布料141完全接触，流经低电导率布料131的电流为I1’，流经高导电率布料141的电流为I2。由于高电导率布料141的电阻远小于低电导率布料131，使得主要的电流都是流经高电导率布料141，并在高电导率布料141中形成极大的短路电流I2，其等效电路如图7所示。低电导率布料131的电阻值为R1，高电导率布料141的电阻值为R2，R1和R2并接进供电回路。由于高电导率布料141 的电阻极小，相当于导线，此时相当于部分敏感层13被短接层14所短路，大大减小回路中的电阻，并增大回路中的电流。在宏观上呈现出敏感层13在感受到压力产生形变，并与短接层14接触时，敏感层13与短接层14之间产生短接从而大幅度降低卧床状态感应装置的初始电阻R0的大小，从而提高该应力传感器的信噪比。
在图4和图6的例子中，仅展示了敏感层13和短接层14完全不接触和完全接触时的两种状态。在理想情况下，卧床状态感应装置的预设区域内受到垂直向下的力，当卧床状态感应装置受力越大时，敏感层13与短接层14的短接路径越大，使得与敏感层13产生并联的短接层14的部分增多，从而卧床状态感应装置整体的电阻减小越多，使得卧床状态感应装置的电阻变化量大小与短接路径的大小成正比例关系，从而可以通过检测卧床状态感应装置电阻的大小变化量。
值得注意的是，虽然敏感层13和短接层14的接触面积随着压力的增大而增大，同时短接路径在变长，但本发明所述的应力传感器的电阻并非与所述的接触面积存在联系。因为在电阻的表达式中
接触面积S是需要垂直于电流的方向，才能对电阻R产生影响，而本发明实施例中的接触面积是与电流的方向平行，对卧床状态感应装置的电阻变化无贡献。故本发明所提及的技术是通过改变长度来实现卧床状态感应装置的电阻变化。
在另一个具体的实施例中，由于实际上敏感层13的表面不是绝对平整的，所以敏感层 13与短接层14之间由于受力大小的区别，有可能会产生多个接触点。敏感层13产生的形变随其受到应力的增大而增大，从而，当敏感层13受到应力时，其与短接层14的接触点会随着敏感层13受到的压力的增大而增多。第一电极3和第二电极4之间减小的电阻值，与敏感层13和短接层14之间的最大短接距离成正比，其中，任意两个接触点之间的距离称为短接距离，最大短接距离为两个距离最远的接触点之间的距离。
对于一些生活不能自理的老人，在床上卧躺时，容易发生尿床的问题。针对上述问题，智能人体卧床状态监护系统还通过设置湿床状态进行提醒，有助于提高养老服务质量。在一个优选地实施例中，如图1所示，智能人体卧床状态监护系统还包括湿敏层11，湿敏层11 设置于第一布料层12远离所述敏感层11的一侧，或者，所述湿敏层11设置于所述第二布料层15远离所述短接层14的一侧。所述采集电路2还与所述湿敏层11电连接，所述采集电路2用于获取所述湿敏层11的电阻，并输出人体的第二卧床状态，所述第二卧床状态包括湿床。
在一个优选的实施例中，湿敏层11通过将多根导电纺纱线以平行的方式编织在具有疏水特性的布料中制成。其中，湿敏层11的电阻随湿度的增加而减小。
采集电路2能够根据敏感层13两端的电阻进行算法处理，识别出第一卧床状态，并在出现异常状态时以蜂鸣、亮灯等方式进行报警。其中，异常状态包括呼吸异常、心率异常和血压异常。采集电路还可以把呼吸波、心率、血压、体动及其原始数据等信息发送至远程监控系统并在服务器储存。在一个优选的实施例中，采集电路2还能够根据湿敏层11的电阻，识别出第二卧床状态。
在一个具体的实施例中，监控装置3能够输出呼吸频率、心率、血压、体动次数和睡眠时间等信息，还可以将人体呼吸波、心跳冲击波、体动以曲线的形式显示。
卧床状态感应装置1内部的敏感层13和短接层14的实物图如图8所示，低导电率布料 131、第一电极132和第二电极133设置于短接层14的一侧，在图8中，短接层14的整体长度范围在40-50厘米，短接层14的整体宽度范围在2-3厘米。敏感层13的整体长度范围在50-55厘米，敏感层13的整体宽度范围在3-4厘米.在其他实施例中，敏感层13和短接层14的大小与长度可以根据应用场景的不同进行设置。
本申请的卧床状态感应装置1可以多种形态应用于不同的应用场景，如图9所示，其为一个实施例中卧床状态感应装置1的实物图，该卧床状态感应装置1为毯子外形设计，在其他实施例中，该卧床状态感应装置1还可以是其他适应不同床品的形状。如图10所示，本申请实施例应用于床、卧床以及呼吸检测中，得到如图10所示的第一人体状态与电阻的关系示意图。其中，卧床状态感应装置1可以是设置于床垫内或者铺设于床的表面。在图10中，当人体卧躺在设置有本申请实施例中的卧床状态感应装置1的床上时，卧床状态感应装置1能够感受到较大的压力，从而敏感层13电阻值迅速降低；随人体平躺于卧床后，该卧床状态感应装置1能够感受到人体卧躺呼吸波从而电阻值也随之波动；当人体吸气时，会增大对床垫的压力，从而敏感层13的电阻值会相对小幅度减小，当人体呼气时，会减小对床垫的压力，从而敏感层13的电阻值会相对小幅度增加。
而在人体侧躺时，由于对床垫感受到压力的受力面积减小，能够检测到比卧躺呼吸时更加明显的电阻变化，当人体翻身时，同样会引起较大的电阻波动变化；当人体离床时，对床垫施加的压力骤减，敏感层13也能迅速感受到其变化从而恢复到初始电阻值。
如图11，其为本申请实施例中的卧床状态感应装置1应用于湿床模拟检测中，得到如图 11所示的第二人体状态与电阻的关系示意图。在向湿敏层11倒水的过程中，可以看出，湿敏层11随着水不断渗入纤维内部，其电阻不断波动。当水完全渗入湿敏层11的纤维内部后，湿敏层11的部分区域湿度增加，其电阻值迅速减小，能够检测到其湿床状态。
如图12所示，本发明还提供一种基于上述任一所述的智能人体卧床状态监护系统的人体卧床状态监护方法，该方法步骤由采集电路执行，该方法步骤如下：
步骤S1：通过所述采集电路获取所述敏感层的初始电阻R0。
采集电路通过获取敏感层的初始电阻R0，能够准确评估整个系统的固有噪声等级，为后续有效区分微弱信号与噪声的区别提供判断依据。
步骤S2：获得单位时间△t内，所述敏感层电阻的变化量△R。
步骤S3：将所述敏感层电阻的变化量△R与设定的阈值比较，得到所述敏感层的电阻信号所对应的信号类型，所述信号类型包括噪声、心率、人体呼吸波和体动，其中，所述噪声、所述心率、所述人体呼吸波和所述体动所对应的所述敏感层电阻的变化量△R依次增大。
在一个具体的实施例中，将所述敏感层电阻的变化量△R与设定的阈值比较，得到所述敏感层的电阻信号所对应的信号类型，包括：
步骤S31：令k＝△R/△t或k＝△R/R0。
采集电路通过获取电阻变化率或斜率进行不同强度的人体信号识别，并有效区分微弱信号与噪声，最大限度地解决噪声误判为人体信号的问题，从而准确判断人体卧床时的不同状态。
步骤S32：将k与预先设置的第一阈值、第二阈值和第三阈值比较，得到所述k的信号类型，所述k的信号类型包括噪声、小信号、中信号和大信号，其大小关系为：噪声<第一阈值<小信号<第二阀值<中信号<第三阈值<大信号。
步骤S33：根据所述k的信号类型，得到所述敏感层的电阻信号所对应的信号类型，其中，所述小信号对应所述心率，所述中信号对应所述人体呼吸波，所述大信号对应所述体动。
在一个优选的实施例中，得到所述敏感层的电阻信号所对应的信号类型后，还包括如下步骤：
步骤S331：当所述信号类型包括噪声时，判断为非生命物体。
步骤S332：当所述信号类型包括大信号时，如果所述敏感层的电阻小于R0，则判断为有人体在床，否则判断为离床状态。
步骤S332：当所述信号类型包括中信号或小信号时，则判断为有人体在床，并采集所述敏感层的电阻信号作为人体的心率或呼吸频率信号。
具体的，第一卧床状态判断步骤如下，采集电路执行该步骤：
获取敏感层的电阻数据，实时依次计算数值k1、k2、k3。
将数值k的实时数据分别与第一阀值、第二阀值、第三阀值比较。
若数值k1为大信号，判断有物体在床，否则无物体在床。
若数值k2为大信号，有体动，判断有物体在床；若为小信号或者中信号，判断为在床，采集心率或者呼吸频率；若为噪声判断为无生命物体在床，警报异常。
在数值k1为大信号，判断为在床情况下，若数值k3为噪声，且无呼吸/心跳，警报异常；若数值k3为小信号或者中信号，判断为在床，继续采集心率或者呼吸频率；若数值k3为大信号，且电阻恢复到初始电阻，判断为离床，否则为体动，判断为在床。
在一个优选的实施例中，第二卧床状态判断步骤如下，采集电路执行该步骤：
获取所述湿敏层的电阻，根据所述湿敏阈值，确定所述人体状态，其中，所述人体状态为湿床。
当所述湿敏层的电阻小于所述湿敏阈值，则判断湿床，启动“湿床”指示灯亮灯，否则不亮灯。
本发明所述智能人体卧床状态监护系统通过设置敏感层和短接层，并使得短接层的电阻值远小于敏感层，使得敏感层在感受到压力产生形变，并与短接层接触时，与短接层之间产生短接从而大幅度降低敏感层原电阻值的大小，极大地提高敏感层在检测体动等大幅度信号时的信噪比。本发明无需垫片结构，能够随着压力的进一步增大，短接距离的进一步增长来实现针对心脏跳动、呼吸用力等微弱压力的高灵敏检测。同时，由于在非受力状态时，低电导率布料存在着初始电阻，使得采集电路能够准确评估整个系统的固有噪声等级。本发明的敏感层具有初始电阻值，所以能够通过采集电路来实现基于电阻变化率或斜率进行不同强度的人体信号识别，并有效区分微弱信号与噪声，最大限度地解决噪声误判为人体信号的问题，从而准确判断人体卧床时的不同状态。并能够通过远程监控系统进行呼吸异常、心率异常、湿床等快速报警提醒。发明中卧床状态感应装置为毯子外形设计，能够完全兼容各类型不同尺寸的床，从结构上解决检测位置具有选择性的问题。并且，该卧床状态感应装置由可水洗的布料制成，提高了重复利用率。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (12)
1.一种智能人体卧床状态监护系统，其特征在于：
包括卧床状态感应装置和采集电路；
所述卧床状态感应装置包括依次层叠的第一布料层、敏感层、短接层和第二布料层，所述敏感层由低电导率材料制成，所述短接层由高电导率材料制成；当所述第一布料层或所述第二布料层的预设区域受到压力时，所述敏感层和所述短接层接触；
所述采集电路与所述敏感层电连接，所述采集电路用于获取所述敏感层的电阻的变化量，并输出人体的第一卧床状态，所述第一卧床状态包括在床、离床和异常。
2.根据权利要求1所述的一种智能人体卧床状态监护系统，其特征在于：
所述敏感层与所述短接层之间的接触点，随所述第一布料层或所述第二布料层受到的压力的增大而增多。
3.根据权利要求2所述的一种智能人体卧床状态监护系统，其特征在于：
所述敏感层包括多个低电导率布料，多个所述低电导率布料平行排列设置，多个所述低电导率布料互相以串联或者并联的方式连接，或者，多个所述低电导率布料之间互相不连接；
所述短接层包括多个高电导率布料，多个所述高电导率布料相互不连接的平行排列设置。
4.根据权利要求3所述的一种智能人体卧床状态监护系统，其特征在于：
所述高电导率布料的面积大于或等于所述低电导率布料的面积；
所述高电导率布料的数量大于或等于所述低电导率布料的数量。
5.根据权利要求3所述的一种智能人体卧床状态监护系统，其特征在于：
所述低电导率布料的电导率范围为10－8～103S/cm，所述低电导率布料与所述髙电导率布料之间的电阻相差至少两个量级。
6.根据权利要求2所述的一种智能人体卧床状态监护系统，其特征在于：
所述低电导率布料的一端设置有第一电极，所述低电导率布料的另一端设置有第二电极，所述第一电极与所述第二电极通过引线与所述采集电路电连接；
所述第一电极和所述第二电极之间减小的电阻，与所述敏感层和所述短接层之间的最大短接距离成正比，其中，所述短接距离为任意两个所述接触点之间的距离。
7.根据权利要求1所述的一种智能人体卧床状态监护系统，其特征在于：
还包括湿敏层，所述湿敏层设置于所述第一布料层远离所述敏感层的一侧，或者，所述湿敏层设置于所述第二布料层远离所述短接层的一侧；
所述采集电路还与所述湿敏层电连接，所述采集电路用于获取所述湿敏层的电阻，并输出人体的第二卧床状态，所述第二卧床状态包括湿床。
8.根据权利要求7所述的一种智能人体卧床状态监护系统，其特征在于：
所述湿敏层通过将多根导电纺纱线以平行的方式编织在具有疏水特性的布料中制成，所述湿敏层的电阻随湿度的增加而减小。
9.根据权利要求7所述的一种智能人体卧床状态监护系统，其特征在于：
还包括监控装置，所述监控装置与所述采集电路连接，所述监控装置用于接收所述采集电路发送的所述第一卧床状态和所述第二卧床状态。
10.一种基于权利要求1至9任一项所述的智能人体卧床状态监护系统的人体卧床状态监护方法，其特征在于，包括如下步骤：
通过所述采集电路获取所述敏感层的初始电阻R0；
获得单位时间△t内，所述敏感层电阻的变化量△R；
将所述敏感层电阻的变化量△R与设定的阈值比较，得到所述敏感层的电阻信号所对应的信号类型，所述信号类型包括噪声、心率、人体呼吸波和体动，其中，所述噪声、所述心率、所述人体呼吸波和所述体动所对应的所述敏感层电阻的变化量△R依次增大。
11.根据权利要求10所述的人体卧床状态监护方法，其特征在于，将所述敏感层电阻的变化量△R与设定的阈值比较，得到所述敏感层的电阻信号所对应的信号类型，包括：
令k＝△R/△t或k＝△R/R0；
将k与预先设置的第一阈值、第二阈值和第三阈值比较，得到所述k的信号类型，所述k的信号类型包括噪声、小信号、中信号和大信号，其大小关系为：噪声<第一阈值<小信号<第二阀值<中信号<第三阈值<大信号；
根据所述k的信号类型，得到所述敏感层的电阻信号所对应的信号类型，其中，所述小信号对应所述心率，所述中信号对应所述人体呼吸波，所述大信号对应所述体动。
12.根据权利要求11所述的人体卧床状态监护方法，其特征在于，得到所述敏感层的电阻信号所对应的信号类型后，还包括如下步骤：
当所述信号类型包括噪声时，判断为非生命物体；
当所述信号类型包括大信号时，如果所述敏感层的电阻小于R0，则判断为有人体在床，否则判断为离床状态；
当所述信号类型包括中信号或小信号时，则判断为有人体在床，并采集所述敏感层的电阻信号作为人体的心率或呼吸频率信号。
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