CN115137582B - 一种智能护理枕控制方法、装置及智能护理枕 - Google Patents

一种智能护理枕控制方法、装置及智能护理枕 Download PDF

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Abstract

本发明属于智能医疗技术领域，具体涉及一种智能护理枕控制方法、装置及智能护理枕，包括获取采集装置采集的信息，所述信息包括护理枕气囊内压力信息以及被护理者的呼吸信息，将所述护理枕气囊内压力信息与预设接触压力进行比较，得到第一比较结果，以及将被护理者的呼吸信息与预设正常呼吸状态进行比较，得到第二比较结果；根据所述第一比较结果，调整护理枕的压力，和/或，根据所述第二比较结果按照预设策略唤醒被护理者。本发明调整护理枕的压力，改善被护理者使用舒适度，从而达到按摩脸部，预防由局部压力长期较高引起的压疮；在呼气传感器监测生命信号异常时，能够唤醒被护理者。

Description

一种智能护理枕控制方法、装置及智能护理枕
技术领域
本发明属于智能医疗技术领域，具体涉及一种智能护理枕控制方法、装置及智能护理枕。
背景技术
随着人口老龄化问题日益加剧，需要护理的人的数量日益加剧，而在一些特殊情况下受护理者必须俯卧于床上，因此会造成面部肌肤长期受压导致组织缺血缺氧引起的面部局部溃疡即压疮的发病率大大提高。临床上，医护人员通过定时的改变患者面部位置来预防压疮，通常为1-2小时，时间甚至更短，在重症病房的相关护理任务更是异常繁重。市面上现有的专业的护理枕头非常少，在俯卧位使用能够预防面部压疮的智能护理枕头在市面上几乎没有。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明实施例提供以下技术方案：
第一方面，本申请提供一种智能护理枕控制方法，包括：
获取采集装置采集的信息，所述信息包括护理枕气囊内压力信息以及被护理者的呼吸信息，
将所述护理枕气囊内压力信息与预设接触压力进行比较，得到第一比较结果；以及将被护理者的呼吸信息与预设正常呼吸状态进行比较，得到第二比较结果；
根据所述第一比较结果，调整护理枕的压力，和/或，根据所述第二比较结果按照预设策略唤醒被护理者。
进一步地，在将所述护理枕气囊内压力信息与预设接触压力进行比较，得到第一比较结果，以及将被护理者的呼吸信息与预设正常呼吸状态进行比较，得到第二比较结果之前，还包括：
将所述护理枕气囊内压力信息按照预设转换算法转换为被护理者的呼吸信息与护理枕之间的接触压力。
进一步地，根据所述第一比较结果，调整护理枕的压力，包括：
若所述第一比较结果为所述接触压力超过预设接触压力阈值，则按照预设调整策略调整护理枕的压力；
若所述第一比较结果为所述接触压力未超过预设接触压力阈值，则维持原状态。
进一步地，根据所述第二比较结果按照预设策略唤醒被护理者，包括：
若所述第二比较结果为所述被护理者的呼吸信息为非正常呼吸状态，则按照预设唤醒策略进行唤醒操作。
进一步地，所述若所述第二比较结果为所述被护理者的呼吸信息为非正常呼吸状态，则按照预设唤醒策略进行唤醒操作，包括：
获取所述异常呼吸持续的时长，作为当前时刻数据；
判断所述当前时刻数据是否在预设时长内；
若所述当前时刻数据在预设时长内，则判定所述当前时刻数据为非唤醒时刻；
若所述当前时刻数据不在预设时长内，则判断所述当前时刻数据为唤醒时刻，则按照预设唤醒策略进行唤醒操作。
进一步地，所述若所述第二比较结果为所述被护理者的呼吸信息为非正常呼吸状态，则按照预设唤醒策略进行唤醒操作，包括：
所述唤醒策略包括三级唤醒：一级唤醒为语音唤醒，单片机向语音通讯模块发送控制信号，控制语音通讯模块播放唤醒语音；
二级唤醒包括：语音唤醒和控制手臂气囊按照60次/s的频率循环充放气；
三级唤醒包括：语音唤醒和控制手臂气囊按照60次/s的频率循环充放气，以及控制头部左外侧气囊、头部右外侧气囊按照预设充放气时间间隔，交替充放气。
第二方面，本发明提供一种智能护理枕控制装置，包括：
获取模块，用于获取采集装置采集的信息，所述信息包括护理枕气囊内压力信息以及被护理者的呼吸信息，
比较模块，用于将所述护理枕气囊内压力信息与预设接触压力进行比较，得到第一比较结果；以及将被护理者的呼吸信息与预设正常呼吸状态进行比较，得到第二比较结果；
执行模块，用于根据所述第一比较结果，调整护理枕的压力，和/或，根据所述第二比较结果按照预设策略唤醒被护理者。
第三方面，本申请提供一种智能护理枕，用于执行如第一份方面所述的方法，包括：
枕头主体、呼吸检测传感器、下位机电气箱、上位机以及手臂气囊；
所述枕头主体放于床上使用；
所述呼吸检测传感器设置于被护理者胸腔正下方；
所述下位机电气箱置于医疗床旁边，用于收纳小型气泵、辅助排气泵、stm32单片机、继电器模块、气压传感器、二位二通电磁阀以及电源模块；所述小型气泵、辅助排气泵用于为枕头主体中气囊充气；
所述上位机位于医疗床旁边的操作台上，用于接收下位机发出的数据，通过自适应算法处理数据后，向下位机发出控制信号，以便当被护理者生命特征异常时执行唤醒操作。
进一步地，
所述枕头主体包括外部海绵包裹材料、枕芯气囊、左内侧气囊覆盖海绵层、右内侧气囊覆盖海绵层、语音通讯模块；
所述枕头主体中心有凹陷形成凹坑，左外侧气囊、右外侧气囊预埋在凹坑周围的海绵包裹材料中，在凹坑内有左内侧气囊、右内侧气囊、左内侧气囊覆盖海绵层和右内侧气囊覆盖海绵层；
所述左外侧气囊、右外侧气囊的放气电磁阀分别与辅助排气泵连接。
进一步地，所述手臂气囊由弹性束带和挤压气囊组成，佩戴于被护理者大臂；由stm32单片机控制挤压气囊以固定频率充放气，配合弹性束带对被护理者手臂按固定频率挤压。
本发明具有以下有益效果：
本发明实施例提供的一种智能护理枕控制方法，包括获取采集装置采集的信息，所述信息包括护理枕气囊内压力信息以及被护理者的呼吸信息，将所述护理枕气囊内压力信息与预设接触压力进行比较，得到第一比较结果；将被护理者的呼吸信息与预设正常呼吸状态进行比较，得到第二比较结果；根据所述第一比较结果，调整护理枕的压力；根据所述第二比较结果按照预设策略唤醒被护理者。本发明调整护理枕的压力，仰卧位调整压力，改善舒适度，俯卧位定时按摩脸部，改善被护理者使用舒适度，预防压疮预防由局部压力长期较高引起的压疮；在呼气传感器监测生命信号异常时，能够唤醒被护理者。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一个实施例中一种智能护理枕控制方法流程示意图。
图2是本发明另一个实施例中一种智能护理枕控制装置结构示意图。
图3是本发明某些实施方式的智能护理枕系统的结构示意图。
图4是枕芯气囊、语音通讯模块的结构及安装位置示意图。
图5是所述左内侧气囊、右内侧气囊、左内侧气囊覆盖海绵层和右内侧气囊覆盖海绵层安装示意图。
图6是所述智能护理枕头系统的电气连接示意图。
图7是俯卧位使用枕头调整示意图。
图8是所述手臂气囊的结构示意图。
图9智能护理枕系统功能框图。
图10智能护理枕系统主程序流程图。
图11智能护理枕系统串口中断程序流程图。
图12智能护理枕系统仰卧自适应调整子程序流程图。
图13智能护理枕系统俯卧调整子程序流程图。
图14智能护理枕系统唤醒子程序流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
针对相关技术中的问题，本发明提供一种智能护理枕控制方法，图1为本申请一个实施例提供的一种智能护理枕控制方法的流程示意图，如图1所示，该方法包括如下步骤：包括：
步骤S101、获取采集装置采集的信息，所述信息包括护理枕气囊内压力信息以及被护理者的呼吸信息。
其中，采集装置包括气囊压力采集器和呼吸检测传感器；气囊压力采集器用于采集气囊的内压，呼吸检测传感器用于采集被护理者的呼吸。
气囊压力采集器按照预设时间间隔向stm32单片机(31)发送气囊压力信息。本领域技术人员可以根据实际需求设置预设时间间隔，本申请对时间间隔不做具体显示，气囊压力采集器按照预设时间间隔向stm32单片机(31)发送所述气囊压力信息，从而上位机能够及时的获取气囊的压力信息。
步骤S102、将所述护理枕气囊内压力信息与预设接触压力进行比较，得到第一比较结果，以及将被护理者的呼吸信息与预设正常呼吸状态进行比较，得到第二比较结果；
步骤S103、根据所述第一比较结果，调整护理枕的压力，和/或，根据所述第二比较结果按照预设策略唤醒被护理者。
具体地，由上位机(4)向stm32单片机(31)发出信号，控制左外侧气囊(121)、右外侧气囊(124)按照一定节奏动作，从而调整了护理枕的压力，调整了患者位姿，按摩使用者面部，从而预防压疮的产生。
具体地，当上位机通过采集到的呼吸信号判断出呼吸信号异常时(例如呼吸减弱、呼吸频率明显加快或呼吸暂停)，上位机(4)向stm32单片机(31)发送唤醒命令，由下位机执行唤醒操作。
可以理解为，本发明实施例提供的一种智能护理枕控制方法、装置及智能护理枕，包括获取采集装置采集的信息，所述信息包括护理枕气囊内压力信息以及被护理者的呼吸信息，将所述护理枕气囊内压力信息与预设接触压力进行比较，得到第一比较结果，以及将被护理者的呼吸信息与预设正常呼吸状态进行比较，得到第二比较结果；根据所述第一比较结果，调整护理枕的压力，和/或，根据所述第二比较结果按照预设策略唤醒被护理者。本发明调整护理枕的压力，改善被护理者使用舒适度，从而达到按摩脸部，预防由局部压力长期较高引起的压疮；在呼气传感器监测生命信号异常时，能够唤醒被护理者。在一个实施例中，在将所述护理枕气囊内压力信息与预设接触压力进行比较，得到第一比较结果之前，还包括：
将所述气囊内压力信息按照预设转换算法转换为被护理者的呼吸信息与护理枕之间的接触压力。将气囊压力转换为被护理者的呼吸信息与护理枕之间的接触压力之后，进而进行压力数据显示。数据显示主要是显示气囊的接触压力，利用实时的曲线图来显示，横坐标是当前时间，纵坐标是患者头部和护理枕的接触压力。被护理者的呼吸信息与护理枕之间的接触压力与预设压力阈值进行比较，从而能够得到更准确的结果。
需要说明的是，预设转换算法是本领域现有技术，本申请未对转换算法进行改进。
在一个实施例中，根据所述第一比较结果，调整护理枕的压力，包括：
若所述第一比较结果为所述接触压力超过预设接触压力阈值，则按照预设调整策略调整护理枕的压力；
具体地的，一些实施例中，根据患者的需求以及医护人员的指导，在上位机(4)输入枕头的接触压力信息(阈值)，经过在上位机运算转化为气囊的压力上下限参数，该压力信息经串口传输到stm32单片机(31)，由stm32单片机(31)控制气泵(34)和二位二通电磁阀(35)将各气囊压力调整至上位机发送过来的压力范围内，从而实现自适应调节。
本领域技术人员可以根据实际情况对预设节奏动作进行设置，本发明对于预设节奏动作不做具体限制。
若所述第一比较结果为所述接触压力未超过预设接触压力阈值，则维持原状态。
作为上述实施例的进一步改进，若所述第二比较结果为所述被护理者的呼吸信息为非正常呼吸状态，则按照预设唤醒策略进行唤醒操作。
在一个实施例中，所述若所述第二比较结果为所述被护理者的呼吸信息为非正常呼吸状态，则按照预设唤醒策略进行唤醒操作，包括：
获取所述接触压力持续异常呼吸的时长，作为当前时刻数据；
判断所述当前时刻数据是否在预设时长内；
若所述当前时刻数据在预设时长内，则判定所述当前时刻数据为非唤醒时刻；
若所述当前时刻数据不在预设时长内，则判断所述当前时刻数据为唤醒时刻，则按照预设唤醒策略进行唤醒操作。
具体地，所述唤醒策略包括三级唤醒：一级唤醒为语音唤醒，单片机向语音通讯模块发送控制信号，控制语音通讯模块(15)播放唤醒语音；二级唤醒包括：语音唤醒和控制手臂气囊(52)按照60次/s的频率循环充放气；三级唤醒
包括：语音唤醒和控制手臂气囊(52)按照60次/s的频率循环充放气，以及控制头部左外侧气囊(121)、头部右外侧气囊(124)按照预设充放气时间间隔，交替充放气。
在一个实施例中，当上位机通过采集到的呼吸信号判断出呼吸信号异常时(例如呼吸减弱、呼吸频率明显加快或呼吸暂停)，上位机(4)会向stm32单片机(31)发送唤醒命令，由下位机执行唤醒程序。唤醒分为三个的等级，从一级达到三级依次增强，一级为语音唤醒，由stm32单片机(31)控制语音通讯模块(15)播放唤醒语音；第二级在语音唤醒的基础增加手臂气囊(52)按照60次/s的频率循环充放气；第三级在第二级的基础上增加左外侧气囊(121)、右外侧气囊(124)交替充放气的摇头功能。当呼吸信号出现异常时，先执行一级唤醒，在30秒后，则执行第二级唤醒，再过30秒后执行第三级唤醒，之后一直保持第三级唤醒程序，若在上述唤醒过程中的某一时刻接收到上位机发送的结束唤醒命令则结束唤醒。
在一个具体的实施例中，上位机接收下位机发送的气囊气压数据和呼吸传感器数据，将气囊压力数据经过运算转化为使用者与枕面的接触压力，在屏幕上显示接触压力和呼吸情况，判断呼吸信号是否异常，若异常则向下位机发送唤醒命令，上位机向连接上位机的手机发送报警信号，用户可在上位机界面上输入各部分气囊对应的部分与使用者面部的接触压力，通过点击界面上的按钮向下位机发送动作命令。
本发明所提供的一种智能护理枕的控制方法，通过均衡枕头对被护理者头部或面部压力，实现改善仰卧使用的舒适性；通过调整气囊的高度使智能护理枕适应仰、俯卧位使用；在俯卧时，通过定时按摩脸部，从而预防由局部压力长期较高引起的压疮，仰卧位调整压力，改善舒适度，俯卧位定时按摩预防压疮，在呼气传感器监测生命信号异常时，通过气囊交替充放气快速适当摇晃被护理者头部，配合手臂气囊(5)、通过智能语音模块唤醒被护理者。
，从而彻底唤醒被护理者。
请参阅图2，图2是本发明一个实施例中一种智能护理枕控制装置结构示意图，该智能护理枕控制装置，包括：
获取模块，用于获取采集装置采集的信息，所述信息包括护理枕气囊内压力信息以及被护理者的呼吸信息，
比较模块，用于将所述护理枕气囊内压力信息与预设接触压力进行比较，得到第一比较结果；以及将被护理者的呼吸信息与预设正常呼吸状态进行比较，得到第二比较结果；
执行模块，用于根据所述第一比较结果，调整护理枕的压力，和/或，根据所述第二比较结果按照预设策略唤醒被护理者。
关于上述实施例中的智能护理枕控制装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在上述相关方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
请参阅图3，图3是本发明提供的一种智能护理枕结构示意图该智能护理枕，用于实现智能护理枕控制的方法，包括：
枕头主体(1)、呼吸检测传感器(2)、下位机电气箱(3)、上位机(4)以及手臂气囊(5)；
所述枕头主体(1)放于床上使用；所述呼吸检测传感器(2)设置于被护理者胸腔正下方；可实时采集被护理者呼吸信号，并将数据经stm32单片机(31)传输到上位机(4)，由上位机(4)实时监控被护理者呼吸是否正常。若出现异常，上位机(4)向stm32单片机(31)发送唤醒命令，由stm32单片机控制左内侧气囊(122)、右内侧气囊(123)、颈部气囊(125)放气，左外侧气囊(121)、右外侧气囊(124)快速交替充放气,配合使用辅助排气泵(38)，在排气时，为加快气囊排气，达到唤醒摇头频率而使用辅助排气泵(38)辅助排气，可实现以60次/分钟的速度较大幅度快速晃动被护理者头部。同时可以控制手臂气囊(5)按照一定频率充放气，挤压被护理者手臂。stm32单片机(31)装有WiFi通信模块，能够接收护理人员通过手机APP发出的呼喊声音，辅助唤醒被护理者。
所述下位机电气箱(3)置于医疗床旁边，用于收纳小型气泵(34)、辅助排气泵(38)、stm32单片机(31)、继电器模块(33)、气压传感器(32)、二位二通电磁阀(35)以及电源模块(36)；所述小型气泵(34)、辅助排气泵(38)用于为枕头主体(1)中气囊充气或放气；
请参阅图4和图5，所述枕头主体(1)包括外部海绵包裹材料(11)、枕芯气囊(12)、左内侧气囊覆盖海绵层(13)、右内侧气囊覆盖海绵层(14)、语音通讯模块(15)；
所述枕头主体(1)中心有凹陷形成凹坑，左外侧气囊(121)、右外侧气囊(124)预埋在凹坑周围的海绵包裹材料(11)中，在凹坑内有左内侧气囊(122)、右内侧气囊(123)、左内侧气囊覆盖海绵层(13)和右内侧气囊覆盖海绵层(14)；
所述左外侧气囊(121)、右外侧气囊(124)的放气电磁阀分别与辅助排气泵(38)连接。
具体地，其中枕头主体(1)中心有凹坑，枕芯气囊(12)的左外侧气囊(121)、右外侧气囊(124)为外侧气囊，为月牙形3层连通气囊结构，位于枕头主体(1)中心凹坑周围的海绵填充材料中；左内侧气囊(122)、右内侧气囊(123)为半圆形3层连通气囊结构，位于枕头主体(1)中心凹坑中，下端固定在枕头主体(1)中心凹坑底部，其上分别连接左内侧气囊覆盖海绵层(13)、右内侧气囊覆盖海绵层(14)，当内侧气囊(122)、右内侧气囊(123)充气到一定高度时，左内侧气囊覆盖海绵层(13)和右内侧气囊覆盖海绵层(14)刚好填充枕头主体(1)中心凹坑，左内侧气囊覆盖海绵层(13)、右内侧气囊覆盖海绵层(14)与海绵包裹材料(11)组成平滑枕面。左内侧气囊覆盖海绵层(13)、右内侧气囊覆盖海绵层(14)相互独立互不干扰。颈部气囊(125)位于上述四个气囊前方，为单层气囊结构。语音通讯模块(15)有两个分别位于颈部气囊(125)两侧。
枕芯气囊(12)的5个气囊分别通过一根气管接入所述智能护理枕头气路系统，每个气囊分别连接一个气压传感器(32)和两个二位二通常闭电磁阀(35)。气压传感器(32)用于检测气囊内部气压、并将气压数据反馈给stm32单片机(31)，由stm32单片机(31)将滤波处理后的气囊压力数据发送给上位机(4)进行数据处理。
请参阅图6，如图6所示，位于下位机电气箱(3)内的医用小型气泵(34)通过单向阀(37)连接如主气路，主气路经过气路分支分为6路支路，其中5路每个支路分别连接一个气路单元。每个气路单元由分别控制充放气的两个二位二通常闭电磁阀(35)、1个气压传感器(36)、气管若干构成，分别连接左外侧气囊(121)、左内侧气囊(122)、右内侧气囊(123)、右外侧气囊(124)、颈部气囊(125)五个气囊，第6路连接分别控制充放气的两个二位二通常闭电磁阀(35)后进过气路分支连接4个挤压气囊(52)。连接左外侧气囊(121)、右外侧气囊(124)的两个气路单元在放气二位二通常闭电磁阀(35)之后通过气路分支并联在一起接辅助排气泵(38)，其余气路单元气囊中的其它经放气二位二通常闭电磁阀(35)直接排入空气。
位于下位机电气箱(3)内的stm32单片机(31)通过GPIO口控制继电器模块(33),进而控制小型气泵(34)、二位二通常闭电磁阀(35)、辅助排气泵(38)与电源模块(36)的通断。位于下位机电气箱(3)内的stm32单片机(31)通过串口连接上位机(4)，接收上位机(4)的压力值设定指令以及气囊充放气指令并根据指令调节各气囊压力值在设定范围内。stm32单片机(31)向上位机(4)发送由气压传感器(32)测得的各气囊压力数值和由呼吸监测传感器(2)测得的呼吸信号数据。上位机(4)用于接收各气囊的压力值数据和呼吸检测传感器(2)的呼吸信号数据，气囊压力值数据经过运算处理得到枕面与被护理者头部的接触压力并在上位机(4)屏幕显示。向下位机(3)通过串口发送气囊压力设定的指令和控制气囊充放气的指令。护理者也可以使用配套手机APP，可以远程接收到上位机发出的报警信号。
本申请所提供的而技术方案：1.可实现气囊压力数据可视化监测；2.可实现对被护理者的呼吸信号监测，如发现异常呼吸信号持续时间则触发自动唤醒；3.通过调整气囊的充放气以适应被护理者俯卧位使用，可为其他医疗器械(如呼吸罩)留出佩戴空间；4.可自适应调节压力，预防头部或面部压疮；5.噪音较小；6.摇头频率可达到60次/min。
被护理者可根据需求选择仰卧或俯卧模式。
在仰卧模式中，控制左内侧气囊(122)、右内侧气囊(123)充气，将左内侧气囊覆盖海绵层(13)、右内侧气囊覆盖海绵层(14)调整至与枕头主体(1)的枕面相平，上位机(4)通过实时接收到的各气囊压力数值，根据与标准模型的比对，通过算法计算出各气囊对被护理者头部的压力在上位机(4)屏幕实时显示，并向stm32单片机(31)发送命令。stm32单片机(31)根据指令控制继电器模块(33)进而控制小型气泵(34)、二位二通常闭电磁阀(35)来调整枕芯气囊(12)压力，以达到各气囊对被护理者头部压力均衡的目的。
请参阅图7，如图7所示，在俯卧模式中，左内侧气囊(122)、右内侧气囊(123)、颈部气囊(125)放气，囊覆盖海绵层(13)、右内侧气囊覆盖海绵层(14)高度下降，露出枕头主体(1)中心凹坑，该空间可供被护理者佩戴呼吸面罩等医疗辅助器械俯卧于其上，左外侧气囊(121)、右外侧气囊(124)每隔一定调整时间进行若干次脸部按摩，轻微调整被护理者头部姿势，以预防被护理者因长期面部压力集中而造成的面部压疮。调整时间由上位机(4)进行设定。
请参阅图8，如图8所示，所述手臂气囊(5)由弹性束带(51)和挤压气囊(52)组成，佩戴于被护理者大臂；由stm32单片机(31)控制挤压气囊(52)以固定频率充放气，配合弹性束带(51)对被护理者手臂按固定频率挤压。在唤醒时可频率充放气，模拟人手握紧和放松被护理者上臂。
如图9所示，所述上位机(4)位于医疗床旁边的操作台上，用于接收下位机发出的数据，通过自适应算法处理数据后，向下位机发出控制信号，以便当被护理者生命特征异常时执行唤醒操作。同时，护理人员可以使用配套APP，当上位机(4)检测到被护理者呼吸信号异常时可远程向护理人员发送报警信号。
请参阅图10，如图10所示，本申请设计了STM32的控制逻辑,①系统上电后初始化，打开串口中断，为气囊预充气至预设气压值，②之后执行采集呼吸信号和压力传感器数值返回上位机的进程。当中断条件满足时，系统会按照中断优先级打断当前执行程序执行相应中断子程序，执行完毕后返回之前执行程序，中断的优先级为串口中断大于仰卧调整定时器中断或俯卧调整定时器中断，即当中断条件同时触发时优先执行串口中断子程序，之后执行仰卧位调整子程序或俯卧位调整子程序。
如图11所示，当串口收到正确格式指令后执行串口中断子程序。串口中断子程序逻辑为：
判断首位数据，①若帧头数据是字符‘d’则为气囊压力数据配置指令，之后判断帧尾字符，若帧尾是字符‘y’，智能护理枕设置为仰卧位模式；若帧尾为字符‘f’，智能护理枕设置为俯卧位模式。仰卧模式下，数据帧中间数据为五个气囊配置压力上限数值以及调整时间参数，俯卧模式下，控制左内侧气囊(122)、左内侧气囊(123)、左内侧气囊(125)气囊放气，为左外侧气囊(124)、右外侧气囊(124)号气囊(头部两侧大气囊)配置压力参数和按摩间隔时间。在数据配置完成后打开调整时间的定时器开始计时。②若帧头数据是字符‘a’则为气囊操作指令，之后判断数据中第二、三位字符，根据第二、三位字符的不同分别执行暂停唤醒程序、执行唤醒程序、关闭所有调整程序并跳转至主程序循环中、左外侧气囊(121)放气、左外侧气囊(121)充气、左外侧气囊(121)保持、左内侧气囊(122)放气、左内侧气囊(122)充气、左内侧气囊(122)保持、右内侧气囊(123)放气、右内侧气囊(123)充气、右内侧气囊(123)保持、右外侧气囊(124)放气、右外侧气囊(124)充气、右外侧气囊(124)保持、颈部气囊(125)放气、颈部气囊(125)充气、颈部气囊(125)保持、手臂气囊(52)交替充放气开始、手臂气囊(52)交替充放气关闭等指令。
如图12所示，当在仰卧模式下，配置好调整参数后，在定时器计时到设定时间后触发定时器中断，执行定时器中断子程序，定时器子程序逻辑为：①压传感器和呼吸传感器数据，将数据返回给上位机(4)，②分别判断左外侧气囊(121)、内侧气囊(122)、右内侧气囊(123)、右外侧气囊(124)、颈部气囊(125)所对应的压力值读取数据是否大于每个气囊对应的压力值下限，③若小于气囊对应的设定下限则打开该气囊充气二位二通常闭电磁阀(35)，④大于气囊对应的设定下限则判断气囊压力值是否小于所设定的气囊压力值上限，⑤若大于所该气囊所设定的压力上限则打开放气二位二通电磁阀(35),⑥判断是否有大于等于1个气囊测量压力数值小于设定压力下限，若有的大于等于1个气囊压力数值小于设定压力下限则打开小型气泵(34)，若没有所有气囊压力数值大于设定范围下限则关闭气泵(34)。⑦延时100ms，⑧重新测量各气囊压力数值，⑨判断气囊压力是够在设定上下限范围之内，⑩若所有气囊压力在设定范围内，则重新装载计时器，结束子程序，若有气囊压力数值不在设定范围则返回步骤①。
如图13所示，当在俯卧模式下，配置好调整参数后，在定时器计时到设定时间后触发定时器中断，执行俯卧位定时器中断子程序，俯卧位定时器中断子程序控制逻辑为:①读取压传感器和呼吸传感器数据，将数据返回给上位机，②打开左外侧气囊(121)的放气二位二通常闭电磁阀(35)，放气5s后关闭，延时1min，③打开右外侧气囊(124)的放气二位二通常闭电磁阀(35)，放气5s后关闭，将左内侧气囊(121)压力调整到设定范围内，延时1min，④打开左外侧气囊(121)的放气二位二通常闭电磁阀(35)，放气5s后关闭，将右内侧气囊(124)压力调整到设定范围内，延时1min，循环执行③、④三次后，⑤将左内侧气囊(121)、右内侧气囊(121)气压调整到设定上下限范围内，⑥重新装载计时器，结束俯卧模式中断子程序。
如图14所示，本申请设计了唤醒方式的实现方式，并且设置了唤醒等级。唤醒等级及实现方式依次为：当上位机通过采集到的呼吸信号判断出呼吸信号异常(例如呼吸减弱、呼吸频率明显加快或呼吸暂停)持续时间超过预设时间，上位机(4)会向stm32单片机(31)发送唤醒命令，由下位机执行唤醒程序。唤醒分为三个的等级，从一级达到三级依次增强，一级为语音唤醒，由stm32单片机(31)控制语音通讯模块(15)播放唤醒语音；第二级在语音唤醒的基础增加手臂气囊(52)按照60次/s的频率循环充放气；第三级在第二级的基础上增加左外侧气囊(121)、右外侧气囊(124)交替充放气的摇头功能。当呼吸信号出现异常时，先执行一级唤醒，在30秒后，则执行第二级唤醒，再过30秒后执行第三级唤醒，之后一直保持第三级唤醒程序，若在上述唤醒过程中的某一时刻接收到上位机发送的结束唤醒命令则结束唤醒。
本申请中下位机监测的气囊压力信息发送至上位机(4)，上位机(4)经过算法运算将下位机检测的气囊压力信息转换为患者和护理枕的接触压力；该接触压力在上位机(4)界面中以实时曲线压力图的形式显示；通过上位机判断呼吸信号是否异常，若异常则向下位机发送唤醒命令“a01”，上位机向连接上位机的手机发送报警信号；按照通讯协议在上位机(4)编写了接触压力参数设定输入框和特殊功能按钮(如唤醒、仰卧位、俯卧位、单个气囊动作、发送配置参数等)，用户可在上位机界面上输入各部分气囊对应的部分与使用者面部的接触压力，通过点击界面上的按钮向下位机发送动作命令。
可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
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申请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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种智能护理枕，其特征在于，包括：
枕头主体(1)、呼吸检测传感器(2)、下位机电气箱(3)、上位机(4)以及手臂气囊(5)；
所述枕头主体(1)放于床上使用；
所述呼吸检测传感器(2)设置于被护理者胸腔正下方；
所述下位机电气箱(3)置于医疗床旁边，用于收纳小型气泵(34)、辅助排气泵(38)、stm32单片机(31)、继电器模块(33)、气压传感器(32)、二位二通常闭电磁阀(35)以及电源模块(36)；所述小型气泵(34)、辅助排气泵(38)用于为枕头主体(1)中气囊充放气；
所述上位机(4)位于医疗床旁边的操作台上，用于接收下位机发出的数据，通过自适应算法处理数据后，向下位机发出控制信号，以便当被护理者生命特征异常时执行唤醒操作；
所述枕头主体(1)包括外部海绵包裹材料(11)、枕芯气囊(12)、左内侧气囊覆盖海绵层(13)、右内侧气囊覆盖海绵层(14)、语音通讯模块(15)；
所述枕头主体(1)中心有凹陷形成凹坑，左外侧气囊(121)、右外侧气囊(124)预埋在凹坑周围的海绵包裹材料(11)中，在凹坑内有左内侧气囊(122)、右内侧气囊(123)、左内侧气囊覆盖海绵层(13)和右内侧气囊覆盖海绵层(14)；
所述左外侧气囊(121)、右外侧气囊(124)的放气电磁阀分别与辅助排气泵(38)连接；
其中，被护理者可根据需求选择仰卧或俯卧模式；
在仰卧模式中，控制左内侧气囊(122)、右内侧气囊(123)充气，将左内侧气囊覆盖海绵层(13)、右内侧气囊覆盖海绵层(14)调整至与枕头主体(1)的枕面相平，上位机(4)通过实时接收到的各气囊压力数值，根据与标准模型的比对，通过算法计算出各气囊对被护理者头部的压力在上位机(4)屏幕实时显示，并向stm32单片机(31)发送命令；stm32单片机(31)根据指令控制继电器模块(33)进而控制小型气泵(34)、二位二通常闭电磁阀(35)来调整枕芯气囊(12)压力，以达到各气囊对被护理者头部压力均衡的目的；
在俯卧模式中，左内侧气囊(122)、右内侧气囊(123)、颈部气囊(125)放气，左内侧气囊覆盖海绵层(13)、右内侧气囊覆盖海绵层(14)高度下降，露出枕头主体(1)中心凹坑，该空间可供被护理者佩戴呼吸面罩等医疗辅助器械俯卧于其上，左外侧气囊(121)、右外侧气囊(124)每隔一定调整时间进行若干次脸部按摩，轻微调整被护理者头部姿势，以预防被护理者因长期面部压力集中而造成的面部压疮；调整时间由上位机(4)进行设定。
2.根据权利要求1所述的智能护理枕，其特征在于，
所述手臂气囊(5)由弹性束带(51)和挤压气囊(52)组成，佩戴于被护理者大臂；由stm32单片机(31)控制挤压气囊(52)以固定频率充放气，配合弹性束带(51)对被护理者手臂按固定频率挤压。
3.一种智能护理枕控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1-2任一项所述的智能护理枕，包括：
获取采集装置采集的信息，所述信息包括护理枕气囊内压力信息以及被护理者的呼吸信息，
将所述护理枕气囊内压力信息与预设接触压力进行比较，得到第一比较结果，以及将被护理者的呼吸信息与预设正常呼吸状态进行比较，得到第二比较结果；
根据所述第一比较结果，调整护理枕的压力，和/或，根据所述第二比较结果按照预设策略唤醒被护理者；
其中，在将所述护理枕气囊内压力信息与预设接触压力进行比较，得到第一比较结果，以及将被护理者的呼吸信息与预设正常呼吸状态进行比较，得到第二比较结果之前，还包括：
将所述护理枕气囊内压力信息按照预设转换算法转换为被护理者的呼吸信息与护理枕之间的接触压力。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述第一比较结果，调整护理枕的压力，包括：
若所述第一比较结果为所述接触压力超过预设接触压力阈值，则按照预设调整策略调整护理枕的压力；
若所述第一比较结果为所述接触压力未超过预设接触压力阈值，则维持原状态。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述第二比较结果按照预设策略唤醒被护理者，包括：
若所述第二比较结果为所述被护理者的呼吸信息为非正常呼吸状态，则按照预设唤醒策略进行唤醒操作。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述若所述第二比较结果为所述被护理者的呼吸信息为非正常呼吸状态，则按照预设唤醒策略进行唤醒操作，包括：
获取所述非正常呼吸持续的时长，作为当前时刻数据；
判断所述当前时刻数据是否在预设时长内；
若所述当前时刻数据在预设时长内，则判定所述当前时刻数据为非唤醒时刻；
若所述当前时刻数据不在预设时长内，则判断所述当前时刻数据为唤醒时刻，则按照预设唤醒策略进行唤醒操作。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述若所述第二比较结果为所述被护理者的呼吸信息为非正常呼吸状态，则按照预设唤醒策略进行唤醒操作，包括：
所述唤醒策略包括三级唤醒：一级唤醒为语音唤醒，单片机向语音通讯模块发送控制信号，控制语音通讯模块(15)播放唤醒语音；
二级唤醒包括：语音唤醒和控制手臂气囊(52)按照60次/s的频率循环充放气；
三级唤醒包括：语音唤醒和控制手臂气囊(52)按照60次/s的频率循环充放气，以及控制头部左外侧气囊(121)、头部右外侧气囊(124)按照预设充放气时间间隔，交替充放气。
8.一种智能护理枕控制装置，其特征在于，应用于如权利要求1-2任一项所述的智能护理枕，包括：
获取模块，用于获取采集装置采集的信息，所述信息包括护理枕气囊内压力信息以及被护理者的呼吸信息，
比较模块，用于将所述护理枕气囊内压力信息与预设接触压力进行比较，得到第一比较结果；以及将被护理者的呼吸信息与预设正常呼吸状态进行比较，得到第二比较结果；
执行模块，用于根据所述第一比较结果，调整护理枕的压力，和/或，根据所述第二比较结果按照预设策略唤醒被护理者；
其中，在将所述护理枕气囊内压力信息与预设接触压力进行比较，得到第一比较结果，以及将被护理者的呼吸信息与预设正常呼吸状态进行比较，得到第二比较结果之前，还包括：
将所述护理枕气囊内压力信息按照预设转换算法转换为被护理者的呼吸信息与护理枕之间的接触压力。
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