CN202408870U - 人体姿态及健康智能监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种人体姿态及健康智能监测装置，包括传感系统（101），主控系统（102），手机终端（117）三部分组成。所述装置传感系统（101）用于监测被检测者运动姿态，能够及时发现被监测人如摔倒，晕倒等异常情况；主控系统（102）用于处理，上传各项数据；手机终端（117）用于存储、查询医疗机构信息和发送远程医疗求救信息。所述装置能够自动监测人体运动姿态，在认定有晕倒，摔倒等异常后自动检测人体基本生理数据，并自动通过手机终端（117）上传至就近医疗机构，期间所述装置将对异常认定作出多次验证，判断准确率高，无须人为介入，适用于老人、病人、危险工作人员的日常监测工作。

Description

人体姿态及健康智能监测装置

技术领域

本发明涉及一种基于物联网络的远程传输，人体运动姿态的实时监测装置，尤其涉及一种用于检测人体健康状态的自动化监测装置。 

背景技术

随着社会的高速发展，人们的生活水平得到了大幅的提高，对于身体健康的重视也达到了一个新的高度，同时对智能化产品、技术的要求日益提高，当前，市场上出现了人体便携式生理参数监测器，人体跌倒检测系统等相关产品。但现有产品受下列技术的限制，在实际应用中尚未被广泛接受。 

其一、当前市场需求能够长期佩戴而不影响日常生活的监测产品，而目前的产品多存在佩戴不方便，过程繁琐的弊端。 

其二、在生理出现异常的情况下不能自动检测人体基本生理参数，并及时上报医疗机构或家属，因而易错过最佳诊疗时间延误病情。 

其三、现有产品功能单一，智能化程度不高，不能将多种传感器融于一体，需要人工介入操作，因此为发生异常情况时不能及时作出反应的患者曾加了负担。 

其四、在产品关于跌倒检测部分的传感器中只包含单一的加速度计，或运动姿态监测仪，因而容易出现判断错误而在不需要时发出求救指令。 

其五、不能储存患者病史，在出现异常时不能通过产品显示屏给与施救者诊断参考。 

发明内容

为了解决上诉问题，补充技术缺陷，本实用新型发明的目的在于提供一种能够自行判断人体运动姿态及生理参数异常的实时监护、准确预警、快速反应装置。 

采取的具体方案是：

所述人体姿态及健康智能监测装置，其特征在于， 

传感系统(101)，主控系统(102)，和手机终端(117)；

传感系统(101)及主控系统(102)元器件以集成方式固化至主板连接；

两系统之间通过射频无线收发模块1(103)，射频无线收发模块2（111）建立数据交换；

手机终端(117)与主控系统通信由蓝牙模块(110)建立。

 [0010] 所述装置传感系统（101），用于监测被监测者运动姿态，能够及时发现被监测人如摔倒，晕倒等异常情况；

所述装置主控系统（102），用于处理，计算，传递来自射频无线收发模块2（111）、GPS模块（108），主控芯片2（109）的数据，及生理参数的监测；

所述装置手机终端（117），作为实现整套装置完整性的方法，用于查询医疗机构信息和发送远程医疗求救信号。

作为一种智能化的技术解决方案，所述装置传感系统（101）包含MEMS陀螺仪（105）、三轴加速度计（106）、主控芯片1（104）和射频无线收发模块1（103）； 

作为一种智能化的技术解决方案，所述装置主控系统（102）由中央处理器（107），主控芯片2（109），血压计（113），脉搏计（114），GPS模块（108），蓝牙模块（110）。射频无线收发模块2（111），显示屏（112），控制按键（115）组成；

作为一种智能化的技术解决方案，所述装置手机终端（117）集成装置所需数据库信息，能调用手机模块实现基站定位，并能够依托手机网络发送远程数据。

所述装置传感系统（101）所包含的MEMS陀螺仪（105）和三轴加速度计（106）用于感知被监测者与地面的倾斜夹角与其受到的加速度； 

所述装置主控系统（102）所包含的GPS模块（108）用于对被监测者位置实施精确定位；

所述装置主控系统（102）所包含的血压计（113）、脉搏计（114）用于采集被监测者的个人生理参数；

所述装置主控系统（102）所包含的显示屏（112）用于显示被监测人的生理参数；

所述装置主控系统（102）所包含的控制按键（115）用于被监测者人工指令的输入；

所述装置传感系统（101）与主控系统（102）所包含的主控芯片1（104），主控芯片2（109）及中央处理器（107）用于分析、计算各传感器参数和发送控制指令。

所述装置传感系统（101）将实时监测被监测者的运动姿态，为防止错误判断，如说明书附图1所示，该传感系统（101）中，设置两种不同的运动传感器，MEMS陀螺仪（105）和三轴加速度计（106）将独立传回运动参数。主控芯片1（104）中分别预设倾斜角与加速度阈值。通过实时参数对比，当MEMS陀螺仪（105）与三轴加速度计（106）所传回的参数在设定时间范围内先后或同时满足主控芯片1（104）中设定阈值时，主控芯片1（104）通过射频无线收发模块1（103）向主控系统（102）发布运行指令。 

所述装置主控系统（102）用于处理，计算，传递来自射频无线收发模块2（111）、GPS模块（108），主控芯片2（109）的数据，及检测人体生理参数。在收到来自传感系统（101）的工作指令后，中央处理器（107）即向被监测者发出报警信号，在等待设定时间无响应后，对GPS模块（108）和主控芯片2（109）发出工作指令，使GPS模块（108）与主控芯片2（109）进入工作状态，主控芯片2（109）中提前设置有血压及脉搏阈值，所属的传感器将接收到的信息传回进行对比分析，对比完成后主控芯片2（109）将结果反馈至中央处理器（107）。中央处理器（107）根据反馈信息确定是否自动上传报警信号至远程医疗机构或家属。 

所述主控系统（102）在向被监测人发出报警信号至数据上传期间，被监测人可以随时通过控制按键（115）终止系统进程，以避免不必要的远程求救。被监测人也可主动通过操作控制按键（115）对其基本生理参数经行日常检测，并选择是否上传。 

所述手机终端（117）集成当地各家医疗机构联系方式及坐标数据库，通过调用手机基站定位及结合GPS信号确定离患者最近的医疗机构并发出求救信号，同时通知其家属。 

所述装置传感系统（101）实时运行，以实时监测到运动姿态改变。 

所述装置主控系统（102）部分元器件休眠运行，等待中央处理器（107）给出工作指令，达到省电效果。 

所述装置可预置被监测人员病史，以便在急救过程中为救护人员提供参考信息。 

所述装置传感系统（101）佩戴于腰间，以减少肢体运动带来的错误报警，主控系统（102）佩戴于手腕，以测得血压及心率。同时方便无线信号传输。 

附图说明

附图1是本发明电路结构及工作原理示意图。 

附图2是本发明自动工作流程示意图。 

附图3是本发明手动工作流程示意图。 

具体实施方式

以下就附图与文字进一步阐述本发明，如附图1所示，所述装置分为传感系统(101)，主控系统(102)，和手机终端(117)，传感系统(101)及主控系统(102)元器件以集成方式固化至主板连接，两系统之间通过射频无线收发模块1(103)，射频无线收发模块2（111）建立数据交换，手机终端(117)与主控系统（102）通信由蓝牙模块(110)建立。 

传感系统(101)及主控系统(102)除分别设有电源及开关外，主控系统还设有报警蜂鸣系统。电源采用锂电池。 

被监测人员在使用所述装置前须按照正确方式佩戴传感系统及主控系统，并保证主控系统(102)与手机终端(117)正常连接。 

1.  所述装置自动工作流程： 

如附图2所示，所述装置传感系统(101)将实时向主控芯片1(104)传回采集数据以供对比分析，由于在人们日常生活中躯干与水平面夹角一般不会超过70°。所受来自不同方向和加速度不会超过1.5g，人体摔倒从体位变化到加速度改变所用时间在2——3s内.因此，主控芯片1(104)中预设倾斜角度α≥70°，和加速度a=√(a_x ²+a_y ²+a_z ²)≥1.5g，等待时间t=2s当传感器数据任意一条满足阈值时，主控芯片1(104)记录数据2s，以等待满足另一个阈值，若2s之内未能满足，则系统认定被监测人姿态正常。主控芯片1(104)清除数据回到初始状态，若2s内满足另一个阈值，系统则认定被监测人姿态异常，可能出现晕倒或摔倒等情况。主控芯片1(104)即发送工作指令至射频无线收发模1(103)块将其转化为射频信号，供主控系统(102)接收。传感系统(101)完成一次完整工作后清除传感器数据返回初始状态，等待下一指令。例如一老人发生意外跌倒，他身上所佩戴的传感系统(101)会立刻感知到老人身体的倾斜大于70°以及大于1.5g的加速度，从而以此认定老人摔倒。而老人弯腰捡东西或乘坐交通工具时，传感系统(101)因不能按程序监测到满足触发要求的加速度与体位角度的变化而认定老人正常

主控系统(102)中射频无线收发模块2（111）为实时工作模块，在收到来自传感系统（101）中射频无线收发模块1（103）发出的指令后，即转化发送至中央处理器（107），由中央处理器（107）激活整套主控系统。中央处理器（107）在收到指令后，向GPS模块（108）发送启动定位指令，同时开启显示屏（112）异常警告和蜂鸣警告。中央处理器（107）将等待30s时间，让被监测者作出反应。若此期间内被监测者发出终止指令，中央处理器（107）自动关闭蜂鸣、显示屏（112）异常报警及GPS模块（108），并清除记忆数据，结束程序进程，恢复系统部分元器件休眠。若在此其间被监测者未作出反应或选择执行求救，中央处理器（107）则发送指令至主控芯片2（109），启动生理基本参数检测。即当系统认定老人可能发生摔倒等异常情况时，便会发出警告提醒老人核实，若在规定时间内老人没有作出关闭或者求救选择，系统自动认定老人失去行为能力或未发现本次警告，系统转入进一步监测程序。

检测参数将与主控芯片2（109）中阈值进行比较，在主控芯片2（109）中，血压阈值设定为收缩压小于60 mmhg或大于80mmhg，舒张压小于90mmhg或大于140mmhg。脉搏阈值小于60次/分钟或大于100次/分钟。若其中满足阈值则反馈参数至中央处理器（107），中央处理器（107）整合来自主控芯片2（109）与GPS模块（108）的信息后，激活蓝牙模块（110），并通过蓝牙模块（110）上传数据至手机终端（117）。若生理参数正常则反馈正常指令至中央处理器（107），结束指令传输并清除记忆数据，恢复系统部分元器件休眠。即主控系统（102）在认定老人失去行为能力或未发现本次警告后，会即刻收集老人的基本生理参数，若发现异常则上传数据至手机终端（117），若正常则认定误判而终止本次进程。 

所述装置中被监测者所发出的指令处于最高级，一旦被监测者发出求救指令，系统无论参数是否满足阈值，都将上传信息至手机终端（117）。即老人的手动求救指令将无条件上传至手机终端（117）发送。 

手机终端（117）在通过手机自身蓝牙模块接收到来自主控系统（102）数据后立即调用手机基站信号进行初略定位，再结合GPS参数从数据库信息中搜寻最近医疗机构联系方式，同时通过手机网络向医疗机构和家属发出带有病人生理参数及坐标信息的医疗求救信号，并根据主控系统（102）指令在报警信号中注明参数来源由被监测者主动发出或是所述装置自动发出。 

2.  所述装置手动工作流程 

所述装置主控系统（102）允许被监测者通过控制按键（115）及显示屏（112）反馈手动输入工作指令，被监测者能够根据需要选择日常生理参数检测或是医疗报警。其手动工作流程参见附图3：

被监测者在请求日常生理参数检测时，中央处理器（107）发送指令至主控芯片2（109），启动生理基本参数检测。检测参数将与主控芯片2（109）中阈值进行比较，并且将认定结果（正常或者异常）与检测参数一并通过显示屏（112）反馈给被监测者，此时被监测者仍可选择是否进行医疗报警。若此时被监测者发出求救指令，中央处理器将启动GPS模块（108），直接把由主控芯片2（109）传回的参数与GPS参数整合上传至手机终端（117）。

被监测者在手动请求医疗报警时，中央处理器（107）发送指令至主控芯片2（109）及GPS模块（108）。主控芯片2（109）启动生理基本参数检测并将参数直接反馈回中央处理器（107）中，由中央处理器（107）整合GPS参数上传至手机终端（117）。 

所述装置在收到医疗报警指令起到数据通过手机网络发射到远程之前，被监测者都拥有终止指令的权限，以最大限度的避免误判。 

Claims (3)

1.人体姿态及健康智能监测装置，其特征在于，包括：

传感系统(101)，主控系统(102)，和手机终端(117)；

传感系统(101)及主控系统(102)元器件以集成方式固化至主板连接；

两系统之间通过射频无线收发模块1(103)，射频无线收发模块2（111）建立数据交换；

手机终端(117)与主控系统通信由蓝牙模块(110)建立。

2.如权利要求1所述的人体姿态及健康智能监测装置，其特征在于，所述传感系统(101)包括：

射频无线收发模块1(103)，用于与主控系统（102）建立数据交换；

MEMS陀螺仪(105)，用于监测人体躯干与地面倾斜角；

三轴加速度计(106)，用于监测人体所受加速度；

主控芯片1(104)，用于处理所述人体状态信息。

3.如权利要求1所述的人体姿态及健康智能监测装置，其特征在于，所述主控系统包括(102)：

射频无线收发模块2(111)，用于与传感系统（101）建立数据交换；

主控芯片2(109)，用于处理所述人体生理参数信息；

GPS模块(108)，用于对被监测者位置实施精确定位；

中央处理器(107)，用于处理，计算，传递上传来自射频无线收发模块2(111)、GPS模块(108)，主控芯片2的数据(109)；

血压计(113)、脉搏计(114)，用于采集被监测者的个人生理参数；

蓝牙模块(110)，用于与手机终端（117）的数据交换；

控制按键(115)，用于被监测者人工指令的输入。

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