CN202859304U - 生命体征监测装置及监狱管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种生命体征监测的装置及监狱管理系统，其中的生命体征监测装置可包括：雷达传感器、模拟信号处理器及DSP处理器，所述雷达传感器的雷达波束的辐射范围覆盖监测目标，所述雷达传感器通过监测目标反射回来的雷达波束获得携带所述监测目标的生命体征数据的监测信号；所述模拟信号处理器与所述雷达传感器相连接，所述模拟信号处理器对所述雷达传感器获得的监测信号进行滤波放大处理；所述DSP处理器与所述模拟信号处理器相连接，所述DSP处理器对所述模拟信号处理器处理后的监测信号进行解析，获得所述监测目标的生命体征数据。采用本实用新型，可实现对监测目标的生命体征的非接触式监测，提高监测装置的智能性。

Description

生命体征监测装置及监狱管理系统

技术领域

本实用新型涉及监控技术领域，尤其涉及生命体征监测装置及监狱管理系统。

背景技术

在信息化社会构建的过程中，高科技的产品不断的被运用到生活场景中，对于生命体征的监测技术也趋于成熟，监测技术可以应用于各种场景，例如可应用于监狱管理系统，以监狱被监管人员为监测目标，通过分析监测目标的生命体征数据，对监测目标的生命活动进行监控，防止被监管人员出现猝死或自杀等行为。现有的对生命体征的监测主要有以下方式：通过接触式的仪器（如：心跳检测仪、脉搏检测器等）监测目标对象的生命体征；或者，运用视频监控技术观察监测目标的实时状态（如：睡眠状态或运动状态），由此分析监测目标的生命体征。然而，接触式的仪器在使用的时候比较繁琐，监测的时候，需要将接触式的探测前端与监测目标进行接触，对监测目标的活动造成了限制；另外，由于视频监控技术能力有限，只能监测到监测目标的大致状态，需要人员看守与分析，增加了人力资源成本。

发明内容

本实用新型实施例提供一种生命体征监测装置及监狱管理系统，无需限制监测目标的活动，也无需额外的人力资源成本，可及时获得监狱管理系统中的监测目标的生命体征数据。

本实用新型实施例提供了一种生命体征监测装置，包括：

雷达传感器、模拟信号处理器及数字信号处理DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)处理器，其中，

所述雷达传感器的雷达波束的辐射范围覆盖监测目标，所述雷达传感器通过监测目标反射回来的雷达波束获得携带所述监测目标的生命体征数据的监测信号；

所述模拟信号处理器与所述雷达传感器相连接，所述模拟信号处理器对所述雷达传感器获得的监测信号进行滤波放大处理；

所述DSP处理器与所述模拟信号处理器相连接，所述DSP处理器对所述模拟信号处理器处理后的监测信号进行解析，获得所述监测目标的生命体征数据。

本实用新型实施例还提供了一种监狱管理系统，包括：后台监控平台，以及至少一个监测目标，其中，还包括：上述的生命体征监测装置；

其中，所述后台监控平台与所述生命体征监测装置相连接，所述后台监控平台接收并输出所述生命体征监测装置发送的所述监测目标的生命体征数据和/或报警信号。

实施本实用新型实施例，通过雷达传感器发射的雷达波束获得携带监测目标的生命体征数据的监测信号，并由模拟信号处理器和DSP处理器对监测信号进行处理和解析，获得监测目标的生命体征数据，由于采用雷达波束进行监测，不需要由仪器接触监测目标，方便了监测目标的行动，由监测装置自动解析生成监狱管理系统中监测目标的生命体征数据，无需额外的人力资源成本，从而降低了监测装置的成本，提升了监测装置的智能性，提升了监狱管理系统的管理力度。

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为本实用新型的监狱管理系统的实施例的结构示意图；

图2为本实用新型的生命体征监测装置的实施例的结构示意图；

图3为本实用新型的模拟信号处理器的实施例的结构示意图；

图4为本实用新型的数字信号处理器的实施例的结构示意图；

图5为本实用新型的后台监控平台的实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例中，生命体征监测装置可以用于监视监测目标的各种生命运动，包括：心脏跳动、呼吸、脉搏等等，通过对监测目标运动的监测，获得监测目标的生命体征数据，该生命体征数据可以包括以下数据中的任一种：心跳频率、呼吸频率、脉搏跳动频率。

本实用新型实施例中，生命体征监测装置优选应用于监狱管理系统中，以监狱管理系统中的至少一个被监管人员作为监测目标，对监测目标的生命体征进行监测。本实用新型实施例可以对单个监测目标的监测，也可以实现对多个监测目标的监测。

请参见图1，为本实用新型的监狱管理系统的实施例的结构示意图。如图1所示，所述监狱管理系统10包括：生命体征监测装置11和后台监控平台12。

生命监测装置11，与所述后台监控平台12相连接。

具体实现中，所述生命体征监测装置11监视监测目标的各种生命运动，包括：心脏跳动、呼吸、脉搏等等，通过对监测目标运动的监测，获得监测目标的生命体征数据，同时对所述生命体征数据进行判断，如果超过预设阈值范围，发出报警信号，所述生命体征监测装置11将汇总的所述生命体征数据和所述报警信号发送到所述后台监控平台12。

后台监控平台12，与所述生命监测装置11相连接。

具体实现中，所述后台监控平台12接收到所述生命监测装置11发送的所述生命体征数据和所述报警信号，显示所述生命体征数据和输出所述报警信号。

下面将结合附图2-4，对上述的监狱管理系统中的生命体征监测装置进行详细介绍。

请参照图2，为本实用新型实施例提供一种生命体征监测装置的实施例的内部结构示意图。如图2所示，所述生命体征监测装置11包括：雷达传感器111、模拟信号处理器112、数字信号处理DSP处理器113、通讯器114、电源115和控制器116。

雷达传感器111，与所述模拟信号处理器112相连接。

所述雷达传感器优选为多普勒雷达传感器，采用24GHz的发射频率，经过平面天线发射雷达波束，所述雷达波束覆盖监测目标，通过监测目标反射回来的雷达波束获得携带所述监测目标的生命体征数据的监测信号。具体实现中，如果针对单个监测目标进行监测，所述雷达传感器111向该单个监测目标发射雷达信号，并接收携带该监测目标的生命体征数据的回波信号，该回波信号即为该单个监测目标的监测信号；如果针对多个监测目标进行监测，所述雷达传感器111向该多个监测目标发射雷达信号，并接收携带该监测目标的生命体征数据的多个回波信号，该回波信号与监测目标一一对应，作为监测目标的监测信号。所述雷达传感器111将携带监测目标的生命体征数据的监测信号发送到所述模拟信号处理器112。

模拟信号处理器112，分别与所述雷达传感器111和所述DSP处理器113相连接。

具体实现中，所述模拟信号处理器112接收所述雷达传感器111发送的监测信号，对所述监测信号进行滤波放大，并将所述经过滤波放大后的监测信号发送至所述DSP处理器113。

具体的，请一并参见图3，为本实用新型的模拟信号处理器的实施例的结构示意图。如图3所示，所述模拟信号处理器112包括：滤波器1121和放大器1122。

滤波器1121，分别与所述雷达传感器111和所述放大器1122相连接，用于滤除对所述雷达传感器111生成的监测信号进行干扰的干扰信号和噪声信号。

放大器1122，分别与所述滤波器1121和所述DSP处理器113相连接，用于对所述滤波器1121滤出的监测信号进行放大处理，并将所述滤出的监测信号发送到DSP处理器113。

DSP处理器113，分别与所述模拟信号处理器112和所述通讯器114相连接。

具体地，所述DSP处理器113与所述模拟信号处理器112中的放大器1122相连接。所述DSP处理器113接收到模拟信号处理器112发送的所述经过滤波放大后的监测信号，将所述经过滤波放大后的监测信号转化为数字信号，并通过FFT（Fast Fourier Transformation，快速傅里叶变换）变换，获得所述数字信号的频率谱，对频率谱进行分析得到生命体征数据，将所述生命体征数据发送到所述通讯器114，所述DSP处理器同时对所述生命体征数据进行判断，如果超过预设阈值范围，发出报警信号到所述通讯器114。

具体的，请一并参照图4，为本实用新型的数字信号处理DSP处理器的实施例的结构示意图。如图4所示，所述DSP处理器113包括：模数转换器1131、目标辨识器1132、体征提取器1133和阈值判别器1134。

模数转换器1131，分别与所述放大器1122和目标辨识器1132相连接。

具体实现中，经过所述滤波器1121和所述放大器1122的滤波放大处理后，可以得到更清晰的携带监测目标的生命体征数据的监测信号，这个更清晰的监测信号被传送至模数转换器1131中进行AD（Analog-to-Digital Conversion，模数转换器）转换，将得到数字信号发送到所述目标辨识器1132。

目标辨识器1132，分别与所述模数转换器1131和所述体征提取器1133相连接。

具体实现中，接收所述模数转换器1131发送的数字信号，通过FFT变换，获得所述数字信号的频率谱。如果所述频率谱中包含多个监测目标的频率谱，分辨每个监测目标的频率谱并且进行标记，采用不同的标记区分各个监测目标的频率谱，并可以将携带标记的频率谱放入队列中，将所述队列发送至所述体征提取器1133；如果所述频率谱包含单个监测目标的频率谱，直接将所述监测目标的频率谱发送至所述体征提取器1133。

体征提取器1133，分别与所述目标辨识器1132、所述阈值判别器1134和所述通讯器114相连接。

具体实现中，接收所述目标辨识器1132发送的包含所述每个监测目标的频率谱队列或者所述单个监测目标的频率谱，对所述频率谱进行分析提取所述监测目标的生命体征数据的有效频率信号，所述有效频率信号为所述生命体征的必要频率信号，包括：心跳频率信号、呼吸频率信号和脉搏频率信号等，例如：如果要提取心跳频率信号，可以通过FIR（Finite Impulse Response，有限脉冲响应）或IIR（Infinite Impulse Response，无限脉冲响应）数字滤波滤除呼吸频率信号和脉搏频率信号，得到某个监测目标的心跳频率信号；再如：如果要提取呼吸频率信号，可以通过FIR或IIR数字滤波滤除心跳频率信号和脉搏频率信号；又如：如果要提取脉搏频率信号，可以通过FIR或IIR数字滤波滤除心跳频率信号和呼吸频率信号。根据所述有效频率信号进行计算，得到所述监测目标的所述生命体征数据，将所述生命体征数据同步发送至所述阈值判别器1134和所述通讯器114。

阈值判别器1134，分别与所述体征提取器1133和所述通讯器114相连接。

具体实现中，接收所述体征提取器1133发送的所述生命体征数据，对所述生命体征数据进行阈值判断，如果超过预设阈值范围，就发送报警信号到所述通讯器114；其中，所述预设阀值范围可根据人体正常活动时的生命体征数据进行设置，其为一个范围，比如：设定心跳的阈值范围为一分钟跳动50至80下，如果得到的某个监测目标的生命体征数据中，心跳次数为每分钟30下或者为每分钟90下，就判断为超出预设阈值范围，发送报警信号到通讯器114，如果心跳次数为每分钟60下，就不会产生报警信号。

通讯器114，分别与所述DSP处理器113和所述后台监控平台12相连接。

具体实现中，所述通讯器接收所述DSP处理器发送的所述生命体征数据和所述报警信号，对所述生命体征数据和所述报警信号进行汇总并发送到所述后台监控平台12。

电源115，分别与所述雷达传感器111、所述模拟信号处理器112、所述DSP处理器113、所述通讯器114和所述控制器116相连接，用于为所述雷达传感器111、所述模拟信号处理器112、所述DSP处理器113、所述通讯器114和所述控制器116提供工作电源。

具体实现中，所述电源115优选为220V交流电源，为所述生命体征监测装置11提供工作电源，保证所述生命体征监测装置11正常工作。

控制器116，分别与所述雷达传感器111、所述模拟信号处理器112、所述DSP处理器113、所述通讯器114和所述电源115相连接，用于控制所述雷达传感器111、所述模拟信号处理器112、所述DSP处理器113和所述通讯器114正常有序的工作。

具体实现中，所述电源115为所述控制器116提供工作电源，使所述控制器116工作，所述控制器116控制所述雷达传感器111、所述模拟信号处理器112、所述DSP处理器113和所述通讯器114工作正常有序的工作。

下面将结合附图5，对上述监狱管理系统中的后台监控平台进行详细介绍。

请参照图5，为本实用新型的后台监控平台的实施例的结构示意图。如图5所示，所述后台监控平台12包括：显示器121和报警器122。

所述显示器121，与所述通讯器114相连接。

具体实现中，所述显示器121显示所述通讯器114发送的所述监测目标的生命体征数据。

所述报警器122，与所述通讯器114相连接。

具体实现中，所述报警器122根据所述通讯器114发送的所述报警信号进行报警。

所述后台监控平台12通过所述显示器121的显示功能及所述报警器122的报警功能，提醒监控人员及时注意监测目标的动态，可以理解的是，所述后台监控平台12还可以具备后台监控的一些基本功能，例如：在需要进行生命体征监测时，后台监控平台12可主动向所述生命体征监测装置11发送启动命令，以启动所述生命体征监测装置11进行监测工作，等等。

下面以一个具体例子来说明本实用新型的监狱管理系统及监狱管理系统中各装置的动作原理。

本实例中，所述监狱管理系统对监狱的被监管人员作为监测目标，获得监测目标的生命体征数据，防止被监管人员出现猝死或自杀等行为。本实例中，被测的监测目标为a、b、c三个被监管人员。

所述监狱管理系统中的生命体征监测装置11的监测原理如下：

电源115为生命体征监测装置11中其他模块提供工作电源，雷达传感器111安装在监狱房间内，在控制器116控制下通过天线发射向a、b、c三个监测目标发射雷达波束，该雷达波束的范围覆盖该三个监测目标，接收反射回来分别携带a、b、c监测目标的生命体征数据的三个监测信号，将该监测信号传送至模拟信号处理器112。

模拟信号处理器112在控制器116控制下对监测信号进行滤波、放大，再传送到DSP处理器113。

DSP处理器113在控制器116控制下对已经滤波、放大的监测信号进行AD转换和FFT变换，得到a、b、c三个监测目标的数字信号的频率谱，可分别标记为1、2、3，加入队列中并进行有效频率筛选和计算，最后获得a、b、c三个监测目标的生命体征数据，分别对各个生命体征数据进行阈值判断，将生命体征数据发送至通讯器114，假如监测目标a的心跳数据异常，即不在正常心跳阈值范围内，就需要发送一个报警信号到通讯器114。

通讯器114在控制器116控制下，对生命体征数据和报警信号进行汇总，上传至后台监控平台12。

所述监狱管理系统中的后台监控平台12的监控原理如下：

所述后台监控平台12接收到所述生命体征监测装置11发送的所述生命体征数据和所述报警信号，显示所述生命体征数据和输出所述报警信号。后台监控平台12的监控人员可根据显示的结果对监测目标进行及时监控和处理，例如：如果监测目标a的呼吸频率对应产生了报警信号，监控人员可根据报警信号对监测目标a进行及时的诊治。

通过上述实施例的描述，实施本实用新型实施例中，通过雷达传感器发射的雷达波束获得携带监测目标的生命体征数据的监测信号，并由模拟信号处理器和DSP处理器对监测信号进行处理和解析，获得监测目标的生命体征数据，由于采用雷达波束进行监测，不需要由仪器接触监测目标，方便了监测目标的行动，由监测装置自动解析生成监狱管理系统中监测目标的生命体征数据，无需额外的人力资源成本，从而降低了监测装置的成本，提升了监测装置的智能性，提升了监狱管理系统的管理力度。

以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种生命体征监测装置，应用于监狱管理系统中，所述监狱管理系统包含后台监控平台，以及至少一个监测目标，其特征在于，所述装置包括：雷达传感器、模拟信号处理器及数字信号处理DSP处理器，其中， 

所述雷达传感器的雷达波束的辐射范围覆盖监测目标，所述雷达传感器通过监测目标反射回来的雷达波束获得携带所述监测目标的生命体征数据的监测信号； 

所述模拟信号处理器与所述雷达传感器相连接，所述模拟信号处理器对所述雷达传感器获得的监测信号进行滤波放大处理； 

所述DSP处理器与所述模拟信号处理器相连接，所述DSP处理器对所述模拟信号处理器处理后的监测信号进行解析，获得所述监测目标的生命体征数据。 

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于： 

所述雷达传感器为多普勒雷达传感器； 

所述多普勒雷达传感器通过平面天线发射雷达波束，所述雷达波束的辐射范围覆盖所述监测目标，通过所述监测目标反射回来的雷达波束获得携带所述监测目标的生命体征数据的监测信号。 

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述DSP处理器，包括： 

模数转换器，所述模数转换器对所述监测信号进行模数AD转换获得数字信号； 

与所述模数转换器相连接的目标辨识器，所述目标辨识器对所述模数转换器数字信号进行快速傅里叶变换FFT变换，获得所述数字信号的频率谱，并对所述数字信号的频率谱进行标记； 

与所述目标辨识器相连接的体征提取器，所述体征提取器对所述目标辨识器标记的频率谱进行分析，提取监测目标的有效频率信号进行计算，获得监测目标的生命体征数据，包括心跳频率、呼吸频率、脉搏跳动频率中的至少一种数据； 

与所述体征提取器相连接的阈值判别器，所述阈值判别器判别所述监测目 标的生命体征数据超出预设阈值范围，则输出报警信号。 

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述模拟信号处理器包括： 

与所述雷达传感器相连接的滤波器，所述滤波器滤除所述雷达传感器获得的监测信号中的干扰信号和噪声信号； 

与所述滤波器相连接的放大器，所述放大器对滤除干扰信号和噪声信号后的所述监测信号进行放大处理。 

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，还包括： 

分别与所述体征提取器和阈值判别器相连接的通讯器，所述通讯器获取所述体征提取器获得的所述监测目标的生命体征数据，以及所述通讯器接收所述阈值判别器输出的所述报警信号；所述通讯器将所述监测目标的生命体征数据和/或所述报警信号发送至后台监控平台。 

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括： 

控制器，分别与所述雷达传感器、所述模拟信号处理器、所述DSP处理器和所述通讯器相连接，所述控制器控制所述雷达传感器、所述模拟信号处理器、所述DSP处理器和所述通讯器工作。 

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括： 

电源，分别与所述雷达传感器、所述模拟信号处理器、所述DSP处理器、所述通讯器和所述控制器相连接，为所述雷达传感器、所述模拟信号处理器、所述DSP处理器、所述通讯器和所述控制器提供工作电源。 

8.一种监狱管理系统，包括后台监控平台，以及至少一个监测目标，其特征在于，还包括：如权利要求1-7任一项所述的生命体征监测装置；其中， 

所述后台监控平台与所述生命体征监测装置相连接，所述后台监控平台接收并输出所述生命体征监测装置发送的所述监测目标的生命体征数据和/或报警信号。 

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述后台监控平台包括： 

与所述生命体征监测装置相连接的显示器，所述显示器显示所述生命体征监测装置发送的所述监测目标的生命体征数据。 

10.根据权利要求8或9所述的系统，其特征在于，所述后台监控平台包括： 

与所述生命体征监测装置相连接的报警器，所述报警器根据所述生命体征监测装置发送的所述报警信号进行报警。 

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