CN204072100U - 一种便携式智能监测和数据交互设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种便携式智能监测和数据交互设备，其包括：采集单元包括容纳多个传感器的传感器扩展板，传感器监测且输出监测信号；单片机与采集单元连接，单片机包括接数据选择器、模数转换器和数据缓冲器，数据选择器从传感器扩展板多个监测信号中择一输出；模数转换器将监测信号转换为数字信号输出至数据缓冲器；定位单元对佩戴者进行实时定位跟踪以及历史移动轨迹记录；处理单元处理和控制单片机、定位单元输出的数据；封装单元将处理单元输出的数据格式封装；通讯单元用于封装单元和云端服务器之间的信息的接收发送；显示单元与处理单元连接，且显示处理单元输出的数据，且为交互界面；接口包括USB接口、键盘接口和充电接口。

Description

一种便携式智能监测和数据交互设备

技术领域

本实用新型涉及监测设备，具体地说，涉及一种便携式智能监测和数据交互的设备。

背景技术

近年来，随着人们生活水平的提高，各种健康监测管理设备或系统不断涌现，以方便人们及时地了解自身的健康数据，尤其是身体不方便的老年人或康复过程中的病患。现有的健康监测设备监测功能较为单一，一般只能测量一到两项健康指标，由于监测设备的采集能力有限，很难扩展监测范围。如果需要同时监测多个数据，则需要另外配备多个针对不同数据的监测设备，或者不方便随身携带的大型设备，而且监测精度有限。

另外，通常监测设备将监测的数据储存在自身的存储单元内，可以显示给佩戴者或使用者，但是，存储单元的内存有限，随着监测时间的推移，对于前期的监测数据可能被后期的监测数据覆盖，导致监测数据的流失；或者，通过数据线或蓝牙，先输出到手机上，通过手机进行后续操作，尤其是有大量的数据需要传输时，例如，康复中的病患的健康数据需要定期的将自身数据传送给医生，让医生及时了解异常信息。而这种数据的交互是非常不便的。 

因此，需要一种可以随身佩带、佩戴感低的监测设备，能够对佩戴者的多个身体参数同时智能监测，而且能够随时与远端实现数据交互。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种便携式智能监测和数据交互设备，能够即时将佩戴者健康数据和定位信息传递给云端服务器，能够实现远端监控或信息互换，体积小，重量轻，方便携带。 

为实现上述目的，本实用新型提供一种便携式智能监测和数据交互设备，其包括：采集单元，所述采集单元包括容纳多个传感器的传感器扩展板，所述传感器监测且输出监测信号；单片机，所述单片机与所述采集单元连接，所述单片机包括数据选择器、模数转换器和数据缓冲器，所述数据选择器与所述传感器扩展板连接，且从多个监测信号中择一输出；所述模数转换器与所述数据选择器连接，且将监测信号转换为数字信号输出至所述数据缓冲器；定位单元，所述定位单元对佩戴者进行实时定位跟踪以及历史移动轨迹记录；处理单元，所述处理单元与所述单片机、所述定位单元连接，且处理和控制所述单片机、所述定位单元输出的数据；封装单元，所述封装单元与所述处理单元连接，且将所述处理单元输出的数据格式封装；通讯单元，所述通讯单元与所述封装单元连接，所述通讯单元用于所述封装单元和所述云端服务器之间的信息的接收发送；显示单元，所述显示单元与所述处理单元连接，且显示所述处理单元输出的数据，所述显示单元为交互界面；接口，所述接口包括USB接口、键盘接口和充电接口。

优选地，便携式智能监测和数据交互设备还包括报警单元，所述报警单元在所述采集单元采集的数据出现异常时自动发出报警。 

优选地，便携式智能监测和数据交互设备还包括按键，所述按键包括向左键、向右键、确定键、开关机键和紧急呼叫键。 

优选地，便携式智能监测和数据交互设备还包括语音提醒单元，且录制和重复播放语音提醒佩戴者。

优选地，所述传感器扩展板上设有12个MEMS传感器。

优选地，所述传感器扩展板上至少包括加速度传感器、心电传感器、压力传感器、血糖传感器、血氧传感器、体温传感器、酒精传感器和空气质量传感器中的一个或多个传感器。 

优选地，所述定位单元包括包括北斗定位系统/GPS、GPRS/3G小区基站定位和WIFI位置服务组合模块。 

优选地，所述通讯单元包括蓝牙、WIFI和GPRS/3G功能模块。 

另外，优选地，所述通讯单元将所述采集单元、所述定位单元、所述报警单元的信息上传到云端服务器，且信息下载到与云端服务器连接的通讯工具内。

从上述的描述和实践可知，本实用新型提供的便携式智能监测和数据交互设备，其一，设有传感器扩展板，其上可设多个传感器同时监测身体多项数据，方便佩戴者进行实施测量和记录，功能全面，采集过程准确率高，稳定性好；其二，通过单片机处理采集单元的数据，通过数据选择器、数据转换器和数据缓冲器的配合使用，不但可以实现多个传感器共用一个A/D转换器，而且可以缩小设备的整体尺寸、减轻重量，携带感抵，不影响日常生活；其三，设有通讯单元，通过网络上传或下载，能够实现设备与云端服务器之间的数据交互，可以将监测的数据封装后上传到云端服务器，也可以接收来自云端服务器的反馈信息。  

附图说明

通过下面结合附图对实施例的描述，本实用新型的上述特征和技术优点将会变得更加清楚和容易理解。在附图中，

图1是本实用新型一个实施例所述的便携式智能监测和数据交互设备的正面示意图；

图2是图1所示的便携式智能监测和数据交互设备的背面示意图；

图3是图1所示的便携式智能监测和数据交互设备的采集单元示意图；

图4是图1所示的便携式智能监测和数据交互设备的流程示意图。

附图标记

便携式智能监测和数据交互设备100

10：采集单元；11：传感器扩展板；111：加速度传感器；112：心电传感器；

121：心率采样口；113：温度传感器；1131：体温采样口；

114：压力传感器；1141：血压采样口；116：血氧传感器；

115：血糖传感器；1151：血糖采样口； 117：空气质量传感器；

1171：空气采样口；118：酒精传感器；1181：酒精采样口；

20：单片机；21：数据选择器；22：模数转换器；23：数据缓冲器；

30：定位单元；40：处理单元；50：封装单元；60：通讯单元；

70：显示单元；81：USB接口；82：键盘接口；83：充电接口；

110：报警单元；120：按键；121：向左键；122：向右键；123：确定键；

124：开关机键；125：紧急呼叫键；130：语音提醒单元；131：扬声器。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型一个实施例所述的便携式智能监测和数据交互设备的正面示意图。图2是图1所示的便携式智能监测和数据交互设备的背面示意图。图3是图1所示的便携式智能监测和数据交互设备的采集单元示意图。如图1、图2和图3所示，便携式智能监测和数据交互设备100包括采集单元10、单片机20、定位单元30、处理单元40、封装单元50、通讯单元60、显示单元70和接口。

采集单元10包括至少一个传感器扩展板11，传感器扩展板11上可以容纳多个传感器，每个传感器用于监测且输出监测信号。

优选地，传感器扩展板11上可以设有12个MEMS传感器，根据目前的需要，通常设置8或9个MEMS传感器。优选地，传感器扩展板11上至少包括加速度传感器111、心电传感器112、体温传感器113、压力传感器114、血糖传感器115、血氧传感器116、空气质量传感器117和酒精传感器118中的一个或多个传感器。

加速度传感器111可以测量佩戴者所做的运动量，加速度传感器111的加速度范围±56.3g，灵敏度40mV/g，带宽为400Hz。

心电传感器112可以测量佩戴者的心率，心电传感器112采用模拟前端电路和数字信号处理器，模拟前端电路包括低噪音放大器、低通滤波器和ADC模拟转换器，低噪音放大器将监测到的μV到mV生物信号放大，低通滤波器将滤除工频干扰以得到心电信号，16位高精度ADC模拟转换器将心电信号转换为数字信号，模拟前端电路还包括一个检测感应器脱落的电路。固化DSP数字信号处理器加速数字滤波计算。心电传感器112设有三个心率采集口1121，心电传感器112设有1~3个心率采集点。

压力传感器114通过测量袖带压力间接测量血压。压力传感器114采用硅压阻技术，且带有温度补偿，同时采用了专用的集成电路进行校准和数据处理，使其具有准确度和稳定性。

体温传感器113可以测量佩戴者的体温，对体温进行实时监测以及记录，体温传感器113设有一个体温采样口1131；血糖传感器115可以测量佩戴者的血糖含量，有利于糖尿病人对自身血糖的实时监测，血糖传感器采用电化学酶传感器，血糖传感器115设有两个血糖采样口1151；血氧传感器116可以测量佩戴者的血氧饱和度；空气质量传感器117可以测量佩戴者所在环境的VOC含量、一氧化碳含量、甲醛含量等污染物含量，空气质量传感器117设有一个空气采样口1171；酒精传感器118可以测量佩戴者的饮用的酒精含量，酒精传感器118设有一个酒精采样口1181。

单片机20与采集单元10连接，单片机20包括数据选择器21、模数转换器22和数据缓冲器23，数据选择器21与传感器扩展板11连接，模数转换器22与数据选择器21连接，数据缓冲器23与模数转换器22连接；数据选择器21从传感器扩展板11的多个传感器的多个监测信号中选择其中一个且输出；模数转换器22将监测信号转换为数字信号且输出；当数据在具有不同传输能力的元件之间通过时，数据缓冲器23用来暂存这些数据。在本实实例中，数据选择器21为多路开关器，模数转换器22为可编程8通道高精度12位A/DC，数据缓冲器23为Flash数据缓冲器。

定位单元30对佩戴者进行实时定位跟踪以及历史移动轨迹记录，能够实现对佩戴者终端的准确定位。定位单元30包括北斗定位系统/GPS、GPRS/3G小区基站定位和WIFI位置服务组合模块。优选地，定位单元30包括外部定位方式（GPS）和基于位置服务组合模块（LBS）；或北斗导航系统和基于位置服务组合模块（LBS）。定位单元30将定位信息每隔5分钟发送到云端服务器，户外定位精度为5~10米，室内可达20米以内。

处理单元40是数据处理的核心单元，启动控制作用，处理单元40与单片机20、定位单元30连接，处理单元40处理和控制单片机20输出的采集单元10采集的各类数据信息以及定位单元30输出的数据信息。

封装单元50与处理单元40连接，封装单元50将处理单元40输出的数据格式封装，以便在网络上传输。

通讯单元60与封装单元50连接，通讯单元60用于封装单元40和云端服务器之间的信息的接收和发送；即通讯单元60将封装后的数据信息上传到云端服务器，并且将云端服务器上的数据信息下载到装置内。优选地，通讯单元60包括蓝牙、WIFI和GPRS/3G功能模块，多种通讯方式，有助于实现数据的交互。

显示单元70与处理单元40连接，显示单元70显示处理单元40输出的采集单元10采集的各种数据，可以显示时间信息，可以显示通讯强度，可以显示装置的剩余电量，可以显示通讯单元的上传下载进度，显示单元70为交互界面，能够挑选需要的参数，也可以同时显示多种参数。

接口包括USB接口81、键盘接口82和充电接口83，USB接口81的设置有助于连接外部装置，键盘接口82可以通过连接键盘进行各种操作，充电接口83与电源连接为装置提供动力。

优选地，便携式智能监测和数据交互设备100还包括报警单元110，报警单元110在采集单元10采集的数据持续出现异常时自动发出报警。数据持续异常说明佩戴者的个别信息出现问题，报警单元110可以将报警信息上传到云端向外界发出紧急报警。而短暂的或个别的异常数据则不会引起报警，避免发生误报的现象。

优选地，便携式智能监测和数据交互设备100还包括按键120，按键120包括向左键121、向右键122、确定键123、开关机键124和紧急呼叫键125。其中，左键121、向右键122和确定键123可以设置在装置的正前面，开关机键124和紧急呼叫键125可以设置在装置的两侧。长时间按住紧急呼叫键125，例如按住5s，可以自动报警。

优选地，便携式智能监测和数据交互设备100还包括语音提醒单元130，语音提醒单元130用于录制和重复播放语音提醒佩戴者，例如，对佩戴者的备忘录进行语音提醒等。语音提醒单元130上外设扬声器131。

优选地，通讯单元60将采集单元10、定位单元30、报警单元110的信息上传到云端服务器，且可以将云端服务器上的信息下载到与云端服务器连接的通讯工具内，可以实现佩戴者与其他人的数据交互，例如佩戴者与医生、家人之间的数据交互。

另外，便携式智能监测和数据交互设备100还包括增强型服务，其包括但不限于：医疗服务、健康咨询、文化娱乐、教育服务、就餐服务、生活服务、维修服务、机构养老、法律服务和维修服务等。

下面介绍便携式智能监测和数据交互设备100的使用过程。图4是图1所示的便携式智能监测和数据交互设备的流程示意图。如图4所示，首先，采集单元10通过传感器扩展板11的各个传感器对佩戴者进行信号数据采集，单片机20接收到信号数据，通过数据选择器21、模数转换器22和数据缓冲器23将信号数据转换为数字数据，并发送至处理单元40；同时，定位单元30可以将实施定位信息发送给处理单元40，处理单元40将上述两个单元传递来的数据发送至显示单元70，使佩戴者可以实施了解自身的健康数据和位置数据；另外，处理单元40数据发送至封装单元50进行封装后，发送至通讯单元60，通讯单元60将佩戴者的相关信息通过网络上传至云端服务器进行记录或发送，与云端服务器连接的通讯设备可以下载上述上传的数据。便携式智能监测和数据交互设备100适合于老年人、康复患者等佩戴使用。

通过上述本实用新型提供的实施例提供的便携式智能监测和数据交互设备，其一，设有传感器扩展板，其上可设多个传感器同时监测身体多项数据，方便佩戴者进行实施测量和记录，功能全面，采集过程准确率高，稳定性好；其二，通过单片机处理采集单元的数据，通过数据选择器、数据转换器和数据缓冲器的配合使用，不但可以实现多个传感器共用一个A/D转换器，而且可以缩小设备的整体尺寸、减轻重量，携带感抵，不影响日常生活；其三，设有通讯单元，通过网络上传或下载，能够实现设备与云端服务器之间的数据交互，可以将监测的数据封装后上传到云端服务器，也可以接收来自云端服务器的反馈信息。 

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本实用新型所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种便携式智能监测和数据交互设备，其特征在于，其包括：

采集单元，所述采集单元包括容纳多个传感器的传感器扩展板，所述传感器监测且输出监测信号； 

单片机，所述单片机与所述采集单元连接，所述单片机包括数据选择器、模数转换器和数据缓冲器，所述数据选择器与所述传感器扩展板连接，且从多个监测信号中择一输出；所述模数转换器与所述数据选择器连接，且将监测信号转换为数字信号输出至所述数据缓冲器；

定位单元，所述定位单元对佩戴者进行实时定位跟踪以及历史移动轨迹记录；

处理单元，所述处理单元与所述单片机、所述定位单元连接，且处理和控制所述单片机、所述定位单元输出的数据；

封装单元，所述封装单元与所述处理单元连接，且将所述处理单元输出的数据格式封装；

通讯单元，所述通讯单元与所述封装单元连接，所述通讯单元用于所述封装单元和所述云端服务器之间的信息的接收发送；

显示单元，所述显示单元与所述处理单元连接，且显示所述处理单元输出的数据，所述显示单元为交互界面；

接口，所述接口包括USB接口、键盘接口和充电接口。

2.如权利要求1所述的便携式智能监测和数据交互设备，其特征在于，还包括报警单元，所述报警单元在所述采集单元采集的数据持续出现异常时自动发出报警。

3.如权利要求1所述的便携式智能监测和数据交互设备，其特征在于，还包括按键，所述按键包括向左键、向右键、确定键、开关机键和紧急呼叫键。

4.如权利要求1所述的便携式智能监测和数据交互设备，其特征在于，还包括语音提醒单元，且录制和重复播放语音提醒佩戴者。

5.如权利要求1或2或3或4所述的便携式智能监测和数据交互设备，其特征在于，所述传感器扩展板上设有12个MEMS传感器。

6.如权利要求5所述的便携式智能监测和数据交互设备，其特征在于，所述传感器扩展板上至少包括加速度传感器、心电传感器、压力传感器、血糖传感器、血氧传感器、体温传感器、酒精传感器和空气质量传感器中的一个或多个传感器。

7.如权利要求1所述的便携式智能监测和数据交互设备，其特征在于，所述定位单元包括北斗定位系统/GPS、GPRS/3G小区基站定位和WIFI位置服务组合模块。

8.如权利要求1所述的便携式智能监测和数据交互设备，其特征在于，所述通讯单元包括蓝牙、WIFI和GPRS/3G功能模块。

9.如权利要求1所述的便携式智能监测和数据交互设备，其特征在于，所述通讯单元将所述采集单元、所述定位单元、所述报警单元的信息上传到云端服务器，且信息下载到与云端服务器连接的通讯工具内。