CN207627320U - 耳挂式生命体征检测装置及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种耳挂式生命体征检测装置及系统，属于医学设备领域。所述系统包括用户终端、云服务器和耳挂式生命体征检测装置，通过耳挂式壳体将该装置佩戴在用户的耳朵上，提高了该耳挂式生命体征检测装置的便捷性和适用性，云服务器从获取的所述处理后的心冲击图信号和经络信号中提取出信号特征，将信号特征与预先存储的表示身体状况的模型进行比对，以获取用户的生命体征检测结果，再将生命体征检测结果生成对应的报警信号发送给报警模块，报警模块再根据云服务器发送的报警信号进行报警，从而可以快速检测出用户的身体状况并且及时让用户知晓危险情况，并且用户可在用户终端上实时查看和了解自身的身体状况，以避免不幸的事情发生。

Description

耳挂式生命体征检测装置及系统

技术领域

本实用新型涉及医学设备领域，具体而言，涉及一种耳挂式生命体征检测装置及系统。

背景技术

心脏病是目前世界上死亡率最高的疾病之一，我国心脏病死亡率占各种疾病死亡率的10％-20％，并呈上升趋势。因此对于改进心脏病的早期诊断和治疗方法具有十分重要的意义。心脏泵血会使与人体紧密接触的支撑物体的受力发生变化，将其记录下来便称为心冲击图(Ballistocardiogram,BCG)。BCG信号反映了心血管系统的工作状况，无需在人体贴附传感器即可方便获取，其检测方法可以在受试者感受不到测量状态的情况下得到其心脏活动情况，长期使用不会对受试者造成心理负担。 BCG信号中包含了大量有用的心血管系统生理信息，它能有效地辅助医生对各种心血管疾病进行诊断与分析，其实现将有力地促进人类健康水平的提高。

现有技术中的信号处理方式为单机处理，信号处理端体积较大，且处理速度较慢，使得用户不能及时知晓自身的身体状况，并且现有的坐式检测装置在很多情况下无法给用户带来更多的便捷性和适用性。

因此，如何通过小巧便捷的设备即可快速检测出用户的身体状况并且及时让用户知晓危险情况，避免不幸的事情发生，是目前急需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种耳挂式生命体征检测装置及系统，以改善上述问题。

本实用新型的实施例是这样实现的：

一种耳挂式生命体征检测装置，应用于耳挂式生命体征检测系统，所述系统还包括云服务器，所述耳挂式生命体征检测装置包括包括耳挂式壳体及生命体征检测装置，所述生命体征检测装置设置于所述耳挂式壳体内，所述生命体征检测装置包括心冲击图采集模块、经络信号采集模块、信号处理模块、报警模块及LORA无线通信模块，所述心冲击图采集模块、所述经络信号采集模块均与所述信号处理模块耦合，所述信号处理模块与所述LORA无线通信模块耦合，所述LORA无线通信模块、所述报警模块均用于与所述云服务器耦合；所述心冲击图采集模块用于采集用户的心冲击图信号；所述经络信号采集模块用于采集所述用户的经络信号；所述信号处理模块用于对获取的所述心冲击图信号与所述经络信号进行放大和滤波处理，并将处理后的心冲击图信号与经络信号通过所述LORA无线通信模块发送至所述云服务器；所述云服务器用于从获取的所述处理后的心冲击图信号和经络信号中提取出信号特征，所述信号特征为表征用户生命体征参数的所述心冲击图信号的时域特征和频域特征以及所述经络信号的时域特征和频域特征，将所述信号特征与预先存储的表示身体状态的模型进行比对，以获取所述用户的生命体征检测结果，并根据所述生命体征检测结果生成对应的报警信号发送给所述报警模块；所述报警模块用于根据所述云服务器发送的报警信号进行报警。

一种耳挂式生命体征检测系统，所述系统包括用户终端、云服务器和耳挂式生命体征检测装置，所述用户终端与所述云服务器耦合，所述云服务器与所述耳挂式生命体征检测装置耦合。

本实用新型实施例的有益效果是：

本实用新型实施例提供一种耳挂式生命体征检测装置及系统，通过耳挂式壳体将该耳挂式生命体征检测装置佩戴在用户的耳朵上，提高了该耳挂式生命体征检测装置的便捷性和适用性，再通过生命体征检测装置的心冲击图采集模块采集用户的心冲击图信号以及经络信号采集模块采集用户的经络信号，再将所述心冲击图信号与所述经络信号进行放大和滤波处理，并将处理后的心冲击图信号与经络信号通过所述LORA无线通信模块发送至所述云服务器，所述云服务器从获取的所述处理后的心冲击图信号和经络信号中提取出信号特征，所述信号特征为表征用户生命体征参数的所述心冲击图信号的时域特征和频域特征以及所述经络信号的时域特征和频域特征，将所述信号特征与预先存储的表示身体状态的模型进行比对，以获取所述用户的生命体征检测结果，并根据所述生命体征检测结果生成对应的报警信号发送给所述报警模块，报警模块再根据所述云服务器发送的报警信号进行报警，从而可以通过小巧便捷的设备即可快速检测出用户的身体状况并且及时让用户知晓危险情况，并且用户可在用户终端上实时查看和了解自身的身体状况，避免不幸的事情发生。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种耳挂式生命体征检测系统的结构框图；

图2为本实用新型实施例提供的一种耳挂式生命体征检测装置的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种耳挂式生命体征检测装置的使用示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种生命体征检测装置的结构框图；

图5为本实用新型实施例提供的一种LORA无线通信模块的结构框图；

图6为本实用新型实施例提供的一种LORA无线通信模块的电路原理图；

图7为本实用新型实施例提供的一种信号处理模块的结构框图；

图8为本实用新型实施例提供的一种前置放大电路的电路原理图；

图9为本实用新型实施例提供的一种抑制共模信号电路的电路原理图；

图10为本实用新型实施例提供的一种低通滤波电路的电路原理图；

图11为本实用新型实施例提供的一种带阻滤波电路的电路原理图；

图12为本实用新型实施例提供的一种后级放大电路的电路原理图；

图13为本实用新型实施例提供的一种心冲击图信号的波形示意图。

图标：300-耳挂式生命体征检测系统；310-云服务器；320- 用户终端；200-耳挂式生命体征检测装置；210-耳挂式壳体； 212-壳体；214-耳夹；100-生命体征检测装置；110-心冲击图采集模块；120-经络信号采集模块；130-LORA无线通信模块； 132-调制电路；134-信号传输电路；1342-发射电路；1344-接收电路；136-控制电路；138-信号天线；140-信号处理模块；141- 前置放大电路；142-抑制共模信号电路；143-低通滤波电路； 144-带阻滤波电路；145-后级放大电路；150-报警模块。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“耦合”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型实施例而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

请参照图1，图1为本实用新型实施例提供的一种耳挂式生命体征检测系统300的结构框图，所述系统包括用户终端320、云服务器310和耳挂式生命体征检测装置200，所述用户终端 320与所述云服务器310耦合，所述云服务器310与所述耳挂式生命体征检测装置200耦合。

所述用户终端320可以是个人电脑(personal computer，PC)、平板电脑、智能手机、个人数字助理(personal digital assistant， PDA)、可穿戴设备等终端。在本实施例中，为了便于用户实时观察和了解自身的生命体征状况，所述用户终端320为智能手机，以便在出险危险或意外情况时能及时采取措施，避免意外的发生。

云服务器310(Elastic Compute Service,简称ECS)是一种处理能力可弹性伸缩的计算服务，其管理方式比物理服务器更简单高效。云服务器310帮助您快速构建更稳定、安全的应用，降低开发运维的难度和整体IT成本，使您能够更专注于核心业务的创新。所述云服务器310具有高性能吞吐量计算能力、高密度、虚拟化、横向扩展和并行计算等优点。

请参照图2，图2为本实用新型实施例提供的一种耳挂式生命体征检测装置200的结构示意图，所述耳挂式生命体征检测装置200包括包括耳挂式壳体210及生命体征检测装置100，所述耳挂式壳体210包括壳体212和耳夹214，所述生命体征检测装置100设置于所述壳体212内，所述壳体212的形状与尺寸与用户耳朵的形状与尺寸相匹配，所述耳夹214与所述壳体212连接，所述耳夹214成弯曲状，用于将所述耳挂式生命体征检测装置200固定在所述用户耳朵上。

请参照图3，图3为本实用新型实施例提供的一种耳挂式生命体征检测装置200的使用示意图。在使用该耳挂式生命体征检测装置200时，可利用耳挂式壳体210的耳夹214将该耳挂式生命体征检测装置200固定佩戴在用户的耳后，这样用户可实时佩戴该耳挂式生命体征检测装置200，提高了该耳挂式生命体征检测装置200的便捷性和适用性，使得用户可以实时观察和了解自身的身体状况，在身体情况处于危险情况下可以及时采取措施进行治疗，有效避免了危险情况的发生。

请参照图4，图4为本实用新型实施例提供的一种生命体征检测装置100的结构框图，其中，所述生命体征检测装置100 包括心冲击图采集模块110、经络信号采集模块120、信号处理模块140、报警模块150及LORA无线通信模块130，所述心冲击图采集模块110、所述经络信号采集模块120均与所述信号处理模块140耦合，所述信号处理模块140与所述LORA无线通信模块130耦合，所述LORA无线通信模块130、所述报警模块150均用于与所述云服务器310耦合。

所述心冲击图采集模块110用于采集用户的心冲击图信号，作为一种实施方式，该心冲击图采集模块110可采用压电薄膜传感器进行采集，可通过该压电薄膜传感器将用户的体重、椅子的重量及心跳时身体对椅子产生的作用力转换成可计量的电量输出信号，也就是用户的心冲击图信号，在将该心冲击图信号传输至信号处理模块140进行放大和滤波处理。该压电薄膜传感器具有灵敏度高、响应速度快、可靠性高及探测面积大等优点，另外，该压电薄膜传感器的型号可采用PVF 2-11-0.125-EK。

为了给心冲击图信号的处理提供参考，并为用户身体状况诊断提供更多依据，提高诊断效率及质量，本实施例中还需采集经络信号，当然在实际情况中，还可以采集脉搏信号或其他能反应用户身体状况的特征信号。所述经络信号采集模块120 用于采集用户的经络信号，作为一种实施方式，该经络信号采集模块120可采用经络传感器进行经络信号的采集，再将采集的经络信号传输至信号处理模块140进行放大和滤波处理。

所述信号处理模块140用于对获取的所述心冲击图信号和所述经络信号进行放大和滤波处理，并将处理后的心冲击图信号与经络信号通过所述LORA无线通信模块130发送至所述云服务器310。

所述LORA无线通信模块130用于将所述处理后的心冲击图信号和经络信号发送至所述云服务器310，在本实施例中， LORA无线通信模块130为半双工通信模式，其工作频率为 410M-525MHz，接收电流为14mA，而其发射电流120mA，且发射电流的带宽为20dBm，发射功率可调：5～20dBm，且步进为1dB，接收灵敏度可达-148dBm，传输速率为0.123～300kbps。LORA无线通信模块130采用扩频方式以及高效前向纠错信道编码技术，从而LORA无线通信模块130可具有较高的接收灵敏度，在抗干扰能力强的同时，其也具有长距离传输和低功耗的优点。

请参照图5，图5为本实用新型实施例提供的一种LORA 无线通信模块130的结构框图。其中，所述LORA无线通信模块130包括：调制电路132、信号传输电路134、控制电路136和信号天线138；所述调制电路132与所述信号处理模块140 耦合，所述信号传输电路134分别与所述调制电路132和所述控制电路136耦合，所述控制电路136还分别与所述信号天线138和所述调制电路132耦合，所述信号天线138与所述云服务器310耦合。所述信号传输电路134包括：发射电路1342 和接收电路1344，所述发射电路1342的输入端与所述调制电路132的输出端耦合，所述发射电路1342的输出端与所述控制电路136耦合，所述接收电路1344的输出端也与所述调制电路 132的输入端耦合，所述接收电路1344的输入端也与所述控制电路136耦合。

调制电路132用于将从信号处理模块140获取到的心冲击图信号和经络信号进行调制，并将调制后的信号发送至信号传输电路134。再者，调制电路132还用于通过对控制电路136 进行控制，以控制信号传输电路134的发射或接收。

请参照图6，图6为本实用新型实施例提供的一种LORA 无线通信模块130的电路原理图。所述调制电路132包括：调制芯片U1、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6和晶振O1，所述调制芯片U1分别与第一电容C1的一端、第二电容C2的一端、第三电容C3的一端、第四电容C4的一端耦合，所述晶振O1的一端与所述第一电容C1的一端耦合，所述晶振O1的另一端与所述第二电容C2的一端耦合，第一电容C1的另一端、第二电容 C2的另一端、第三电容C3的另一端和第四电容C4的另一端均接地，第五电容C5的一端与第六电容C6的一端均与所述调制芯片U1耦合，所述第五电容C5的另一端与第六电容C6的另一端均接地。

通过上述的连接关系，晶振O1和调制芯片U1的耦合能够保证调制芯片U1的正常工作，而电容和调制芯片U1的耦合后，电容通过其滤波或储能的功能，以保证调制芯片U1的正常工作。

信号传输电路134用于将调制电路132调制好的心冲击图信号和经络信号发送至信号天线138发射。

所述接收电路1344包括：第一电感L1、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9和第十电容C10。所述第一电感L1 的一端与所述调制芯片U1耦合，所述第一电感L1的另一端接地，所述第七电容C7的一端与所述调制芯片U1耦合，所述第七电容C7的另一端接地，所述第八电容C8的一端与所述第一电感L1的一端耦合，所述第八电容C8的另一端与所述第九电容C9的一端耦合，所述第九电容C9的另一端与所述第十电容 C10的一端耦合，所述第十电容C10的另一端与所述控制电路 136耦合。

所述发射电路1342包括：第十一电容C11、第十二电容 C12、第十三电容C13、第十四电容C14、第十五电容C15、第十六电容C16、第二电感L2、第三电感L3、第四电感L4和第五电感L5。调制芯片U1与第二电感L2的一端耦合，第二电感L2的另一端与第三电感L3的一端耦合，而第三电感L3的另一端和调制芯片U2耦合。第十一电容C11的一端和第十二电容C12的一端均与所述第二电感L2的另一端耦合。所述第十二电容C12的另一端分别与所述第十三电容C13的一端、所述第四电感L4的一端、所述第十四电容C14的一端耦合，所述第四电感L4的另一端与所述第十四电容C14的另一端耦合。所述第十五电容C15的一端与所述第五电感L5的一端耦合，所述第五电感L5的另一端与所述第十六电容C16的一端连接，并且与所述控制电路136耦合，所述第十一电容C11的另一端、所述第十三电容C13的另一端、所述第十五电容C15的另一端与所述第十六电容C16的另一端均接地。

所述控制电路136包括：射频开关芯片U2、第十七电容 C17、第一电阻R1、第二电阻R2和第一场效应管Q1。而信号天线138包括：天线和第十八电容C18。

射频开关芯片U2分别和第一电阻R1的一端耦合。第一电阻R1的另一端和外部电源耦合。第一电阻R1的一端还与第一场效应管Q1的漏极耦合，第一场效应管Q1的栅极设有第一连接端口，该第一连接端口与调制芯片U1耦合。第一场效应管 Q1的源极接地，并与第二电阻R2的一端耦合。而第二电阻R2 的另一端和第十七电容C17的一端连接并均与第一连接端口耦合。射频开关芯片U2和第十八电容C18的一端耦合，第十八电容C18的另一端与天线耦合，第十八电容C18还设有与天线耦合的第二连接端口，该第二连接端口与调制芯片U1耦合。

作为一种方式，射频开关芯片U2可以为调制芯片U1的IO 口直接控制的方式。射频开关芯片U2与所述调制芯片U1耦合后，调制芯片U1能够通过控制射频开关芯片U2的输出而控制第一场效应管Q1的开闭，从而可以控制射频开关芯片U2的电压。再者通过控制信号天线138和接收电路1344之间的连接导通。射频开关芯片U2进入低功耗的信号接收状态，从而射频开关芯片U2能够接收信号。

请参照图7，图7为本实用新型实施例提供的一种信号处理模块140的结构框图。所述信号处理模块140包括前置放大电路141、抑制共模信号电路142、低通滤波电路143、带阻滤波电路144、后级放大电路145，所述前置放大电路141分别与所述心冲击图采集模块110、所述经络信号采集模块120、所述抑制共模信号电路142耦合，所述抑制共模信号电路142与所述低通滤波电路143耦合，所述低通滤波电路143与所述带阻滤波电路144耦合，所述带阻滤波电路144与所述后级放大电路145耦合，所述后级放大电路145与所述LORA无线通信模块130耦合。

其中，由于采集的心冲击图信号与经络信号比较微弱，所以需要对其通过所述前置放大电路141进行放大处理。

请参照图8，图8为本实用新型实施例提供的一种前置放大电路141的电路原理图。所述前置放大电路141包括第一放大器A1、第二放大器A2、第三放大器A3、第四放大器A4、第五放大器A5、第三电阻R3。第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9及第十电阻R10，第一放大器A1的同相输入端输入信号，反向输入端与输出端连接，第一放大器A1的输出端与第三放大器A3 的同相输入端连接，第三放大器A3的反向输入端分别与第三电阻R3的一端、第四电阻R4的一端连接，第三放大器A3的输出端与第三电阻R3的另一端、第五电阻R5的一端连接，第五电阻R5的另一端分别与第五放大器A5的同相输入端和第六电阻R6的一端连接，第六电阻R6的另一端与第五放大器A5 的输出端连接，第二放大器A2的反向输入端与输出端连接，其输出端与第四放大器A4的同向输入端连接，第四放大器A4 的反向输入端分别与第四电阻R4的另一端和第七电阻R7的一端连接，第七电阻R7的另一端与第八电阻R8的一端连接，第八电阻R8的另一端与第九电阻R9的一端连接，第九电阻R9 的另一端与第十电阻R10的一端连接，第十电阻R10的另一端接地。其中，该第十电阻R10为可调电阻。

作为一种实施方式，该前置放大电路141可以采用AD620 芯片来设计该放大电路，AD620芯片是一种只用一个外部电阻就能设置放大倍数为1-1000的低价格、低功耗、高精度仪表放大器，它具有很好的直流特性与交流特性，其能确保高增益精密放大所需的低失调电压，低失调电压漂移和低噪声等性能指标，故可用于精确的数据采集系统，作为各种微弱信号的前置放大器。

在经过前置放大电路141对心冲击图信号和经络信号进行放大处理后，心冲击图信号和经络信号中和可能存在有其他信号的干扰，因此还需采用抑制共模信号电路142对其进行抗干扰处理，利用该电路可以消除其中的共模电压，还能提高共模抑制比，使信号输出的质量得到提高。

本实施例中，可采用右腿驱动电路来实现该抑制共模信号电路142的设计，该右腿驱动电路通常用于生物信号放大器，以减少共模干扰。

请参照图9，图9为本实用新型实施例提供的一种抑制共模信号电路142的电路原理图，所述抑制共模信号电路142包括第六放大器A6，第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13及第十九电容C19，第十一电阻R11的一端与前置放大电路141的输出端连接，第十一电阻R11的另一端分别与第六放大器A6的同向输入端、第十二电阻R12的一端、第十九电容C19的一端连接，第六放大器A6的反向输入端接地，第十二电阻R12的另一端与第十九电容C19的另一端均与第六放大器A6的输出端连接，第六放大器A6的输出端还与第十三电阻R13的一端连接，第十三电阻R13的另一端与低通滤波电路 143的输入端连接。

经过抑制共模信号电路142对心冲击图信号与经络信号进行消除干扰后，还可用低通滤波电路143对该心冲击图信号与经络信号进行滤波出去干扰，在本实施例中，可采用巴特沃斯设计满足滤波要求的低通滤波器。

请参照图10，图10为本实用新型实施例提供的一种低通滤波电路143的电路原理图。该低通滤波电路143包括第七放大器A7、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第二十电容C20、第二十一电容C21及第二十二电容C22，第十四电阻R14的一端与抑制共模信号电路142142的输出端连接，第十四电阻R14的另一端分别与第十五电阻R15的一端、第二十二电容C22的一端连接，第十五电阻R15的一端分别与第十六电阻R16的一端、第二十一电容C21的一端连接，第十六电阻R16的另一端与第七放大器A7的同向输入端连接，第二十电容C20的另一端与第二十二电容C22的一端连接并接地，第二十二电容C22的另一端与第十六电阻R16的另一端连接，第二十一电容C21的另一端分别与第七放大器A7的反向输入端、第七放大器A7的输出端连接，其输出端与带阻滤波电路 144的输入端连接。

因为工频干扰是心冲击图信号与经络信号的主要干扰，虽然前置放大电路141对共模干扰具有较强的抑制作用，但有部分工频干扰是以差摸信号方式进入电路的，且频率处于心冲击图信号与经络信号的频带之内，加上电极和输入的回路不稳定等因素，从低通滤波电路143输出的心冲击图信号与经络信号仍存在较强的工频干扰，所以需要专门滤除，本实施例中采用带阻滤波电路144进行滤除。

请参照图11，图11为本实用新型实施例提供的一种带阻滤波电路144的电路原理图。所述带阻滤波电路144包括第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第二十电阻 R20、第二十一电阻R21、第二十三电容C23、第二十四电容 C24、第二十五电容C25、第八放大器A8及第九放大器A9，第十七电阻R17的一端与第二十三电容C23的一端连接且与所述低通滤波电路143的输出端连接，第十七电阻R17的另一端与第十八电阻R18的一端、第二十四电容C24的一端连接，第十八电阻R18的另一端与第八放大器A8的反向输入端连接，第二十三电容C23的另一端分别与第十九电阻R19的一端、第二十五电容C25的一端连接，第十九电阻R19的另一端分别与第二十四电容C24的另一端、第九放大器A9的输出端和反向输入端连接连接，第八放大器A8的正向输入端与输出端连接，并与后级放大电路145的输出端连接，并与第二十电阻R20的一端连接，第二十电阻R20的另一端分别与第二十一电阻R21 的一端连接、第九放大器A9的正向输入端连接，都二十一电阻的另一端接地。

请参照图12，图12为本实用新型实施例提供的一种后级放大电路145的电路原理图，所述后级放大电路145采用反相放大器设计，可同时实现放大和滤波，该后级放大电路145包括第二十六电容C26、第二十七电容C27、第二十二电阻R22、第二十三电阻R23及第十放大器A10，第二十六电容C26的一端与带阻滤波电路144的输出端连接，第二十六电容C26的另一端与第二十二电阻R22的一端连接，第二十二电阻R22的另一端分别与第十放大器A10的反向输入端、第二十三电阻R23 的一端、第二十七电容C27的一端连接，第二十七电容C27的另一端与第二十三电阻R23的另一端连接，并与第十放大器 A10的输出端连接，还与LORA无线通信模块130的输入端耦合，所述第十放大器A10的正向输入端接地。

经信号处理模块140进行放大和滤波处理后的心冲击图信号和经络信号通过LORA无线通信模块130发送至云服务器 310，所述云服务器310用于从获取的所述处理后的心冲击图信号和经络信号中提取出信号特征，所述信号特征为表征用户生命体征参数的所述心冲击图信号的时域特征和频域特征以及所述经络信号的时域特征和频域特征，将所述信号特征与预先存储的表示身体状态的模型进行比对，以获取所述用户的生命体征检测结果，并根据所述生命体征检测结果生成对应的报警信号发送给所述报警模块150。

下面以心冲击图信号为例对云服务器310的处理过程进行说明，请参照图13，图13为本实用新型实施例提供的一种心冲击图信号的波形示意图，图13所示为BCG信号的标准波形，正常的心冲击图信号应该与心跳协调一致，具有重复性，且主要包含，M，N波，其中H，I，J，K，L波的幅值最大，其组合类似于字母的形状。

首先提取出心冲击图信号的时域特征，其提取过程为：时域特征多存在于独立心冲击图信号心动周期中，因此必须先对其周期进行分顿，获取周期信息。其中，可以参照经络信号划分心冲击图信号周期，也可以采用特殊算法对信号进行分帧，得到周期。标记独立周期中的每一个峰值点，包括波峰、波谷。得到前一个波峰与之后波峰之间的振幅、间隔关系，因此构成了表征该波峰模式的特征向量。可以使用欧氏距离来判定两个特征向量之间的相似度，以此来判定H、J、L、N四类波峰。通过神经网络进行聚类处理，对波形特征进行定位。在定位好各个心动周期幅值最大的J波位置后，可依据其向前、向后检测到的波峰、波谷来确定H、I、K、L、M、N的位置，从而提取出其对应的振幅值。与此同时，根据定位的时间信息，计算出H-I、H-J、H-J的时间间隔，完成组合波的检测。

再提取出心冲击图信号的频域特征，其提取过程为：功率谱PSE估计是用有限长的数据估计信号的功率谱，这对于随机性非常强的信号的实时分析是十分重要的，因此，采用PSE算法对信号的频谱进行分析，提取能够表征实时心脏功能的频域特征参数。

对于患有心脏疾病的患者，其频谱会出现双峰、多峰值、峰值间距不同等现象，因此还可以使用峰值检测算法，提取所估计频谱中的各个峰值点的幅值和位置信息作为诊断心脏疾病的频率特征参数。

另外，经络信号的信号特征提取方法参照上述心冲击图信号的信号特征提取方法，在这不做特别说明。

在提取出心冲击图信号的信号特征后，即心冲击图信号的时域特征和频域特征，将所述信号特征与预先存储的表示身体状态的模型进行比对。

其中，预先存储的表示身体状态的模型为预先根据采集的与各种身体状况对应的信号特征建立的模型，或者根据多次采集的信号特征建立模型，再将后续每次采集的信号特征继续加入该模型中进行完善模型，例如，病危患者、休克患者、甲状腺机能减退和大多数心里衰竭、阿狄森氏病、严重发热的恢复过程和慢性冠状动脉硬化性心脏病中，以及部分瓣膜病变及高血压患者中，会显现出低动力心冲击图波形。在多数甲状腺机能允进、极度消瘦者、部分贫血、动静脉瘤、发热、早期高血压以及极少数的正常受试者中，表现出高动力心冲击图波形。再者，在周围血管疾病中，例如无脉症、周围动脉硬化、血栓性血管炎等，常表现出异常心冲击图波形，包括I波短浅或消失、K波增深、K波或J波切迹等。

在糖尿病患者中，也表现出异常波形，该异常心冲击图变化，包括振幅减低、舒张期振幅增高、早M形、晚下凹型及呼吸时波形较差等。这些表现为异常心冲击图的患者多伴有胆固醇增高症状。较大的外科手术后，I-J波振幅明显降低，该现象在给受试者适当输液后有明显改善，这可能是由于某些手术时心输出量降低所致。

所以，对于不同类型的疾病，心冲击图信号的波形会有相应的变化，可以通过建立这些可以反应身体状况的模型后，云服务器310可以将获取的所述处理后的心冲击图信号和经络信号中提取出信号特征与该模型进行比对，其数据处理速度快，可以快速得出用户的生命体征检测结果，即用户是否处于患病，心率过快、或者处于其他危险状况下，不适宜做剧烈运动等。

云服务器310再根据所述生命体征检测结果生成对应的报警信号发送给所述报警模块150，所述报警模块150用于根据所述云服务器310发送的报警信号进行报警。也就是，当云服务器310获得的用户的生命体征检测结果是用户处于危险状况下时，则生成对应的报警信号给报警模块150，作为一种实施方式，所述报警模块150包括蜂鸣器和语音模块，所述蜂鸣器、所述语音模块均与所述云服务器310耦合，蜂鸣器用于根据报警信号发出报警提示音，语音模块用于根据报警信号发出语音提示，使得用户能及时知晓自身的身体状况是否处于危险中，从而避免不幸的事情发生。

另外，语音模块可采用型号为ISD4003-04MP的语音芯片。

综上所述，本实用新型实施例提供一种耳挂式生命体征检测装置及系统，通过耳挂式壳体将该耳挂式生命体征检测装置佩戴在用户的耳朵上，提高了该耳挂式生命体征检测装置的便捷性和适用性，再通过生命体征检测装置的心冲击图采集模块采集用户的心冲击图信号以及经络信号采集模块采集用户的经络信号，再将所述心冲击图信号与所述经络信号进行放大和滤波处理，并将处理后的心冲击图信号与经络信号通过所述 LORA无线通信模块发送至所述云服务器，所述云服务器从获取的所述处理后的心冲击图信号和经络信号中提取出信号特征，所述信号特征为表征用户生命体征参数的所述心冲击图信号的时域特征和频域特征以及所述经络信号的时域特征和频域特征，将所述信号特征与预先存储的表示身体状态的模型进行比对，以获取所述用户的生命体征检测结果，并根据所述生命体征检测结果生成对应的报警信号发送给所述报警模块，报警模块再根据所述云服务器发送的报警信号进行报警，从而可以通过小巧便捷的设备即可快速检测出用户的身体状况并且及时让用户知晓危险情况，并且用户可在用户终端上实时查看和了解自身的身体状况，避免不幸的事情发生。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种耳挂式生命体征检测装置，其特征在于，应用于耳挂式生命体征检测系统，所述系统还包括云服务器，所述耳挂式生命体征检测装置包括包括耳挂式壳体及生命体征检测装置，所述生命体征检测装置设置于所述耳挂式壳体内，所述生命体征检测装置包括心冲击图采集模块、经络信号采集模块、信号处理模块、报警模块及LORA无线通信模块，所述心冲击图采集模块、所述经络信号采集模块均与所述信号处理模块耦合，所述信号处理模块与所述LORA无线通信模块耦合，所述LORA无线通信模块、所述报警模块均用于与所述云服务器耦合；

所述心冲击图采集模块用于采集用户的心冲击图信号；

所述经络信号采集模块用于采集所述用户的经络信号；

所述信号处理模块用于对获取的所述心冲击图信号与所述经络信号进行放大和滤波处理，并将处理后的心冲击图信号与经络信号通过所述LORA无线通信模块发送至所述云服务器；

所述云服务器用于从获取的所述处理后的心冲击图信号和经络信号中提取出信号特征，所述信号特征为表征用户生命体征参数的所述心冲击图信号的时域特征和频域特征以及所述经络信号的时域特征和频域特征，将所述信号特征与预先存储的表示身体状态的模型进行比对，以获取所述用户的生命体征检测结果，并根据所述生命体征检测结果生成对应的报警信号发送给所述报警模块；

所述报警模块用于根据所述云服务器发送的报警信号进行报警。

2.根据权利要求1所述的耳挂式生命体征检测装置，其特征在于，所述耳挂式壳体包括壳体和耳夹，所述生命体征检测装置设置于所述壳体内，所述壳体的形状与尺寸与用户耳朵的形状与尺寸相匹配，所述耳夹与所述壳体连接，所述耳夹成弯曲状，用于将所述耳挂式生命体征检测装置固定在所述用户耳朵上。

3.根据权利要求1所述的耳挂式生命体征检测装置，其特征在于，所述LORA无线通信模块包括：调制电路、信号传输电路、控制电路和信号天线；所述调制电路与所述信号处理模块耦合，所述信号传输电路分别与所述调制电路和所述控制电路耦合，所述控制电路还分别与所述信号天线和所述调制电路耦合，所述信号天线与所述云服务器耦合。

4.根据权利要求3所述的耳挂式生命体征检测装置，其特征在于，所述信号传输电路包括：发射电路和接收电路，所述发射电路的输入端与所述调制电路的输出端耦合，所述发射电路的输出端与所述控制电路耦合，所述接收电路的输出端也与所述调制电路的输入端耦合，所述接收电路的输入端也与所述控制电路耦合。

5.根据权利要求4所述的耳挂式生命体征检测装置，其特征在于，所述调制电路包括：调制芯片、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容和晶振，所述调制芯片分别与所述第一电容的一端、所述第二电容的一端、所述第三电容的一端、所述第四电容的一端、所述信号传输电路耦合，所述晶振的一端与所述第一电容的一端耦合，所述晶振的另一端与所述第二电容的一端耦合，所述第一电容的另一端、所述第二电容的另一端、所述第三电容的另一端和所述第四电容的另一端均接地，所述第五电容的一端与所述第六电容的一端均与所述调制芯片耦合，所述第五电容的另一端与所述第六电容的另一端均接地。

6.根据权利要求5所述的耳挂式生命体征检测装置，其特征在于，所述接收电路包括：第一电感、第七电容、第八电容、第九电容和第十电容，所述第一电感的一端与所述调制芯片耦合，所述第一电感的另一端接地，所述第七电容的一端与所述调制芯片耦合，所述第七电容的另一端接地，所述第八电容的一端与所述第一电感的一端耦合，所述第八电容的另一端与所述第九电容的一端耦合，所述第九电容的另一端与所述第十电容的一端耦合，所述第十电容的另一端与所述控制电路耦合。

7.根据权利要求6所述的耳挂式生命体征检测装置，其特征在于，所述发射电路包括：第十一电容、第十二电容、第十三电容、第十四电容、第十五电容、第十六电容、第二电感、第三电感、第四电感和第五电感，所述调制芯片与所述第二电感的一端耦合，所述第二电感的另一端与所述第三电感的一端耦合，所述第三电感的另一端和所述调制芯片耦合，所述第十一电容的一端、所述第十二电容的一端均与所述第二电感的另一端耦合，所述第十二电容的另一端分别与所述第十三电容的一端、所述第四电感的一端、所述第十四电容的一端耦合，所述第四电感的另一端与所述第十四电容的另一端耦合，所述第十五电容的一端与所述第五电感的一端耦合，所述第五电感的另一端与所述第十六电容的一端连接，并且与所述控制电路耦合，所述第十一电容的另一端、所述第十三电容的另一端、所述第十五电容的另一端与所述第十六电容的另一端均接地。

8.根据权利要求7所述的耳挂式生命体征检测装置，其特征在于，所述控制电路包括：射频开关芯片、第十七电容、第一电阻、第二电阻和第一场效应管，所述信号天线包括：天线和第十八电容，所述射频开关芯片分别和所述第一电阻的一端耦合，所述第一电阻的另一端和外部电源耦合，所述第一电阻的一端还与所述第一场效应管的漏极耦合，所述第一场效应管的栅极设有第一连接端口，所述第一连接端口与所述调制芯片耦合，所述第一场效应管的源极接地，并与所述第二电阻的一端耦合，所述第二电阻的另一端和所述第十七电容的一端连接并均与所述第一连接端口耦合，所述射频开关芯片和所述第十八电容的一端耦合，所述第十八电容的另一端与所述天线耦合，所述第十八电容还设有与所述天线耦合的第二连接端口，所述第二连接端口与所述调制芯片耦合。

9.根据权利要求1所述的耳挂式生命体征检测装置，其特征在于，所述信号处理模块包括前置放大电路、抑制共模信号电路、低通滤波电路、带阻滤波电路、后级放大电路，所述前置放大电路分别与所述心冲击图采集模块、所述经络信号采集模块、所述抑制共模信号电路耦合，所述抑制共模信号电路与所述低通滤波电路耦合，所述低通滤波电路与所述带阻滤波电路耦合，所述带阻滤波电路与所述后级放大电路耦合，所述后级放大电路与所述LORA无线通信模块耦合。

10.一种耳挂式生命体征检测系统，其特征在于，所述系统包括用户终端、云服务器和权利要求1-9任一所述的耳挂式生命体征检测装置，所述用户终端与所述云服务器耦合，所述云服务器与所述耳挂式生命体征检测装置耦合。