CN208000552U - 智能鼠标垫及人体健康监测服务系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及计算机辅助器材技术领域，提供一种智能鼠标垫及人体健康监测服务系统，所述智能鼠标垫包括：鼠标垫本体和人体生理信息采集装置，所述人体生理信息采集装置设置于所述鼠标垫本体内；所述人体生理信息采集装置包括压电薄膜传感器和处理单元，其中，所述压电薄膜传感器与所述处理单元电连接，所述压电薄膜传感器用于采集人体的生理数据并且将所述生理数据发送至所述处理单元。基于以上结构，该智能鼠标垫在基本不改变体积和重量的情况下，采集人体的生理数据，并根据该生理数据，分析人体的精神压力，从而达到监测人体健康的目的。

Description

智能鼠标垫及人体健康监测服务系统

【技术领域】

本实用新型涉及计算机辅助器材技术领域，尤其涉及一种智能鼠标垫及包括此智能鼠标垫的人体健康监测服务系统。

【背景技术】

鼠标垫，就是鼠标用的小垫子，其主要的功能是防止因为玻璃等特殊材质的表面反射与折射影响鼠标的感光器定位，提供一个方便鼠标感光器系统计算移动向量的平面。鼠标垫的好处是：在鼠标的使用过程中不会对桌面有所损伤，保护鼠标使用的桌面，降低鼠标底部碎片的聚集，减少鼠标使用过程出现跳帧的现象，增强鼠标在使用时的精确定位，以及减少其它外部因素对鼠标的影响。而不使用鼠标垫的坏处是：不能确保鼠标定位的精准度，以及对鼠标底部垫脚的磨损太大。

在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：随着社会的飞速发展，尤其在一线、二线城市，快节奏生活方式和高强度的工作任务下，人们面临的精神负荷也来越大，如果不及时疏导和关怀，可对身心健康造成严重伤害；而现有的鼠标垫功能单一，无法在人们使用的过程中感知到人体的精神压力。

【实用新型内容】

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供一种能够采集人体生理信息，并监测人体精神压力的智能鼠标垫及包括此智能鼠标垫的人体健康监测服务系统。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供以下技术方案：

一种智能鼠标垫，包括：鼠标垫本体和人体生理信息采集装置，所述人体生理信息采集装置设置于所述鼠标垫本体内；所述人体生理信息采集装置包括压电薄膜传感器和处理单元，其中，所述压电薄膜传感器与所述处理单元电连接，用于采集人体的生理数据并且将所述生理数据发送至所述处理单元；所述处理单元用于接收并处理所述生理数据。

在一些实施例中，所述人体生理信息采集装置还包括指纹识别模块，所述指纹识别模块与所述处理单元电连接，用于采集并识别所述智能鼠标垫的用户的指纹。

在一些实施例中，所述人体生理信息采集装置还包括光电传感器、血压传感器和体温传感器中的至少一种，所述光电传感器、所述血压传感器和所述体温传感器均与所述处理单元电连接。

在一些实施例中，所述鼠标垫本体包括基体和上膜，所述上膜覆盖并粘贴于所述基体的一表面；所述人体生理信息采集装置设置于所述基体和上膜之间。

在一些实施例中，所述人体生理信息采集装置还包括汗液检测传感器，所述汗液检测传感器与所述处理单元电连接；所述上膜设置有通孔，所述通孔与所述汗液检测传感器相对应。

在一些实施例中，所述处理单元包括信号放大电路、信号滤波电路和微处理器，所述微处理器与所信号滤波电路电连接，所述信号滤波电路与所述信号放大电路电连接；所述信号放大电路分别与所述压电薄膜传感器、光电传感器、血压传感器、体温传感器和汗液检测传感器电连接；所述通讯模块与所述微处理器电连接。

在一些实施例中，所述信号滤波器包括二阶高通有源滤波器和二阶低通有源滤波器，所述二阶高通有源滤波器和二阶低通有源滤波器串联所述二阶高通有源滤波器与所述信号放大电路电连接，所述二阶低通有源滤波器与所述微处理器电连接。

在一些实施例中，所述人体生理信息采集装置还包括电源模块，所述电源模块用于为所述处理单元、所述压电薄膜传感器、所述光电传感器、所述血压传感器、所述体温传感器、所述汗液检测传感器和所述通讯模块提供电源。

在一些实施例中，所述人体生理信息采集装置还包括通讯模块，所述通讯模块与所述处理单元电连接，所述通讯模块用于所述人体生理信息采集装置与外部终端设备通信。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例还提供以下技术方案：

一种人体健康监测服务系统，包括第一终端、云端服务器和以上所述的智能鼠标垫，所述智能鼠标垫与所述第一终端建立通讯连接，所述第一终端与所述云端服务器建立通讯连接。

与现有技术相比较，本实用新型实施例中通过在鼠标垫本体内设置压电薄膜传感器，使得所述智能鼠标垫能够在基本不改变体积和重量的情况下，采集人体的生理数据，并根据该生理数据，分析人体的精神压力，从而达到监测人体健康的目的。

【附图说明】

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1为简化示出的本实用新型实施例提供的一种智能鼠标垫中人体生理信息采集装置的结构示意图；

图2为图1所示的智能鼠标垫的结构示意俯视图；

图3为图2所示的智能鼠标垫的结构示意分解图；

图4为图1所示的智能鼠标垫中电源模块的结构示意图；

图5为简化示出的本实用新型实施例提供的一种人体健康监测服务系统的结构示意图。

【具体实施方式】

为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“上”、“下”、“内”、“外”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

请参阅图1和图2，图1为简化示出的本实用新型实施例提供的一种智能鼠标垫中人体生理信息采集装置的结构示意图，图2为本实用新型实施例中智能鼠标垫的结构示意俯视图。本实用新型实施例提供一种智能鼠标垫100，包括鼠标垫本体10和人体生理信息采集装置20。所述人体生理信息采集装置20设置于所述鼠标垫本体10内，在用户使用智能鼠标垫时，用户的手腕与智能鼠标垫相接触，人体生理信息采集装置20用于采集用户的人体生理信息，并且可根据采集到的人体生理信息，分析用户的生理指标。

如图1所示，所述人体生理信息采集装置20包括处理单元21、光电传感器22、血压传感器23、体温传感器24、压电薄膜传感器25和汗液检测传感器29。其中，所述光电传感器22、血压传感器23、体温传感器24、压电薄膜传感器25和汗液检测传感器29均与所述处理单元21电连接。所述光电传感器22用于采集人体的血氧和脉搏次数，所述血压传感器23用于采集人体的血压，所述体温传感器24，用于采集人体的体温。所述处理单元21用于接收并对人体的各项生理数据进行处理。

所述压电薄膜传感器25用于采集用户手腕处的动脉血管收缩和舒张的生理信息，处理单元采集到生理数据，计算用户的心率和心率变异性(Hearth rate variability，HRV)。心率是指正常人安静状态下每分钟心跳的次数，心率变异性是指逐次心搏间期的微小差异，其反映了神经、体液因素与窦房结相互作用的平衡性，是一个可以反映心脏正常节律的生理信息，能够有力地提供交感神经与副交感神经之间的相关性。HRV可以反映随着周围环境的变化，心脏的适应能力，能够为心肌交感、副交感神经的紧张性和均衡性提供间接量化评价指标，是预测心脏性猝死和心律失常性事件的一个有价值的指标，相关研究表明，用HRV时频域的五项特征值，可以对人体精神压力进行定量反映和评价，所以，通过在智能鼠标垫100上设置压电薄膜传感器25可实时检测到人体的精神压力状态。

所述汗液检测传感器29用于检测人体所排的汗液中特定分子水平。人体排出的汗液中，包括葡萄糖、乳酸和电解质等，其中电解质可以是钾离子和/或钠离子等。所述汗液检测传感器29通过测量上述多个汗液代谢物的含量，从而获得人体的生理和健康的实时信息。例如，汗液中的盐浓度可以带来有关囊胞性纤维症的线索，而汗液中的酸度则判定某些皮肤病的指标。即便是汗液中的钠或钾浓度，也可以反映出人体是否存在脱水问题，医生可以通过汗液中的乳酸盐浓度来确定我们是否存在肌肉劳损问题，所以，通过在智能鼠标垫100上设置汗液检测传感器29可实时检测到人体的肌肉劳损状态。

所述智能鼠标垫100还包括指纹识别模块28，所述指纹识别模块28与所述处理单元21电连接，用于识别所述智能鼠标垫100的用户的指纹，并将所述人体生理信息采集装置20采集到的人体生理信息与用户准确对应。加上指纹识别模块28的好处是：能够确保所述人体生理信息采集装置20采集到的人体生理信息和用户准确的对应起来。具体的说，若所述智能鼠标垫100的主人一直在用所述智能鼠标垫100，则所述人体生理信息采集装置20采集到的人体生理信息，当然是所述智能鼠标垫100的用户的人体生理信息。但生活中难免会出现，有另外的一个人来使用所述智能鼠标垫100，进而所述智能鼠标垫100就会采集到此人的人体生理信息。但是若没有指纹识别模块28，则智能鼠标垫并不会将人体生理信息与用户准确对应(即，智能鼠标垫并不会知道采集到的人体生理信息是哪一个人的；或者说，智能鼠标垫并不会知道多次采集到的人体生理信息是同一个人的，还是多个人的)。若将采集到多个人的人体生理信息发送给处理单元21，那分析后的结果将会与实际真实情况差距很大。因此有了指纹识别模块28，即每次向处理单元21发送人体生理信息之前，先进行指纹识别，就可以避免这样的错误。

可选地，所述人体生理信息采集装置20还包括通信模块26和电源模块27，所述通讯模块26与所述处理单元21电连接，用于将生理数据传输至终端设备，终端设备可以是计算机、手机、平板电脑等带显示功能的智能终端，将生理数据发送至终端设备，使得用户可以随时查看测量的生理数据，及进行进一步的分析或统一存储等。所述通讯模块26可以为蓝牙模块、WIFI模块或3G通讯模块、4G通讯模块中的一种或多种。

在本实施例中，所述处理单元21包括信号放大电路211、信号滤波电路212和微处理器213。所述微处理器213与所述信号滤波电路212电连接，所述信号滤波电路212与所述信号放大电路211电连接。所述信号放大电路211分别与所述光电传感器22、血压传感器23、体温传感器24、压电薄膜传感器25和汗液检测传感器29电连接；所述通讯模块26与所述微处理器213电连接。所述信号放大电路211用于匹配多个传感器，将电信号放大以方便后续的处理；可选的，其放大倍数为30-50dB。所述信号滤波电路212用于对放大后的电信号进行滤波，消除带外噪声，获得所需频段的较少干扰的电信号；可选地，信号滤波电路212包括二阶高通有源滤波器(图未示)和二阶低通有源滤波器(图未示)，其中所述二阶高通有源滤波器和二阶低通有源滤波器串联，所述二阶高通有源滤波器与所述信号放大电路211电连接，所述二阶低通有源滤波器与所述微处理器213电连接。所述二阶高通有源滤波器用于把所述电信号中低于设定值的电信号滤掉，只让比设定值频率高的电信号通过，所述二阶低通有源滤波器用于将所述电信号中无用的干扰信号过滤掉。所述微处理器213用于对接收到的电信号进行计算得到生理信息的具体指标，进而通过对人体的生理状况进行监测，对人体精神压力进行定量反映和评价，避免因压力过大影响人的身心健康，或者对其它生理指标进行反映与评价。

再次参见图2，图2中示出了本实用新型一个实施例中鼠标垫本体10和人体生理信息采集装置20的位置关系，并且图2中示出了本实用新型一个实施例中人体生理信息采集装置20中部分功能单元或模块(处理单元21，压电薄膜传感器25，电源模块27和指纹识别模块28)的位置关系。

更进一步地，请参阅图3，图3为本实用新型实施例中智能鼠标垫的结构示意分解图。在本实施例中，所述鼠标垫本体10包括基体11和上膜12，所述上膜12覆盖并粘贴于所述基体11的一表面。所述基体11呈薄板状，所述上膜12呈薄膜状，并且所述基体11和上膜12的形状相同。所述人体生理信息采集装置20设置于所述基体11和上膜12之间。

可选地，所述上膜12设置有通孔(图未示)，所述通孔的位置与所述汗液检测传感器29相对应，便于汗液检测传感器29检测人体的汗液。

在本实施例中，所述压电薄膜传感器25设置于所述基体11和上膜12之间，由于其呈薄膜状，因此不会额外增大智能鼠标垫100的体积和重量。具体地，在本实施例中，所述压电薄膜传感器25的具体位置可以通过统计样本用户在使用鼠标垫时，用户手腕所在位置得出的，并且尽可能地保证压电薄膜传感器25设置于用户在使用所述智能鼠标垫100时，手腕的正下方。

请参阅图4，图4为智能鼠标垫中电源模块的结构示意图。所述电源模块27分别与所述处理单元21、光电传感器22、血压传感器23、体温传感器24、压电薄膜传感器25、通讯模块26、指纹识别模块28和汗液检测传感器29电连接，用于为所述处理单元21、光电传感器22、血压传感器23、体温传感器24、压电薄膜传感器25、通讯模块26、指纹识别模块28和汗液检测传感器29提供电流。具体的，如图4所示，所述电源模块27包括电池271、控制单元272、充电电路273、放电电路274、电压检测电路275、两个开关276以及电源管理电路277，所述电池271分别与充电电路273和放电电路274电连接，并且所述电池271与充电电路273之间设置有一开关276，所述电池271与放电电路274之间设置有另一开关276。所述充电电路273和放电电路274均与电源插头30电连接，并通过所述电源插头30与外部电源连接。所述电压检测电路275电连接于所述电源插头30，用于检测所述电源模块27是否与外部电源连接。所述控制单元272分别与两个开关276和电压检测电路275电连接。所述放电电路274与电源管理电路277连接，所述电源管理电路277用于为所述处理单元21、压电薄膜传感器25、光电传感器22、血压传感器23、体温传感器24、指纹识别模块28、汗液检测传感器29和通讯模块26配电。若所述电压检测电路275检测到电压，即，所述电源模块27与外部电源接通，则向所述控制单元272发出电信号，所述控制单元272接收到该电信号，控制位于所述电池271和充电电路273之间的开关276，由“断开”状态变为“接通”状态，外部电源的电流经所述充电电路273向所述电池271充电。若所述电压检测电路275未检测到电压，即，所述电源模块27未与外部电源接通，则向所述控制单元272发出另一电信号，所述控制单元272接收到该电信号，控制位于所述电池271和放电电路274之间的开关276(即，另一开关276)，由“断开”状态变为“接通”状态，电池的电流经所述放电电路274向所述光电传感器22、血压传感器23、体温传感器24、压电薄膜传感器25、通讯模块26提供电流、指纹识别模块28和汗液检测传感器29。

本实施例中的智能鼠标垫100包括鼠标垫本体10和人体生理信息采集装置20，所述人体生理信息采集装置20设置于所述鼠标垫本体10内，其用于采集人体生理信息。其中，人体生理信息采集装置20包括压电薄膜传感器25和处理单元21，所述压电薄膜传感器25用于采集手腕处的动脉血管收缩和舒张的生理信息并根据生理信息产生电信号，生理信息的具体指标包括心率和心率变异性(HRV)。处理单元21用于对采集到的电信号进行AD采样并计算得到生理信息的具体指标，通过对人体的生理状况进行监测，可以对人体精神压力进行定量反映和评价，避免因压力过大影响人的身心健康。

本实用新型实施例还提供一种人体健康监测服务系统，如图5所示，该人体健康监测服务系统包括：第一终端20、云端服务器30和上述所述的智能鼠标垫100，所述智能鼠标垫100与所述第一终端20建立通讯连接，所述第一终端20与所述云端服务器30建立通讯连接；智能鼠标垫100用于采集人体的生理信息，根据生理信息产生电信号，对电信号进行处理并计算得到生理信息的具体指标，将生理信息的具体指标传输至第一终端20；第一终端20用于显示生理信息的具体指标，第一终端20还用于将生理信息的具体指标传输至云端服务器30；云端服务器30用于对生理信息的具体指标进行存储和大数据分析，向第一终端20反馈分析结果。

在本实施例中，第一终端可以为一个或多个，第一终端20的用户通常为使用智能鼠标垫100的用户，用户根据生理信息的具体指标及云端服务器30反馈的分析结果，积极关注自身身心健康，协调工作和生活。

可选地，云端服务器还用于向其他终端发送分析结果，该人体健康监测服务系统还包括：第二终端40，用于接收云端服务器30发送的分析结果。

第二终端也可以为一个或多个，第二终端40的用户通常为使用智能鼠标垫的用户的亲朋好友，如其配偶、子女、公司领导等。根据云端服务器30反馈的分析结果，公司领导根据员工的压力情况，合理的安排工作任务，从而提高员工的工作效率，避免工作压力过大影响员工的身心健康；家庭成员之间可以互相关注对方的压力等情况，及时进行有效的疏导和关怀，使家庭成员之间关系更和睦。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；在本实用新型的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本实用新型的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种智能鼠标垫，其特征在于，包括：鼠标垫本体和人体生理信息采集装置，所述人体生理信息采集装置设置于所述鼠标垫本体内；

所述人体生理信息采集装置包括压电薄膜传感器和处理单元，其中，所述压电薄膜传感器与所述处理单元电连接，所述压电薄膜传感器用于采集人体的生理数据并且将所述生理数据发送至所述处理单元；所述处理单元用于接收并处理所述生理数据；

所述处理单元包括信号放大电路、信号滤波电路和微处理器，所述微处理器与所述信号滤波电路电连接，所述信号滤波电路与所述信号放大电路电连接；所述信号放大电路用于将所述压电薄膜传感器输出的电信号放大，所述信号滤波电路用于对放大后的电信号进行滤波。

2.根据权利要求1所述的智能鼠标垫，其特征在于，所述人体生理信息采集装置还包括指纹识别模块，所述指纹识别模块与所述处理单元电连接，用于采集并识别用户的指纹。

3.根据权利要求2所述的智能鼠标垫，其特征在于，所述人体生理信息采集装置还包括光电传感器、血压传感器和体温传感器中的至少一种，所述光电传感器、所述血压传感器和所述体温传感器均与所述处理单元电连接。

4.根据权利要求3所述的智能鼠标垫，其特征在于，所述鼠标垫本体包括基体和上膜，所述上膜覆盖并粘贴于所述基体的一表面；所述人体生理信息采集装置设置于所述基体和所述上膜之间。

5.根据权利要求4所述的智能鼠标垫，其特征在于，

所述人体生理信息采集装置还包括汗液检测传感器，所述汗液检测传感器与所述处理单元电连接；

所述上膜设置有通孔，所述通孔与所述汗液检测传感器相对应。

6.根据权利要求5所述的智能鼠标垫，其特征在于，

所述信号放大电路分别与所述压电薄膜传感器、所述光电传感器、所述血压传感器、所述体温传感器和所述汗液检测传感器电连接；

所述人体生理信息采集装置还包括通讯模块；

所述通讯模块与所述微处理器电连接，所述通讯模块用于所述人体生理信息采集装置与外部终端设备通信。

7.根据权利要求1所述的智能鼠标垫，其特征在于，所述信号滤波电路包括二阶高通有源滤波器和二阶低通有源滤波器，所述二阶高通有源滤波器和所述二阶低通有源滤波器串联，所述二阶高通有源滤波器与所述信号放大电路电连接，所述二阶低通有源滤波器与所述微处理器电连接。

8.根据权利要求6所述的智能鼠标垫，其特征在于，所述人体生理信息采集装置还包括电源模块，所述电源模块用于为所述处理单元、所述压电薄膜传感器、所述光电传感器、血压传感器、体温传感器、汗液检测传感器和通讯模块提供电源。

9.一种人体健康监测服务系统，其特征在于，包括：第一终端、云端服务器和如权利要求1-8中任一项所述的智能鼠标垫，所述智能鼠标垫与所述第一终端建立通讯连接，所述第一终端与所述云端服务器建立通讯连接。