CN208910228U - 可穿戴生理数据测量装置及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可穿戴生理数据测量装置及系统，所述装置包括：壳体、传感器连接器及信号处理器，其中：所述传感器连接器设置在壳体的外侧面，用于连接外部传感器组与信号处理器；所述信号处理器设置在所述壳体形成的壳体空间内，通过所述传感器连接器与外部传感器组电连接，用于对于外部传感器组采集到的传感数据进行处理。本实用新型能够方便地安装在使用者所穿的服装上，可长期无间断的测量使用者的各项生理和体位体动等参数，且拆装方便。

Description

可穿戴生理数据测量装置及系统

技术领域

本实用新型涉及生理数据测量技术领域，特别涉及一种可穿戴生理数据测量装置及系统。

背景技术

可穿戴设备是一种直接穿在身上，或是整合到用户的衣服或配件(如眼镜、手套、手表、服饰及鞋等)上的一种便携式设备。医疗是可穿戴设备最具前景的应用领域。可穿戴智能医疗设备能够协助患者进行经过科学设计的个性化健康管理，通过实时检查指标来纠正功能性病理状态，中断或延缓病理改变过程。合理的慢性疾病管理，能够避免患者急诊就诊和住院治疗，减少就医次数。另外，许多疾病在彻底康复之前会出现情况反复，患者出院再入院的情况普遍存在。通过可穿戴智能医疗设备可以持续跟踪患者后续情况，及时跟踪患者的康复进展情况，发现潜在的风险因素。可穿戴只能医疗设备还能够让患者(用户)管理自己的疾病，以得到及时的帮助。

目前上市的可穿戴设备五花八门，从智能眼镜到智能手表，从智能服装到智能鞋子。但是目前市场上所能提供的产品和服务，就医疗应用来说，仅能获得心律等非常单一或初步的人体参数信息，无法得到真正医疗级别的诊断和治疗应用，因此也就不能解决普通消费者或患者对于疾病预防和疾病治疗的真正迫切需要。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述现有技术中存在的问题，提供一种可穿戴生理数据测量装置和系统，利用该装置和系统能够实时方便的获得疾病诊断和疾病治疗所必须的人体生理参数测量数据。

本实用新型提出一种可穿戴生理数据测量装置，所述装置包括：壳体、传感器连接器及信号处理器，其中：

所述传感器连接器设置在壳体的外侧面，用于连接外部传感器组与信号处理器；

所述信号处理器设置在所述壳体形成的壳体空间内，通过所述传感器连接器与外部传感器组电连接，用于对于外部传感器组采集到的传感数据进行处理。

可选地，所述传感器连接器呈连接扣形式。

可选地，所述信号处理器包括：呼吸信号处理电路、心电信号处理电路、转角及速度测量电路、血糖信号处理电路、血压信号处理电路、血氧含量信号处理电路、体温信号处理电路、控制电路、第一通讯电路、电源管理电路、存储器电路及辅助电路，其中：

所述呼吸信号处理电路、心电信号处理电路、转角及速度测量电路、血糖信号处理电路、血压信号处理电路、血氧含量信号处理电路、体温信号处理电路均与所述传感器连接器电连接，用于对于外部传感器组采集到的生理数据进行处理；

所述控制电路与各个电路连接，用于读取生理数据，并根据各个电路的工作状态对其进行控制；

所述存储器电路与所述控制电路连接，用于存储控制电路读取得到的生理数据；

所述第一通讯电路与所述控制电路连接，用于将控制电路读取得到的生理数据发送至外部装置；

所述电源管理电路与各个电路连接，用于为各个电路提供电源。

可选地，所述呼吸信号处理电路包括调频电路和鉴频电路，其中：

所述调频电路用于驱动外部传感器组中的呼吸传感器工作，以产生随呼吸而发生变化的电流信号；

所述鉴频电路用于检测电流信号，并将检测到的电流信号转换为电压信号，并对其进行放大滤波以及模数转换，并将模数转换后得到的呼吸数据由控制电路读取。

可选地，所述心电信号处理电路包括低噪声可编程增益放大器、内部参考器、板载振荡器和高分辨率模数转换器。

可选地，所述第一通讯电路采用芯片级天线。

可选地，所述电源管理电路包括电池、电池供电DC/DC电路及电池充电电路。

可选地，所述存储器电路及电源管理电路共用传输接口。

可选地，所述可穿戴生理数据测量装置还包括显示电路和报警电路，所述显示电路和报警电路均与控制电路连接，其中：

所述显示电路用于显示从控制电路获取到的生理数据以及所述可穿戴生理数据测量装置的工作状态数据；

所述报警电路用于根据控制电路的控制进行报警。

本实用新型还提出一种可穿戴生理数据测量系统，所述系统包括：外部传感器组，如上所述的可穿戴生理数据测量装置和接收装置，其中：

所述外部传感器组包括多个传感器，用于采集生理数据；

所述外部传感器组通过所述可穿戴生理数据测量装置的传感器连接器与所述可穿戴生理数据测量装置进行电连接，以将采集到的生理数据传输给所述可穿戴生理数据测量装置；

所述可穿戴生理数据测量装置用于对于接收到的生理数据进行处理，并将其发送给接收装置；

所述接收装置用于对于接收到的生理数据进行显示、存储和统计。

与现有技术相比，本实用新型具有以下几个优点：

1.安装在壳体外侧的传感器连接器为压扣形式，既有电气信号连接的作用，又有固定的作用，可方便快捷的将此测量装置在使用者所穿的服装上进行安装和拆卸操作；

2.本实用新型能够实时方便的获得心电、呼吸及体位体动等重要人体生理参数；

3.本实用新型设计有电池充电电路，能够方便的使用通用充电器或计算机等进行充电；

4.本实用新型设计有LED显示器和蜂鸣器，能够根据需要显示功能状态及发出声音报警。

附图说明

图1示出了根据本实用新型一实施例的可穿戴生理数据测量装置的外形示意图；

图2示出了根据本实用新型一实施例的可穿戴生理数据测量系统的的整体结构框图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。

根据本实用新型的一方面，本实用新型提供一种可穿戴生理数据测量装置，如图1所示，所述装置包括：壳体101、传感器连接器102及信号处理器，其中：

所述传感器连接器102设置在壳体101的外侧面，用于连接外部传感器组与信号处理器，即外部传感器组通过所述传感器连接器与所述信号处理器电连接；

所述信号处理器设置在所述壳体101形成的壳体空间内，通过所述传感器连接器与外部传感器组电连接，用于对于外部传感器组采集到的传感数据进行处理。

在本实用新型一实施例中，所述传感器连接器102呈连接扣形式，比如压扣，其既具有电气信号连接的作用，又具有固定的作用，通过所述传感器连接器能够将所述测量装置方便的固定在使用者所穿的服装或其它配饰上。

图2示出了根据本实用新型一实施例的可穿戴生理数据测量系统的的整体结构框图，如图2所示，在本实用新型一实施例中，所述信号处理器包括：呼吸信号处理电路、心电信号处理电路、转角及速度测量电路、血糖信号处理电路、血压信号处理电路、血氧含量信号处理电路、体温信号处理电路、控制电路、第一通讯电路、电源管理电路、存储器电路及其它辅助电路，其中：

所述呼吸信号处理电路、心电信号处理电路、转角及速度测量电路、血糖信号处理电路、血压信号处理电路、血氧含量信号处理电路、体温信号处理电路均与所述传感器连接器电连接，用于对于外部传感器组采集到的生理数据进行处理；

所述控制电路与其它各个电路连接，用于读取生理数据，并根据各个电路的工作状态对其进行控制；

所述存储器电路与所述控制电路连接，用于存储控制电路读取得到的生理数据；

所述第一通讯电路与所述控制电路连接，用于将控制电路读取得到的生理数据发送至外部装置；

所述电源管理电路与其它各个电路连接，用于为各个电路提供电源。

在本实用新型一实施例中，所述控制电路可使用低功耗处理器芯片MSP430。MSP430系列单片机是美国德州仪器(TI)推出的一种16位超低功耗、具有精简指令集(RISC)的混合信号处理器(Mixed Signal Processor)。

在本实用新型一实施例中，所述呼吸信号处理电路包括调频电路和鉴频电路，其中：所述调频电路用于驱动外部传感器组中的呼吸传感器工作，以产生随呼吸而发生变化的电流信号；所述鉴频电路用于检测电流信号，并将检测到的电流信号转换为电压信号，并对其进行放大滤波以及模数转换，并将模数转换后得到的呼吸数据由控制电路读取。

在本实用新型一实施例中，所述心电信号处理电路包含心电信号处理芯片ADS1292。ADS1292R是一种多通道、同步采样、24位、三角积分(ΔΣ)模数转换器(ADC)，此转换器具有两个内置的低噪声可编程增益放大器(PGA)、内部参考器、一个板载振荡器和两个高分辨率模数转换器(ADC)。经所述心电信号处理电路处理后得到的心电数据由控制电路读取。

其中，所述第一通讯电路可以是近距离通讯电路，比如蓝牙通讯电路，也可以是远距离通讯电路，比如移动通讯电路等等。

在本实用新型一实施例中，所述第一通讯电路包含蓝牙通讯控制芯片CC2541，CC2541是一款针对低能耗以及私有2.4GHz应用的功率优化的真正片载系统(SoC)解决方案，采用芯片级天线，它使得使用低总体物料清单成本建立强健网络节点成为可能。CC2541将领先RF收发器的出色性能和一个业界标准的增强型8051MCU、系统内可编程闪存存储器、8kB RAM和很多其它功能强大的特性和外设组合在一起。CC2541非常适合应用于需要超低能耗的系统。CC2541可用于蓝牙4.0协议的通讯控制。而且，上述芯片级天线的采用大大缩减了电路板的尺寸。

所述转角及速度测量电路能够实现三轴直线加速度测量及三轴角速度测量，基于这些测量数据可以得到用户的体位和体动状态数据。在本实用新型一实施例中，所述转角及速度测量电路包含多轴速度、加速度测量芯片MPU6050，MPU6050为6轴运动处理组件，相较于多组件方案，免除了组合陀螺仪与加速器时之轴间差的问题，大大缩减了电路体积，可准确追踪快速与慢速动作。

在本实用新型一实施例中，所述电源管理电路包括电池、电池供电DC/DC电路及电池充电电路。

在本实用新型一实施例中，所述存储器电路及电源管理电路共用传输接口，比如MINI-USB接口，通过该传输接口，能够实现对装置电池的充电，同时还可以实现对存储器电路所存储数据的下载。

在本实用新型一实施例中，所述存储器电路为SD卡存储电路，设置有SD卡安装槽结构，以能够方便的安装及取出SD卡。

其中，所述辅助电路可以根据实际应用的需要来进行设置，以扩展所述装置的功能。

在本实用新型一实施例中，所述可穿戴生理数据测量装置还包括显示电路和报警电路，所述显示电路和报警电路均与控制电路连接，其中：所述显示电路用于显示从控制电路获取到的生理数据以及所述可穿戴生理数据测量装置的工作状态数据；所述报警电路用于根据控制电路的控制进行报警。其中，所述显示电路可采用LED显示电路，所述报警电路可使用声音报警电路、灯光报警电路、振动报警电路中的一种或多种。

根据本实用新型的另一方面，本实用新型还提供了一种可穿戴生理数据测量系统，如图2所示，所述系统包括：外部传感器组，所述可穿戴生理数据测量装置和接收装置，其中：

所述外部传感器组包括多个传感器，用于采集生理数据；

其中，所述外部传感器组可包括呼吸传感器、心电传感器、转角及速度测量仪、血糖传感器、血压传感器、血氧含量传感器、体温传感器等生理信号采集传感器；

所述外部传感器组通过所述可穿戴生理数据测量装置的传感器连接器与所述可穿戴生理数据测量装置进行电连接，以将采集到的生理数据传输给所述可穿戴生理数据测量装置；

所述可穿戴生理数据测量装置用于对于接收到的生理数据进行处理，并将其发送给接收装置；

所述接收装置用于对于接收到的生理数据进行显示、存储和统计。

在本实用新型一实施例中，所述接收装置包括第二通讯电路、存储器、显示器、处理器和人机交互设备，其中：

所述第二通讯电路用于与所述可穿戴生理数据测量装置通信，传输生理数据和用户命令；

所述存储器与所述第二通讯电路连接，用于存储接收到的生理数据；

所述处理器与所述存储器连接，用于对于接收到的生理数据进行处理和存储；

所述人机交互设备与处理器和显示器连接，用于接收用户指令，并将其传输给处理器和显示器；

所述显示器与所述处理器和人机交互设备连接，用于显示接收到的数据和用户指令。

其中，所述第二通讯电路可以是近距离通讯电路，比如蓝牙通讯电路，也可以是远距离通讯电路，比如移动通讯电路等等。

所述接收装置可放置在患者处，以供患者随时监测自己的身体状况，也可以放置在医生处，使医生能够随时了解、调用患者的生理数据，以对患者的身体状况作出准确的判断，进而给予及时的治疗。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、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)

1.一种可穿戴生理数据测量装置，其特征在于，所述装置包括：壳体、传感器连接器及信号处理器，其中：

所述传感器连接器设置在壳体的外侧面，用于连接外部传感器组与信号处理器；

所述信号处理器设置在所述壳体形成的壳体空间内，通过所述传感器连接器与外部传感器组电连接，用于对于外部传感器组采集到的传感数据进行处理。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述传感器连接器呈连接扣形式。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述信号处理器包括：呼吸信号处理电路、心电信号处理电路、转角及速度测量电路、血糖信号处理电路、血压信号处理电路、血氧含量信号处理电路、体温信号处理电路、控制电路、第一通讯电路、电源管理电路、存储器电路及辅助电路，其中：

所述呼吸信号处理电路、心电信号处理电路、转角及速度测量电路、血糖信号处理电路、血压信号处理电路、血氧含量信号处理电路、体温信号处理电路均与所述传感器连接器电连接，用于对于外部传感器组采集到的生理数据进行处理；

所述控制电路与各个电路连接，用于读取生理数据，并根据各个电路的工作状态对其进行控制；

所述存储器电路与所述控制电路连接，用于存储控制电路读取得到的生理数据；

所述第一通讯电路与所述控制电路连接，用于将控制电路读取得到的生理数据发送至外部装置；

所述电源管理电路与各个电路连接，用于为各个电路提供电源。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述呼吸信号处理电路包括调频电路和鉴频电路，其中：

所述调频电路用于驱动外部传感器组中的呼吸传感器工作，以产生随呼吸而发生变化的电流信号；

所述鉴频电路用于检测电流信号，并将检测到的电流信号转换为电压信号，并对其进行放大滤波以及模数转换，并将模数转换后得到的呼吸数据由控制电路读取。

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述心电信号处理电路包括低噪声可编程增益放大器、内部参考器、板载振荡器和高分辨率模数转换器。

6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第一通讯电路采用芯片级天线。

7.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述电源管理电路包括电池、电池供电DC/DC电路及电池充电电路。

8.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述存储器电路及电源管理电路共用传输接口。

9.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述可穿戴生理数据测量装置还包括显示电路和报警电路，所述显示电路和报警电路均与控制电路连接，其中：

所述显示电路用于显示从控制电路获取到的生理数据以及所述可穿戴生理数据测量装置的工作状态数据；

所述报警电路用于根据控制电路的控制进行报警。

10.一种可穿戴生理数据测量系统，其特征在于，所述系统包括：外部传感器组，如权利要求1-9任一所述的可穿戴生理数据测量装置和接收装置，其中：

所述外部传感器组包括多个传感器，用于采集生理数据；

所述外部传感器组通过所述可穿戴生理数据测量装置的传感器连接器与所述可穿戴生理数据测量装置进行电连接，以将采集到的生理数据传输给所述可穿戴生理数据测量装置；

所述可穿戴生理数据测量装置用于对于接收到的生理数据进行处理，并将其发送给接收装置；

所述接收装置用于对于接收到的生理数据进行显示、存储和统计。