CN209285486U - 一种基于呼吸频率指标的健康监测系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型实施例公开了一种基于呼吸频率指标的健康监测系统，涉及健康监测技术领域，所述系统包括：呼吸频率检测装置，用于获取人体的呼吸频率数据，并将呼吸频率数据发送给客户端；数据传输模块，用于实现呼吸频率检测装置与客户端之间的数据传输；客户端，用于对呼吸频率数据、人体的心跳频率和实时天气指标进行综合分析，给出健康指数和指导建议；移动终端，用于实现健康指数和指导建议的推送显示。本实用新型实能够解决现有技术中由于忽略呼吸频率这一生理指标而导致现有健康监测系统不完善的问题。

Description

一种基于呼吸频率指标的健康监测系统
技术领域
本实用新型实施例涉及健康监测技术领域，具体涉及一种基于呼吸频率指标的健康监测系统。
背景技术
随着近年来我国空气质量的恶化，我国雾霾、阴霾天气现象逐渐增多。雾霾中有害颗粒的有毒物质达二十多种，包括酸、碱、盐、胺酚等，及尘埃、花粉、螨虫、结核杆菌、肺炎球菌等，其含量是普通大气水滴的几十倍。雾霾中主要对人体造成危害的是PM2.5，PM2.5所含的细微颗粒物，上呼吸道挡不住，它们可以一路下行，进入细支气管、肺泡。再通过肺泡壁进入毛细血管，进而进入整个血液循环系统，对心血管的伤害也不容小视。人长期处于雾霾天气中，可能会引发急性上呼吸道感染等各种呼吸系统疾病。特别是对于患有呼吸系统疾病的人，雾霾天气对其影响尤为显著。通过对雾霾的研究，我们可以得出雾霾对人体呼吸系统的影响尤为明显，因此通过测定心率和呼吸频率来检测人体的健康指标很有必要。
但是目前对健康的监测方法或系统大都采用心率监测方法，忽略了呼吸频率的指征，呼吸频率的指征对于中老年及患有呼吸、心脑血管等慢性疾病患者的日常健康监护有着重要的指导意义。且现有的健康监测方法或系统只能实现检测，不能将湿度、空气质量等天气指标与人体生理指标结合给出合理的建议，产品智能化效果差。
实用新型内容
为此，本实用新型实施例提供一种基于呼吸频率指标的健康监测系统，以解决现有技术中由于忽略呼吸频率这一生理指标而导致现有健康监测系统不完善的问题。
为了实现上述目的，本实用新型的实施方式提供如下技术方案：提供一种基于呼吸频率指标的健康监测系统，所述系统包括：呼吸频率检测装置，用于获取人体的呼吸频率数据，并将呼吸频率数据发送给客户端；数据传输模块，用于实现呼吸频率检测装置与客户端之间的数据传输；客户端，用于对呼吸频率数据、人体的心跳频率和实时天气指标进行综合分析，给出健康指数和指导建议；移动终端，用于实现健康指数和指导建议的推送显示。
优选地，所述系统还包括心跳频率采集装置和空气指标检测装置，所述心跳频率采集装置包括心率采集器或具有心率采集功能的智能穿戴设备，所述空气指标检测装置用于获取天气指标。
优选地，所述呼吸频率检测装置包括可穿戴呼吸检测器，所述可穿戴呼吸检测器具有第一电极板、第二电极板、集成电路和单片机，所述第一电极板、第二电极板和集成电路组成检测电路后接入单片机，第一电极板和第二电极板设置于可穿戴组件的前后位置，并对应人体胸部的前后位置。
优选地，所述第一电极板和第二电极板包括导电板或设置在可穿戴组件前后位置上的导电材料。
优选地，所述可穿戴组件包括上衣、便携安装架和可拆卸安装袋。根据本实用新型的实施方式，本实用新型具有如下优点：采用呼吸频率数据作为健康指标的参数之一，使检测结果更准确；结合心跳频率和实时天气指标给出更全面的健康指数且能够根据健康指数给出健康建议，更加智能化，呼吸频率检测装置采用可穿戴式，更便捷。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
图1为本实用新型实施例提供的基于呼吸频率指标的健康监测系统的结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的基于呼吸频率指标的健康监测系统的第一极板和第二极板的安装示意图。
图中：第一电极板1、第二电极板2、集成电路3、电阻4、呼吸频率检测装置5、单片机6、数据传输模块7、客户端8、移动终端9、上衣10、可穿戴呼吸检测器11。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，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。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
参考图1，本实施例提供一种基于呼吸频率指标的健康监测系统，包括：呼吸频率检测装置5，用于获取人体的呼吸频率数据，并将呼吸频率数据发送给客户端8；
数据传输模块7，用于实现呼吸频率检测装置5与客户端8之间的数据传输；
客户端8，用于对呼吸频率数据、人体的心跳频率和实时天气指标进行综合分析，给出健康指数和指导建议；
移动终端9，如手机、平板电脑等，用于实现健康指数和指导建议的推送显示。
呼吸频率检测装置5、数据传输模块7、客户端8和移动终端9依次相连。
进一步地，呼吸频率检测装置5包括可穿戴呼吸检测器11，所述可穿戴呼吸检测器11具有第一电极板1、第二电极板2、集成电路3和单片机6，第一电极板1和第二电极板2包括导电板或设置在可穿戴组件前后位置上的导电材料，如设置在衣服内侧的导电布料。可穿戴组件包括上衣、便携安装架和可拆卸安装袋，上衣如背心、马甲等，便携安装架可以为可穿戴在人体上身的能够承载呼吸频率检测装置5的装置，可拆卸安装带包括通过绑带或粘贴件可以与上衣固定在一起的容纳袋。
呼吸频率检测装置5采用平板电容器模型制作而成，电容的计算公式为：C＝ξS/d，其中C为电容，ξ为电容率，S为极板正对面积，d为电极板的垂直距离。在人体呼吸过程中由于胸腔内人体器官组织在呼气和吸气过程中的变化，会引起电容率的变化，从而使电容C改变。因此检测出电容C的变化，便可得到人体的呼吸频率。
所述第一电极板1、第二电极板2和集成电路3组成检测电路后接入单片机6，第一电极板1和第二电极板2设置于可穿戴组件的前后位置，并对应人体胸部的前后位置。第一电极板1和第二电极板2相当于电容板的两极，人体位于第一电极板1和第二电极板2的中间。集成电路3包括电阻4、电容和集成电路，电阻4包括R1和R2，集成电路采用NE555集成电路，NE555集成电路接有电源VCC端且接地。电路的暂稳态时间包括T1和T2，即输出VouT的正向脉冲宽度T1≈0.7(R1+R2)C；输出Vo的负向脉冲宽度T2≈0.7R2C，因此，电路的振荡周期T＝T1+T2＝0.7(R1+2R2)C，振荡频率f＝1/T。正向脉冲宽度T1与振荡周期T之比称矩形波的占空比D，由上述条件可得：
D＝(R1+R2)/(R1+2R2)，
若使R2>>R1，则D≈1/2，即输出信号的正负向脉冲宽度相等的矩形波则Uout口产生方波，再输出至单片机6，当单片机6检测到方波的高电平时，单片机6内部时钟开始计数，便可测得该方波的周期。由振荡周期T＝T1+T2＝0.7(R1+2R2)C可知，当电容C改变，振荡周期即改变，等同于人体呼吸时测得的电容呈周期性变化，即单片机6测得的方波周期呈周期性变化，记录单片机6测得的方波周期数据。将单片机6测得的一组方波周期数据求平均值，用所有数据与上述平均值做差，当第n个数据与平均值的差值乘和第n+1个数据和平均值的差值的小于0时，第n个数据与第n+1个数据的频率t＝1/T，t便为人体的呼吸频率。
本实施例提供的基于呼吸频率指标的健康系统的监测方法包括：通过呼吸频率检测装置5获取人体的呼吸频率数据；利用云平台、通讯接口、蓝牙或无线通讯网络等传输模块将呼吸频率数据发送至客户端8；客户端8获取人体的心跳频率和实时天气指标；客户端8将呼吸频率数据、人体的心跳频率和实时天气指标相结合，再进行分析比对，得出健康指数并生成指导建议；客户端8将人体的呼吸频率数据和心跳频率与数据库中的预存数据做对比，再进行分析，得出健康指数，所述健康指数包括多个等级，客户端8再通过每个等级的不同状况给出指导建议，最后通过移动终端9将健康指数和指导建议推送给使用者。
更进一步地，客户端8获取人体的心跳频率的方法包括：在呼吸频率检测装置5上安装心率采集器或者通过智能穿戴设备获取心跳频率后再发送至客户端8。心率采集器可以为利用SOC技术制作的心率采集装置，智能穿戴设备包括市面上已经应用的心率手环等。
进一步地，客户端8通过气象网站如中国气象网的接口请求本地实时天气状况数据后，获取实时天气指标或者通过外设的空气指标检测装置如空气质量检测器获取天气指标。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (5)

1.一种基于呼吸频率指标的健康监测系统，其特征在于，所述系统包括：
呼吸频率检测装置(5)，用于获取人体的呼吸频率数据，并将呼吸频率数据发送给客户端(8)；
数据传输模块(7)，用于实现呼吸频率检测装置(5)与客户端(8)之间的数据传输；
客户端(8)，用于对呼吸频率数据、人体的心跳频率和实时天气指标进行综合分析，给出健康指数和指导建议；
移动终端(9)，用于实现健康指数和指导建议的推送显示。
2.如权利要求1所述的一种基于呼吸频率指标的健康监测系统，其特征在于，所述系统还包括心跳频率采集装置和空气指标检测装置，所述心跳频率采集装置包括心率采集器或具有心率采集功能的智能穿戴设备，所述空气指标检测装置用于获取天气指标。
3.如权利要求1所述的一种基于呼吸频率指标的健康监测系统，其特征在于，所述呼吸频率检测装置(5)包括可穿戴呼吸检测器(11)，所述可穿戴呼吸检测器(11)具有第一电极板(1)、第二电极板(2)、集成电路(3)和单片机(6)，所述第一电极板(1)、第二电极板(2)和集成电路(3)组成检测电路后接入单片机(6)，第一电极板(1)和第二电极板(2)设置于可穿戴组件的前后位置，并对应人体胸部的前后位置。
4.如权利要求3所述的一种基于呼吸频率指标的健康监测系统，其特征在于，所述第一电极板(1)和第二电极板(2)包括导电板或设置在可穿戴组件前后位置上的导电材料。
5.如权利要求3或4所述的一种基于呼吸频率指标的健康监测系统，其特征在于，所述可穿戴组件包括上衣、便携安装架和可拆卸安装袋。
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CN109497974A (zh) * 2018-12-26 2019-03-22 北京信息科技大学 一种基于呼吸频率指标的健康监测方法及系统
CN111135482A (zh) * 2020-01-22 2020-05-12 哈尔滨理工大学 一种胸腹表面呼吸运动信号准相位超分辨方法

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