CN212937970U - 一种基于压电传感技术的智能冲锋衣 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于压电传感技术的智能冲锋衣，包括衣服本体、通信模块、智能终端及设置于衣服本体的生命体征感知模块、温度传感器和信号处理模块，生命体征感知模块和温度传感器均与信号处理模块线路连接，生命体征感知模块感知心率信号、呼吸信号及体动信号，温度传感器感知体温和外界温度，信号处理模块与智能终端经通信模块通信连接；经信号处理模块分析处理之后，即可判断使用者的有无身体不适和摔倒跌落等突发状况，并在智能终端显示，且信号处理器内设置GPRS定位单元，有助于外界在出现突发状况时快速定位事故发生地，及时实施救助；生命体征感知模块为柔性件，结构简单，取放简单方便，不会为使用者造成额外负担。

Description

一种基于压电传感技术的智能冲锋衣

技术领域

本实用新型属于可穿戴设备技术领域，特别是涉及一种基于压电传感技术的智能冲锋衣。

背景技术

随着社会发展和人们的生活水平不断提高，人们的经济实力也逐渐增强，但与此同时现代人的生活节奏越来越快，压力也越来也大；越来越多的人开始选择野营、漂流、登山、滑雪等户外运动来亲近自然，放松心情；户外消费需求的加大促进了户外产品的迅速发展，随着户外运动需求的增加。

人们在户外运动的过程中频频发生一些安全事故；通过对一段时间内的300起户外运动安全事故案例分析发现，户外运动安全事故主要有六大类：滑坠、迷路被困失踪、天气原因、身体不适、交通事故和其它事故(含纠纷案件、野生动物袭击、误食蘑菇等)；其中迷路失踪被困和滑坠事故，分别占37.7％和32％，为高发事故项目；其次是天气事故占17.6％和交通事故占9％；户外运动安全事故的发生在参与者个人及家庭的悲剧和损失的同时也造成社会大量公共资源的损耗；有必要在健全和完善户外安全预警机制及社会公共安全服务系统的同时优化户外产品，有效控制和应对频发的户外运动安全事故。

目前，现有的冲锋衣内置气压传感器、温度传感器、心率传感器、加速度传感器、乳酸感应器等多个传感器和微控制器，且相互之间通过FPC连接；使其具有户外参数检测功能并对使用者进行户外参数的检测；其中，通过两组气压传感器采集数据取平均值作为输出，心率传感器测量心率，乳酸感应器测量乳酸含量，根据这些数据判断运动极限，合理安排休息时间。

但是，现有冲锋衣设置的感应器件复杂繁琐，且无法判断使用者有无摔倒跌落或身体不适等状况，不利于事故救援。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种结构简单、能实时监测使用者的心率、呼吸、体动、体温等生命体征信号、判断使用者有无摔倒跌落或身体不适等状况，便于突发事故及时进行救助的基于压电传感技术的智能冲锋衣。

一种基于压电传感技术的智能冲锋衣，包括衣服本体，还包括生命体征感知模块、温度传感器、信号处理模块、通信模块和智能终端，所述生命体征感知模块和温度传感器均与所述信号处理模块线路连接，所述生命体征感知模块、温度传感器和信号处理模块均设置于所述衣服本体，所述生命体征感知模块感知心率信号、呼吸信号及体动信号，所述温度传感器感知体温和外界温度，所述信号处理模块与智能终端经所述通信模块通信连接。

在一个实施例中，所述生命体征感知模块和温度传感器设置于位于所述衣服本体左胸处。

在一个实施例中，所述生命体征感知模块包括压电薄膜传感器，所述压电薄膜传感器封装于所述衣服本体的夹层内。

在一个实施例中，所述生命体征感知模块包括压电薄膜传感器，所述压电薄膜传感器设置于所述衣服本体设置的置物袋内。

在一个实施例中，还包括石墨烯远红外发热模块，所述石墨烯远红外发热模块固定于所述衣服本体。

在一个实施例中，还包括运动记录模块，所述运动记录模块固定于所述衣服本体。

在一个实施例中，还包括薄膜太阳能电池，所述薄膜太阳能电池固定于所述衣服本体。

在一个实施例中，所述信号处理模块内设置有GPRS定位单元。

上述基于压电传感技术的智能冲锋衣至少具有以下优点：

智能冲锋衣采用压电薄膜传感器座位感知生命体征信号，可感知心率、呼吸、体动信号，采用温度传感器感知体温与外界温度，仅需一压电薄膜传感器和温度传感器即可感知到多个生命体征信号，经信号处理模块分析处理之后，即可判断使用者的有无身体不适和摔倒跌落等突发状况，并在智能终端显示，有助于外界在出现突发状况时及时实施救助，有效控制和应对突发安全事故；同时，压电薄膜传感器和温度传感器可置于衣服本体上设置的安放位置，且为柔性元件，结构简单，取放简单方便，不会为使用者造成额外负担。

附图说明

图1是本实用新型基于压电传感技术的智能冲锋衣的局部剖视图；

图2是本实用新型基于压电传感技术的智能冲锋衣的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详述：

请参阅图1、图2所示，一种基于压电传感技术的智能冲锋衣，包括衣服本体10，还包括生命体征感知模块20、温度传感器30、信号处理模块40、通信模块50和智能终端60，生命体征感知模块20和温度传感器30均与信号处理模块40线路连接，生命体征感知模块20、温度传感器30和信号处理模块40均设置于衣服本体10，信号处理模块40与智能终端60经通信模块50通信连接。

户外运动者穿上冲锋衣后，设置在衣服本体10上的生命体征感知模块20可感知心率信号、呼吸信号及体动信号，设置在衣服本体10上的温度传感器30感知体温和外界温度，并将监测到的数据发送给与之线路连接的信号处理模块40进行分析处理，信号处理模块40根据接收到的数据分析处理之后可判断出户外运动者的身体状况，有无身体不适、有无摔倒跌落或其他突发状况，信号处理模块40将分析处理结果经通信模块50发送给智能终端60，可实时监测户外运动者的各项生命体征信号，有利于智能终端60处的人员及时发现状况，突发状况时及时救助。

具体的，生命体征感知模块20包括压电薄膜传感器和信号放大单元，压电薄膜传感器为被动无源式工作，压电薄膜传感器受到外力的作用而变形时会在两个电极表面上出现正负相反的电荷，当外力去掉之后，又会恢复到不带电的状态；当压电薄膜传感器被动无源感知到心率、呼吸、体动等生命体征信号时，压电薄膜会根据生命体征信号很小的波动引起较大的应力，从而引起压电薄膜的变形，出现正压电效应，实现高灵敏度和高精确度监测生命体征信号。其中，压电薄膜为压电聚合物高分子膜，压电薄膜上下电极表面之间就会产生一个电信号，并且同拉伸或弯曲的形变成比例。压电薄膜传感器和温度传感器30设置于位于衣服本体10，优选设置于衣服本体10的左胸处，压电薄膜传感器可封装于衣服本体10的夹层内，也可设置于衣服本体10设置的置物袋内，还可以是通过魔术贴将生命体征感知模块20贴合于衣服本体10上，或其他固定方式。而压电薄膜传感器本身重量非常轻，不会为户外运动增加额外负担；压电薄膜传感器材质柔软，贴合于衣服本体10时不会对户外运动者的动作造成影响；压电薄膜传感器极其耐用，可以经受数百万次的弯曲和振动。

信号处理模块40分析处理接收到的生命体征信号数据与体温、环境温度数据，判断出户外运动者的身体状况，有无身体不适、有无摔倒跌落或其他突发状况。具体的，信号处理模块40包括滤波电路、A/D转换电路和微控制器，接收到的数据先由滤波电路去除干扰，再经A/D转换电路转换为数字信号发送给微控制器，微控制器内设置有分析算法，微控制器对接收的心率、呼吸、体动、体温等信号进行分析，判断户外运动者的身体状况，有无身体不适、有无摔倒跌落或其他突发状况；智能终端60可根绝分析处理后得到的结果及时实施救助。其中智能终端60可以是手机、平板电脑、计算机等。

智能冲锋衣还包括固定于衣服本体10的石墨烯远红外发热模块70和薄膜太阳能电池80。

具体的，石墨烯远红外发热模块70可包括石墨烯远红外发热膜和温控开关，在感觉冷时打开温控开关，石墨烯远红外发热膜开始发热，在感觉热时关闭温控开关，石墨烯远红外发热膜停止发热。或者，温控开关与温度传感器30线路连接，在温控开关内设置记忆芯片，记忆芯片内存储有人体舒适性温度阈值，根据舒适性温度阈值，当温度传感器30监测到体温达到阈值下临界点时，控制温控开关打开，石墨烯远红外发热膜开始发热，当温度传感器30监测到体温达到阈值上临界点时，控制温控开关关闭，石墨烯远红外发热膜停止发热。其温控开关选择柔软、轻薄的开关，以便不影响对智能冲锋衣舒适性的影响。

薄膜太阳能电池80优选设置于衣服本体10的肩背部分，且薄膜太阳能电池80经线路与信号处理模块40连接，为信号处理模块40的电池实时充电，避免长时间户外运动可能造成的信号处理模块40电池用完的情况，为户外运动者的实时监测提供了保障。当然，还可在信号处理模块40上设置接口，供户外运动者所携带的手机、相机等设备充电，薄膜太阳能电池80也能将太阳能转化为给信号处理模块40、手机、相机等设备充电。

做为优选，可信号处理模块40内设置GPRS定位单元42，便于对户外运动者进行定位，特别是在监测到户外运动者的生命体征信号不正常，有可能出现身体不适、摔倒跌落、交通事故等突发状况时，有利于快速定位事故发生地，及时提供救助，有效应对户外运动安全事故。

智能冲锋衣还包括固定于衣服本体10的运动记录模块90，运动记录模块90可将户外运动的过程记录下，方便户外运动者分享运动过程经历，同时，也能给户外运动者自己留下美好回忆。

上述基于压电传感技术的智能冲锋衣至少具有以下优点：

智能冲锋衣采用压电薄膜传感器座位感知生命体征信号，可感知心率、呼吸、体动信号，采用温度传感器30感知体温与外界温度，仅需一压电薄膜传感器和温度传感器30即可感知到多个生命体征信号，经信号处理模块40分析处理之后，即可判断使用者的有无身体不适和摔倒跌落等突发状况，并在智能终端60显示，有助于外界在出现突发状况时及时实施救助，有效控制和应对突发安全事故；同时，压电薄膜传感器和温度传感器30可置于衣服本体10上设置的安放位置，且为柔性元件，结构简单，取放简单方便，不会为使用者造成额外负担。

智能冲锋衣经通信模块50可与户外运动周边的医院、交通、美食等形成物联网，户外运动者穿上智能冲锋衣在某处进行户外运动时，可将周边的各种配套设施联系起来，特别是出现突发事故时，能及时自动联系就近医院及救援机构，及时救援、为生命安全提供保障。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型权利要求的涵盖范围。

Claims (8)

1.一种基于压电传感技术的智能冲锋衣，包括衣服本体，其特征在于，还包括生命体征感知模块、温度传感器、信号处理模块、通信模块和智能终端，所述生命体征感知模块和温度传感器均与所述信号处理模块线路连接，所述生命体征感知模块、温度传感器和信号处理模块均设置于所述衣服本体，所述生命体征感知模块感知心率信号、呼吸信号及体动信号，所述温度传感器感知体温和外界温度，所述信号处理模块与智能终端经所述通信模块通信连接。

2.根据权利要求1所述的基于压电传感技术的智能冲锋衣，其特征在于，所述生命体征感知模块和温度传感器设置于位于所述衣服本体左胸处。

3.根据权利要求2所述的基于压电传感技术的智能冲锋衣，其特征在于，所述生命体征感知模块包括压电薄膜传感器，所述压电薄膜传感器封装于所述衣服本体的夹层内。

4.根据权利要求2所述的基于压电传感技术的智能冲锋衣，其特征在于，所述生命体征感知模块包括压电薄膜传感器，所述压电薄膜传感器设置于所述衣服本体设置的置物袋内。

5.根据权利要求3或4所述的基于压电传感技术的智能冲锋衣，其特征在于，还包括石墨烯远红外发热模块，所述石墨烯远红外发热模块固定于所述衣服本体。

6.根据权利要求5所述的基于压电传感技术的智能冲锋衣，其特征在于，还包括运动记录模块，所述运动记录模块固定于所述衣服本体。

7.根据权利要求6所述的基于压电传感技术的智能冲锋衣，其特征在于，还包括薄膜太阳能电池，所述薄膜太阳能电池固定于所述衣服本体。

8.根据权利要求7所述的基于压电传感技术的智能冲锋衣，其特征在于，所述信号处理模块内设置有GPRS定位单元。

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