CN213665224U - 一种实时检测脉率和呼吸率的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种实时检测脉率和呼吸率的装置，包括床垫和检测装置，检测装置包括用于检测人体的脉率和呼吸率的压电传感器和检测主机，检测主机包括压电信号处理单元、MCU、电源模块、时钟单元、通信单元和数据存储单元，压电传感器将电压信号发送给压电信号处理单元，压电信号处理单元对接收到的电压信号进行处理并转换为数字信号，发送给MCU；MCU分别与电源模块、时钟单元、通信单元和数据存储单元连接，电源模块用于供电，时钟单元发送时钟信号给MCU，MCU根据时钟信号对数字信号进行处理和分析，并将得到的结果存储在数据存储单元；MCU通过通信单元交互数据。本实用新型能有效的分析出脉率、呼吸率和睡眠异常信息。

Description

一种实时检测脉率和呼吸率的装置

技术领域

本实用新型涉及人体体征检测装置，特别是涉及一种实时检测脉率和呼吸率的装置。

背景技术

脉率是每分钟脉搏的次数，呼吸率即呼吸频率，是用来表述每分钟呼吸的次数，胸腔的一次起伏即为一次呼吸，即为一次吸气一次呼气，心脏的一次跳动就会产生一次脉搏，正常情况下脉率与心率一致，成人每分钟超过100次，称为心动过速，每分钟低于60次，称为心动过缓。临床上有许多疾病，特别是心脏病可使脉率发生变化。通过此项检查可以判断病变部位及相对应的病征。

现有的检测装置大多是穿戴式，需要一种能够在人睡眠状态下、人体完全无感的情况下检测脉率和呼吸率的装置。

实用新型内容

针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种实时检测脉率和呼吸率的装置，能够在人睡眠状态下、人体完全无感的情况下检测脉率和呼吸率。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的具体技术方案如下：

一种实时检测脉率和呼吸率的装置，包括床垫和可拆卸设在所述床垫上的检测装置，所述检测装置包括用于检测人体的脉率和呼吸率的压电传感器和检测主机，所述检测主机包括压电信号处理单元、MCU、电源模块、时钟单元、通信单元和数据存储单元，所述压电传感器将电压信号发送给所述压电信号处理单元，所述压电信号处理单元对接收到的电压信号进行处理并转换为数字信号，发送给所述MCU；所述MCU分别与所述电源模块、时钟单元、通信单元和数据存储单元连接，所述电源模块用于供电，所述时钟单元发送时钟信号给所述MCU，所述MCU根据时钟信号对数字信号进行处理和分析，并将得到的结果存储在所述数据存储单元；所述MCU通过所述通信单元交互数据。

优选的，所述电源模块包括电源处理单元和电源输入接口，所述电源输入接口为USB接口，为所述电源处理单元供电。

优选的，所述USB接口输入电压为5V，电流范围为0.5A～2A。

优选的，所述检测主机还包括工作状态指示灯。

优选的，所述通信单元为WIFI物联网模块或4G/5G通信单元。

优选的，所述通信单元将所述MCU的分析后的数据上传到云服务平台，接收所述云服务平台的反馈信号给所述MCU。

优选的，所述压电信号处理单元包括放大电路、滤波电路和AD采样电路，所述放大电路的输入端与所述压电传感器的输出端连接，其输出端与所述滤波电路的输入端连接，所述滤波电路的输出端与所述AD采样电路的输入端连接，所述AD采样电路的输出端与所述MCU的ADC引脚连接。

优选的，所述压电传感器和检测主机的外部套有硅胶密封套装。

本实用新型的有益效果在于：人体在脉搏跳动和呼吸时，身体都会发生有节律性的跳动，压电传感器能够有效的感知到这种微弱的振动，通过转换这种振动信号为数字信号量，能有效的分析出脉率、呼吸率和睡眠异常信息。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1是本实用新型一种实时检测脉率和呼吸率的装置的电路框图；

图2是脉率的线条图；

图3是呼吸率的线条示意图。

图中，1-压电传感器；2-压电信号处理单元；3-工作状态指示灯；4-电源输入接口；5-电源处理单元；6-MCU；7-WIFI物联网模块；8-时钟单元；9-数据存储单元。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

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”、“安装”、“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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1-图3所示，本实用新型提出了一种实时检测脉率和呼吸率的装置，包括床垫和可拆卸设在床垫上的检测装置，检测装置包括用于检测人体的脉率和呼吸率的压电传感器1和检测主机，检测主机包括压电信号处理单元2、MCU6、电源模块、时钟单元8、通信单元和数据存储单元9，压电传感器1将电压信号发送给压电信号处理单元2，压电信号处理单元2对接收到的电压信号进行处理并转换为数字信号，发送给MCU6；MCU6分别与电源模块、时钟单元8、通信单元和数据存储单元9连接，电源模块用于供电，时钟单元8发送时钟信号给MCU6，MCU6根据时钟信号对数字信号进行处理和分析，并将得到的结果存储在数据存储单元9；MCU6通过通信单元交互数据。MCU6的型号可由技术人员根据用户需求自定义选配，不再赘述。

本实用新型采用腰带式压电传感器1对机械振动或压力变化会产生电压差。传感器嵌入于床垫或枕头内，可保持1～2厘米的软隔层，无需直接接触人体。人体躺在传感器上方时，由于脉搏的跳动，会产生微弱的振动，压电传感器1会产生相应电压差的波动。腰带式压电传感器1可采用1014000-01。

压电信号处理单元2包括放大电路、滤波电路和AD采样电路，放大电路、滤波电路和AD采样电路的型号可由技术人员根据用户需求自定义选配，不再赘述，放大电路的输入端与压电传感器1的输出端连接，其输出端与滤波电路的输入端连接，滤波电路的输出端与AD采样电路的输入端连接，AD采样电路的输出端与MCU6的ADC引脚连接。传感器产生电压信号非常微弱，并且伴随有干扰信号，压电信号处理单元2将微弱电信号放大，并过滤掉干扰信号，通过AD采样，将传感器的振动信号转化为数字量。

优选的，电源模块包括电源处理单元5和电源输入接口4，电源输入接口4为USB接口，为电源处理单元5供电。电源处理单元5包含保护电路和稳压电路，正确适配不同的USB电源，防止因电流或电压的过载或波动而损坏电路单元。USB接口输入电压为5V，电流范围为0.5A～2A。

优选的，通信单元为WIFI物联网模块7或4G/5G通信单元，WIFI物联网模块7或4G/5G通信单元的型号可由技术人员根据用户需求自定义选配，不再赘述。WIFI物联网模块7负责将MCU6分析的数据结果传输到云服务平台，在网络故障或传输数据失败时，会将状态反馈给MCU6，以提示用户或做进一步的逻辑处理。MCU6是整个设备的大脑，负责设备的数据处理和控制，包括数据采样、数据计算和分析、数据传输、以及时间运算。时钟单元8在设备启动初始化时，会校准设备的系统时间，在设备工作的过程准确记录设备的时间状态周期，并反馈给MCU6。数据存储单元9保存设备参数信息以及检测时产生的心率、呼吸率和睡眠数据，心率、呼吸率和睡眠数据在传输完成后会自动清除。

优选的，检测主机还包括工作状态指示灯3。工作状态指示灯3可以准备的表示设备的工作状态，指示灯连续闪烁，表示WIFI网络连接异常，指示灯每2秒闪烁一下，表示设备未进入检测状态，但WIFI网络正常，指示灯常亮，表示设备处理正常检测中。

优选的，压电传感器1和检测主机的外部套有硅胶密封套装，具备更好的防水性和抗拉性。

本实用新型的有益效果在于：人体在脉搏跳动和呼吸时，身体都会发生有节律性的跳动，压电传感器1能够有效的感知到这种微弱的振动，通过转换这种振动信号为数字信号量，能有效的分析出脉率、呼吸率和睡眠异常信息。

装置开机时自动同步云服务器的时间，保证时间的准备性。

实时采集和分析脉率、呼吸率和睡眠数据，实时发送到云服务器，同时保存在本地数据存储单元9，在设备空闲时再和云服务器对比数据，保证数据实时性和完整性。

将传感器和电路板集成在一起，并采用硅胶密封,使装置具备更好的防水性和抗拉性。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，本领域技术人员完全可以在不偏离本实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求书范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种实时检测脉率和呼吸率的装置，其特征在于，包括床垫和可拆卸设在所述床垫上的检测装置，所述检测装置包括用于检测人体的脉率和呼吸率的压电传感器和检测主机，所述检测主机包括压电信号处理单元、MCU、电源模块、时钟单元、通信单元和数据存储单元，所述压电传感器将电压信号发送给所述压电信号处理单元，所述压电信号处理单元对接收到的电压信号进行处理并转换为数字信号，发送给所述MCU；所述MCU分别与所述电源模块、时钟单元、通信单元和数据存储单元连接，所述电源模块用于供电，所述时钟单元发送时钟信号给所述MCU，所述MCU根据时钟信号对数字信号进行处理和分析，并将得到的结果存储在所述数据存储单元；所述MCU通过所述通信单元交互数据。

2.根据权利要求1所述的一种实时检测脉率和呼吸率的装置，其特征在于，所述电源模块包括电源处理单元和电源输入接口，所述电源输入接口为USB接口，为所述电源处理单元供电。

3.根据权利要求2所述的一种实时检测脉率和呼吸率的装置，其特征在于，所述USB接口输入电压为5V，电流范围为0.5A～2A。

4.根据权利要求1所述的一种实时检测脉率和呼吸率的装置，其特征在于，所述检测主机还包括工作状态指示灯。

5.根据权利要求1所述的一种实时检测脉率和呼吸率的装置，其特征在于，所述通信单元为WIFI物联网模块或4G/5G通信单元。

6.根据权利要求5所述的一种实时检测脉率和呼吸率的装置，其特征在于，所述通信单元将所述MCU的分析后的数据上传到云服务平台，接收所述云服务平台的反馈信号给所述MCU。

7.根据权利要求1所述的一种实时检测脉率和呼吸率的装置，其特征在于，所述压电信号处理单元包括放大电路、滤波电路和AD采样电路，所述放大电路的输入端与所述压电传感器的输出端连接，其输出端与所述滤波电路的输入端连接，所述滤波电路的输出端与所述AD采样电路的输入端连接，所述AD采样电路的输出端与所述MCU的ADC引脚连接。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种实时检测脉率和呼吸率的装置，其特征在于，所述压电传感器和检测主机的外部套有硅胶密封套装。

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