CN214342277U - 卧式生理信号监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及卧式生理信号监测装置，它包括卧垫，卧垫上设有压力传感器和生理信号采集单元，压力传感器、生理信号采集单元均连接处理单元，生理信号采集单元包括光纤传感器；还包括数据显示单元和报警单元，数据显示单元、报警单元均连接处理单元。本实用新型在不影响正常生活的同时达到身体数据监测的目的；本实用新型采集单元为光纤传感器，尺寸薄、成本低、抗干扰能力强；本实用新型通过使用压力传感器辅助光纤传感器进行数据监测，能采集更准确的生理信号。
Description
技术领域
本实用新型涉及智能监测领域，尤其涉及一种卧式生理信号监测装置。
背景技术
随着生活品质的提高，人们对健康管理也更加重视,自身健康检测的需求不断增大。呼吸率和心率是最基本的人体生命体征,人体的病态体征往往会从异常的呼吸率和心率上作出反映。因此,实现呼吸率和心率的日常实时监测对人体健康评估和疾病预防有着重要意义。
目前,大多数监测系统采用接触式的穿戴式设备,监测时不仅干扰用户生活,其监测结果的准确性也有偏差，用户体验较差；
非接触式监控系统大多使用采用基于光纤传感原理的传感系统和基于干涉原理的监控系统。光纤传感器监测装置系统结构和制作工艺复杂，获取的信号需经过波长解调，成本过高。而基于干涉原理的监控系统经过相位解调，成本高且复杂，干涉信号极易受环境、偏振和相位衰落影响无法准确提取完整监测信号。
实用新型内容
本实用新型为了解决上述技术问题，提出卧式生理信号监测装置。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
卧式生理信号监测装置，包括卧垫，所述卧垫上设有压力传感器和生理信号采集单元，所述压力传感器、生理信号采集单元均连接处理单元，所述生理信号采集单元包括光纤传感器；还包括数据显示单元和报警单元，所述数据显示单元、报警单元均连接处理单元。
进一步的，所述卧垫设有夹层，所述压力传感器、光纤传感器均位于夹层，所述数据显示单元位于卧垫的上表面的角部。
进一步的，所述处理单元包括MCU，所述压力传感器、生理信号采集单元分别通过信号调理电路连接A/D转换电路，所述A/D转换电路连接MCU，所述数据显示单元、报警单元均连接MCU，所述信号调理电路包括滤波电路和放大电路。
优选地，所述报警单元包括蜂鸣器和/或发光二极管。
进一步的，所述报警单元包括一端连接在MCU的I/O端口的电阻R2，所述电阻R2的另一端连接NPN三极管Q1的基极，所述NPN三极管Q1的集电极连接蜂鸣器B1的负端、发光二极管D1的阴极，所述蜂鸣器B1的正端连接电阻R4的一端、发光二极管D1的正极连接电阻R3的一端，电阻R4的另一端、电阻R3的另一端连接直流电源的正极，NPN三极管Q1的发射极接地，所述MCU的I/O端口设有上拉电阻R1。
进一步的，所述直流电源包括外接直流电源，所述直流电源的接口为USB或POE。
进一步的，还包括可充电电池、电池充放电管理电路以及电压转换电路。
进一步的，所述压力传感器为电阻式传感器，所述数据显示单元包括液晶显示屏。
进一步的，还包括通讯单元，所述通讯单元连接MCU，通讯单元包括WIFI模块和/或4G/5G模块和/或蓝牙模块和/或ZigBee模块。
进一步的，所述处理单元、数据显示单元、报警单元、通讯单元均位于卧垫上。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
1、不影响正常生活的同时达到身体数据监测的目的。
2、本实用新型采集单元为光纤传感器，尺寸薄、成本低、抗干扰能力强。
3、压力传感器辅助光纤传感器进行数据监测，能采集更准确的生理信号。
附图说明
图1是本实用新型的结构拆分示意图；
图2是本实用新型的电气原理框图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进行进一步详细说明, 本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。
如图1-2所示，本实用新型公开的卧式生理信号监测装置，包括卧垫3，所述卧垫3上设有压力传感器1和生理信号采集单元6，压力传感器1、生理信号采集单元6均连接处理单元5，生理信号采集单元6包括光纤传感器；本实用新型还包括数据显示单元2和报警单元8，数据显示单元2、报警单元8均连接处理单元5。
本实施例中，处理单元5包括MCU，压力传感器1、生理信号采集单元6分别通过信号调理电路连接A/D转换电路，A/D转换电路连接MCU，数据显示单元2、报警单元8均连接MCU，信号调理电路包括滤波电路和放大电路；生理信号采集单元6用于采集生理信号，包括心率值和呼吸频率值。处理单元5根据生理信号采集单元6采集的心率值和呼吸频率值计算出生理参数。将得到的心率值和呼吸频率值实时显示在数据显示单元2上。
报警单元包括一端连接在MCU的I/O端口的电阻R2，电阻R2的另一端连接NPN三极管Q1的基极，所述NPN三极管Q1的集电极连接蜂鸣器B1的负端、发光二极管D1的阴极，蜂鸣器B1的正端连接电阻R4的一端、发光二极管D1的正极连接电阻R3的一端，电阻R4的另一端、电阻R3的另一端连接直流电源的正极，NPN三极管Q1的发射极接地，所述MCU的I/O端口设有上拉电阻R1。
供电单元4用于给生理信号采集单元6、数据显示单元2、通讯单元7和报警单元8供电，供电单元4包括直流电源和可充电电池，以及电池充放电管理电路以及电压转换电路。
压力传感器1为电阻式传感器，数据显示单元2包括液晶显示屏，压力传感器1设有压力阈值，当垫子上承受重量未达到最低压力阈值时，处理单元5判定生理信息无效，从而排除因小动物等情况干扰正常的生理信息采集。
数据显示单元2用于显示处理单元5计算出的生理参数，即心率值和呼吸频率值，同时还可显示当前电池的电量值，数据显示单元2包括液晶显示屏。
报警单元8用于当处理单元计算出的生理参数异常时，由处理单元5的MCU控制报警单元8发出报警指令，报警单元包括蜂鸣器和/或发光二极管。
通讯单元7连接MCU，通讯单元7包括WIFI模块和/或4G/5G模块和/或蓝牙模块和/或ZigBee模块；通讯单元7用于将处理单元5处理后的生理参数上传到云端数据分析单元，云端数据分析单元用于储存用户数据信息，并具有分析功能。用户可通过手机等终端设备查看当前数据或历史数据，当用户使用过程中数据显示异常时，通过发送报警信息给用户或监护人的终端设备上。
本实施例中，卧垫3设有夹层，压力传感器1、光纤传感器均位于夹层，所述数据显示单元2位于卧垫的上表面的角部，处理单元5、数据显示单元2、报警单元8、通讯单元7均位于卧垫上。
本实用新型还可有其它多种实施方式，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.卧式生理信号监测装置，其特征在于：包括卧垫，所述卧垫上设有压力传感器和生理信号采集单元，所述压力传感器、生理信号采集单元均连接处理单元，所述生理信号采集单元包括光纤传感器；还包括数据显示单元和报警单元，所述数据显示单元、报警单元均连接处理单元。
2.根据权利要求1所述的卧式生理信号监测装置，其特征在于：所述卧垫设有夹层，所述压力传感器、光纤传感器均位于夹层，所述数据显示单元位于卧垫的上表面的角部。
3.根据权利要求1所述的卧式生理信号监测装置，其特征在于：所述处理单元包括MCU，所述压力传感器、生理信号采集单元分别通过信号调理电路连接A/D转换电路，所述A/D转换电路连接MCU，所述数据显示单元、报警单元均连接MCU，所述信号调理电路包括滤波电路和放大电路。
4.根据权利要求3所述的卧式生理信号监测装置，其特征在于：所述报警单元包括蜂鸣器和/或发光二极管。
5.根据权利要求4所述的卧式生理信号监测装置，其特征在于：所述报警单元包括一端连接在MCU的I/O端口的电阻R2，所述电阻R2的另一端连接NPN三极管Q1的基极，所述NPN三极管Q1的集电极连接蜂鸣器B1的负端、发光二极管D1的阴极，所述蜂鸣器B1的正端连接电阻R4的一端、发光二极管D1的正极连接电阻R3的一端，电阻R4的另一端、电阻R3的另一端连接直流电源的正极，NPN三极管Q1的发射极接地，所述MCU的I/O端口设有上拉电阻R1。
6.根据权利要求5所述的卧式生理信号监测装置，其特征在于：所述直流电源包括外接直流电源，所述直流电源的接口为USB或POE。
7.根据权利要求5所述的卧式生理信号监测装置，其特征在于：还包括可充电电池、电池充放电管理电路以及电压转换电路。
8.根据权利要求1所述的卧式生理信号监测装置，其特征在于：所述压力传感器为电阻式传感器，所述数据显示单元包括液晶显示屏。
9.根据权利要求1所述的卧式生理信号监测装置，其特征在于：还包括通讯单元，所述通讯单元连接MCU，通讯单元包括WIFI模块和/或4G/5G模块和/或蓝牙模块和/或ZigBee模块。
10.根据权利要求9所述的卧式生理信号监测装置，其特征在于：所述处理单元、数据显示单元、报警单元、通讯单元均位于卧垫上。
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