CN215191484U - 一种可穿戴在线监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种可穿戴在线监测装置，包括温度采集模块、第一控制模块、第一通信模块、心电信号采集模块、第二控制模块、第二通信模块、运动信息采集模块、第三控制模块、第三通信模块、主控制模块和主通信模块；所述温度采集模块与所述第一控制模块相连，所述第一控制模块与所述第一通信模块相连；所述心电采集模块与所述第二控制模块相连，所述第二控制模块与所述第二通信模块相连；所述运动信息采集模块与所述第三控制模块相连，所述第三控制模块与所述第三通信模块相连；所述主控制模块与所述主通信模块相连。本实用新型可以在线实时监测使用者的体温、心率和运动状态信息，并且不影响使用者正常活动。
Description
技术领域
本实用新型属于可穿戴监测设备技术领域，具体涉及一种可穿戴在线监测装置。
背景技术
在当今物联网信息时代，人们对于医疗水平要求越来越高，尤其在当今疫情条件下，人们急切需要一种能够实时监测人体状态以及运动轨迹的设备来预防病毒的传播。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种不影响使用者正常活动的可穿戴在线监测装置。
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种可穿戴在线监测装置，包括温度采集模块、第一控制模块、第一通信模块、心电信号采集模块、第二控制模块、第二通信模块、运动信息采集模块、第三控制模块、第三通信模块、主控制模块和主通信模块；所述温度采集模块与所述第一控制模块相连，所述第一控制模块与所述第一通信模块相连；所述心电采集模块与所述第二控制模块相连，所述第二控制模块与所述第二通信模块相连；所述运动信息采集模块与所述第三控制模块相连，所述第三控制模块与所述第三通信模块相连；所述主控制模块与所述主通信模块相连。
在第一种可能的实现方式中，所述主通信模块上设有至少一个通信接口，所述第一通信模块、所述第二通信模块和所述第三通信模块中的任意一个通信模块或者多个通信模块上分别设有至少一个通信接口，所述通信接口之间进行有线连接。
在第二种可能的实现方式中，所述第一通信模块、所述第二通信模块、所述第三通信模块和所述主通信模块为蓝牙模块。
在第三种可能的实现方式中，可穿戴在线监测装置还包括第一固定装置、第二固定装置、第三固定装置和主固定装置；所述温度采集模块、所述第一控制模块和所述第一通信模块设置在所述第一固定装置上；所述心电信号采集模块、所述第二控制模块和所述第二通信模块设置在所述第二固定装置上；所述运动信息采集模块、所述第三控制模块、和所述第三通信模块设置在所述第三固定装置上；所述主控制模块和所述主通信模块设置在所述第四固定装置上。
结合上述实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述第一控制模块、所述第二控制模块、所述第三控制模块和所述主控制模块中的一个控制模块和其余控制模块中的一个或者若干个为同一个控制模块。
结合上述实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述第一通信模块、所述第二通信模块、所述第三通信模块和所述主通信模块中的一个通信模块和其余通信模块中的一个或者若干个为同一个通信模块。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：可以在线实时监测使用者的体温、心率和运动状态信息，并且不影响使用者正常活动。
附图说明
图1示出了本实用新型一个实施例的一种可穿戴在线监测装置的模块框图；
图2示出了本实用新型一个实施例的一种可穿戴在线监测装置的模块框图；
图3示出了本实用新型一个实施例的心电传感器的在人体的分布图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书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说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，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，都应当属于本说明书保护的范围。而且所描述的附图仅是示意性的而非限制性的。
在本实用新型实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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；可以是有线通信地连接，也可以是无线通信地连接；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；可以指的上述的一种含义，也可以指的是多种含义。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本文中，为使描述简洁，未对各个实施方案或实施例中的各个技术特征的所有可能的组合都进行描述。因此，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，各个实施方案或实施例中的各个技术特征可以进行任意的组合，所有可能的组合都应当认为是本说明书记载的范围。
图1示出了本实用新型一个实施例的一种可穿戴在线监测装置的模块框图。如图1所示，可穿戴在线监测装置包括温度采集模块1、第一控制模块2、第一通信模块3、心电信号采集模块4、第二控制模块5、第二通信模块6、运动信息采集模块7、第三控制模块8、第三通信模块9、主控制模块10和主通信模块11；所述温度采集模块1与所述第一控制模块相连2，所述第一控制模块2与所述第一通信模块相连3；所述心电采集模块4与所述第二控制模块5相连，所述第二控制模块5与所述第二通信模块6相连；所述运动信息采集模块7与所述第三控制模块8相连，所述第三控制模块7与所述第三通信模块9相连；所述主控制模块10与所述主通信模块11相连。各模块内可设有小型供电模块用于供电。
所述温度采集模块1用于采集人体温度数据，并将数据传输给所述第一控制模块2。所述第一控制模块2将数据通过所述第一通信模块3进行对外传输。
所述心电信号采集模块4用于采集人体心率数据，并将数据传输给所述第二控制模块5。所述第二控制模块5将数据通过所述第二通信模块6进行对外传输。
所述运动信息采集模块7用于采集人体运动状态信息，包括三个方向的加速度以及姿态角，并将数据传输给所述第三控制模块8。所述第三控制模块8将数据通过所述第三通信块9进行对外传输。
所述主通信模块11接收所述第一通信模块3、所述第二通信模块6和所述第三通信模块9的信息，并将信息传输给所述主控制模块10，所述主控制模块10对信息处理分析。
在一种可能的实现方式中，所述第一通信模块3、所述第二通信模块6、所述第三通信模块9和所述主通信模块11之间可以以无线的方式进行信息传输，比如可以通过蓝牙、wifi等方式。以这样的方式可以极大的提高使用者的体验，但缺点在于增加电能消耗。
在一种可能的实现方式中，所述第一通信模块3、所述第二通信模块6、所述第三通信模块9和所述主通信模块11上分别设有若干通信接口，所述通信接口之间进行有线连接，通信模块通过各自通信接口以有线的方式进行信息传输。以这样的方式可以增加装置的续航能力，但由于需要使用多根数据线，会影响使用者的体验。通信接口之间不仅可以进行信息传输，某些类型的通信接口上会设有供电端口，可用于利用外部电源给装置供电。
在一种可能的实现方式中，所述第一控制模块2、所述第二控制模块5、所述第三控制模块8和所述主控制模块10中的一个控制模块和其余控制模块中的一个或者若干个为同一个控制模块。比如当所述第一控制模块2和所述第二控制模块5为同一控制模块时，则这个控制模块同时负责处理所述温度采集模块1和所述心电信号采集模块4传来的数据，其它情况同理。
在一种可能的实现方式中，所述第一通信模块3、所述第二通信模块6、所述第三通信模块9和所述主通信模块11中的一个通信模块和其余通信模块中的一个或者若干个为同一个通信模块。比如当所述第一通信模块3和所述第二通信模块6为同一通信模块时，则这个通信模块同时负责处理所述第二控制模块2和所述第三控制模块5传来的信息，其它情况同理。
在一种可能的实现方式中，可穿戴在线监测装置还包括第一固定装置、第二固定装置、第三固定装置和主固定装置；所述温度采集模块、所述第一控制模块和所述第一通信模块设置在所述第一固定装置上；所述心电信号采集模块、所述第二控制模块和所述第二通信模块设置在所述第二固定装置上；所述运动信息采集模块、所述第三控制模块、和所述第三通信模块设置在所述第三固定装置上；所述主控制模块和所述主通信模块设置在所述第四固定装置上。固定装置可以为一个弹性橡胶圈，各模块可设置在弹性橡胶圈中，所述温度采集模块1和所述心电信号采集模块4的用于采集人体数据的部件会从弹性橡胶圈中露出并紧贴人体测量部位。固定装置也可以为一个硬质贴片，模块固定于硬质侧，另一侧上设有粘性面用于在人体上固定，硬质贴面上设有开口用于露出所述温度采集模块1和所述心电信号采集模块4的用于采集人体数据的部件，使其能紧贴人体测量部位。
图2示出了本实用新型一个实施例的一种可穿戴在线监测装置的模块框图。如图2所示，所述温度采集模块采用LMT70芯片和ADS1118芯片。LMT70芯片为TI公司生产的带有使能输出引脚的超小型、高精度、低功耗互补金属氧化物半导体元件(CMOS)精密模拟温度传感器。当温度发生变化时，互补金属氧化物半导体元件的电阻值发生变化，输出的电压值随温度的改变也发生变化；将模拟电压经所述AD模数转化器转化为数字信号输入到所述微处理器中，经微处理器拟合即可得到原本的温度信号。所述温度采集模块也可以采用其他芯片。
所述心电信号采集模块采用TI公司生产的用于生物电势测量的低功耗、双通道24位模拟前端ADS1292R芯片和心电传感器，ADS1292R芯片自带有模数转换功能，将测量的心电传感器置于人体相应位置，心电传感器的位置如图3所示，采集得到三个位置的生物电势差，输入到微处理器并发送至PC端，将输出电压绘制为波形。通过分析可知由于人体的心率R波信号成分在20Hz以上，而T波成分一般在10Hz以下，因此可以通过低通滤波将T波衰减而突出R波，同时通过高通滤波去除基线偏移与噪声，得到易于处理的心率信号，再通过计量一段时间内的波峰数量得到心率。所述心电信号采集模块也可以采用其他芯片。
所述运动信息采集模块采用InvenSens生产的加速度传感器ICM20602芯片，包含3轴陀螺仪与3轴加速度计，通过对3轴陀螺仪与3轴加速度计6个数值的处理可以得到当前姿态角，从而进行传感器坐标系对应自然水平/垂直坐标系的关系，从而得到实际的水平加速度，两次积分即可得到当前运动距离。利用方向余弦矩阵将欧拉角转化为姿态角。所述运动采集模块也可以采用其他芯片。
所述控制模块采用MSP430F6638、STM32F103C8T6和PC端。所述温度采集模块、心电信号采集模块的输出接MSP430F6638，运动采集模块的输出接STM32F103C8T6，两个控制模块都通过蓝牙与PC端进行通信，蓝牙模块与PC端采用9600波特率进行无线传输，最终数据结果(包括体温、心率、心电图、运动步数以及运动距离)通过PC端显示屏的GUI界面显示出来。
按照本实施例，所述LMT70芯片采集人体温度信号，ADS1118芯片将采集到的人体温度的模拟电压信号转化为数字电压信号，数字电压信号直接输入MSP430F6638，MSP430F6638通过拟合方程计算出当前温度；所述心电传感器采集心电模拟信号，ADS1292R将心电模拟信号转换成数字电压信号直接输入MSP430F6638中，再由MSP430F6638通过所述蓝牙模块发送至所述PC端；所述运动信息采集模块输入为当前人体的运动信息，包括三个方向的加速度以及姿态角，输出端输出对应的数字信号到STM32F103C8T6中，STM32F103C8T6根据得到的参数计算出实时的运动步数与运动距离，STM32F103C8T6通过蓝牙模块与PC端进行无线通信。PC端根据得到的数据绘制心电图、计算心率、显示温度、运动步数以及运动距离。
应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。本实用新型的保护范围不限于上述的实施例，显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变形而不脱离本实用新型的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围，则本实用新型的意图也包含这些改动和变形在内。
Claims (6)
1.一种可穿戴在线监测装置，其特征在于：包括温度采集模块、第一控制模块、第一通信模块、心电信号采集模块、第二控制模块、第二通信模块、运动信息采集模块、第三控制模块、第三通信模块、主控制模块和主通信模块；所述温度采集模块与所述第一控制模块相连，所述第一控制模块与所述第一通信模块相连；所述心电采集模块与所述第二控制模块相连，所述第二控制模块与所述第二通信模块相连；所述运动信息采集模块与所述第三控制模块相连，所述第三控制模块与所述第三通信模块相连；所述主控制模块与所述主通信模块相连。
2.根据权利要求1所述的可穿戴在线监测装置，其特征在于：所述主通信模块上设有至少一个通信接口，所述第一通信模块、所述第二通信模块和所述第三通信模块中的任意一个通信模块或者多个通信模块上分别设有至少一个通信接口，所述通信接口之间进行有线连接。
3.根据权利要求1所述的可穿戴在线监测装置，其特征在于：所述第一通信模块、所述第二通信模块、所述第三通信模块和所述主通信模块为蓝牙模块。
4.根据权利要求1所述的可穿戴在线监测装置，其特征在于：还包括第一固定装置、第二固定装置、第三固定装置和主固定装置；所述温度采集模块、所述第一控制模块和所述第一通信模块设置在所述第一固定装置上；所述心电信号采集模块、所述第二控制模块和所述第二通信模块设置在所述第二固定装置上；所述运动信息采集模块、所述第三控制模块、和所述第三通信模块设置在所述第三固定装置上；所述主控制模块和所述主通信模块设置在所述第四固定装置上。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的可穿戴在线监测装置，其特征在于：所述第一控制模块、所述第二控制模块、所述第三控制模块和所述主控制模块中的一个控制模块和其余控制模块中的一个或者若干个为同一个控制模块。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的可穿戴在线监测装置，其特征在于：所述第一通信模块、所述第二通信模块、所述第三通信模块和所述主通信模块中的一个通信模块和其余通信模块中的一个或者若干个为同一个通信模块。
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