基於片式碳力敏電阻器的可穿戴式呼吸速率檢測裝置的製作方法

2023-11-05 14:26:58 1

本實用新型涉及一種檢測裝置，尤其是一種基於片式碳力敏電阻器的可穿戴式呼吸速率檢測裝置，屬於呼吸速率檢測的技術領域。

背景技術：

近些年，應用於人體的可穿戴健康設備層出不窮，但在已有技術中，由於缺乏需求，鮮有關於高精準度呼吸速率傳感器的設計。誠然，呼吸速率信息在檢測人類健康方面的作用微乎其微，但是對於馬，牛等動物來說，呼吸速率卻與心率一同被列為日常健康檢測的兩大重要指標。在馬場，每年都有大量馬匹因為過大的訓練量或沒有及時發現的疾病而死亡，給馬場主和馬主帶來情感上的和經濟上的雙重損失。一個可以進行二十四小時持續監測的可穿戴健康類傳感器，將可以幫助避免此類情況的發生。此外，在獸醫領域，由於專業設備昂貴，專業獸醫人才缺乏，急需可穿戴健康設備的幫助。

技術實現要素：

本實用新型的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種基於片式碳力敏電阻器的可穿戴式呼吸速率檢測裝置，其結構緊湊，穿戴方便，能有效實現動物呼吸速率的檢測，適應範圍廣，安全可靠。

按照本實用新型提供的技術方案，所述基於片式碳力敏電阻器器的可穿戴式呼吸速率檢測裝置，包括用於穿戴動物體上的捆綁帶，所述捆綁帶的一端部設有彈性鬆緊帶，所述捆綁帶的另一端部設有扣環，所述扣環上設有允許彈性鬆緊帶連接的連接滑塊，所述連接滑塊上的凸起根據彈性鬆緊帶的鬆緊程度能與扣環內的片式碳力敏電阻接觸，所述片式碳力敏電阻與扣環內用於確定呼吸速率的信號處理電路連接。

所述扣環鎖緊於捆綁帶端部的扣環連接體上，所述連接滑塊的凸起正對片式碳力敏電阻，所述片式碳力敏電阻通過信號放大器與信號處理電路內的處理器連接。

所述處理器還與用於存儲呼吸速率的存儲器、用於信號傳輸的信號傳輸模塊以及用於輸出指示信息的狀態指示燈連接，所述信號傳輸模塊包括WIFI模塊。

還包括用於對片式碳力敏電阻、信號放大器以及信號處理電路供電的電源模塊，所述電源模塊包括穩壓器晶片U3，所述穩壓器晶片U3採用型號為SPX5205的晶片，所述穩壓器晶片U3的EN端與穩壓器晶片U3的VIN端連接，穩壓器晶片U3的VIN端與電阻R5的一端、電容C15的一端、電容C12的一端、電容C14的一端以及二極體D1的陰極端連接，電容C14的另一端、電容C2的另一端以及電容C15的另一端均接地，電阻R5的另一端與電阻R6的一端以及電容C11的一端連接，電阻R6的另一端以及電容C11的另一端均接地，穩壓器晶片U3的VOUT端輸出3.3V電壓，且穩壓器晶片U3的VOUT端與電阻R11的一端連接，電阻R11的另一端與穩壓器晶片U3的BYP端、電容C3的一端以及電阻R12的一端連接，電容C3的另一端以及電阻R12的另一端均接地，穩壓器晶片U3的GND端接地，二極體D1的陽極端與鋰電池連接。

所述信號放大器包括運算放大器U6，所述運算放大器U6採用型號為LM358的晶片，所述運算放大器U6的INA-端與電阻R21的一端連接，電阻R21的一端與可變電阻器VR1的動端以及片式碳力敏電阻的一輸出端連接，片式碳力敏電阻的另一輸出端接地，運算放大器U6的VCC端與可變電阻器VR1的一靜端以及3.3V電壓連接，運算放大器U6的INA+端與電阻R22的一端連接，電阻R22的另一端與運算放大器U6的OUTPUT_A端連接，運算放大器U6的OUTPUT_A端與處理器的輸出端連接。

本實用新型的優點：捆綁帶捆綁在動物胸部位置，動物呼吸的過程能使得彈性鬆緊帶的鬆緊程度產生變化，隨著彈性鬆緊帶的變化，能使得連接滑塊的凸起能與片式碳力敏電阻接觸，信號處理電路能根據片式碳力敏電阻檢測壓力值的不同確定動物的呼吸速率，並能將檢測的呼吸速率通過信號傳輸模塊實時向外傳輸，並能在呼吸異常時，及時傳輸異常報警信息，結構緊湊，穿戴方便，適應範圍廣，安全可靠。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。

圖2為本實用新型扣環的示意圖。

圖3為本實用新型的電路框圖。

圖4為本實用新型電源模塊的電路原理圖。

圖5為本實用新型信號放大器的電路原理圖。

附圖標記說明：1-彈性鬆緊帶、2-捆綁帶、3-扣環連接體、4-扣環、5-片式碳力敏電阻、6-連接滑塊、7-信號處理電路、8-處理器、9-信號放大器、10-狀態指示燈、11-信號傳輸模塊以及12-存儲器。

具體實施方式

下面結合具體附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。

如圖1、圖2及圖3所示：為了能有效實現動物呼吸速率的檢測，本實用新型包括用於穿戴動物體上的捆綁帶2，所述捆綁帶2的一端部設有彈性鬆緊帶1，所述捆綁帶2的另一端部設有扣環4，所述扣環4上設有允許彈性鬆緊帶1連接的連接滑塊6，所述連接滑塊6上的凸起根據彈性鬆緊帶1的鬆緊程度能與扣環4內的片式碳力敏電阻5接觸，所述片式碳力敏電阻5與扣環4內用於確定呼吸速率的信號處理電路7連接。

具體地，捆綁帶2為非彈性帶體，捆綁帶2以及彈性鬆緊帶1對應的長度以與待測動物的適配為準，具體為本技術領域人員所熟知，此處不再贅述。通過將捆綁帶2纏繞或捆綁在對應動物的胸部位置，並能根據動物的胸圍調節扣環4的位置，以使得片式碳力敏電阻5的受力大小在設定範圍內。當調節扣環4的位置以及將捆綁帶2捆綁後，將彈性鬆緊帶1與扣環4內的連接滑塊6連接，且在彈性鬆緊帶1與連接滑塊6連接後，使得捆綁帶2能緊貼在動物的胸部位置，使得動物呼吸時能改變彈性鬆緊帶1的鬆緊程度，在整個檢測過程中，保持彈性鬆緊帶1與連接滑塊6間的連接狀態。

在動物呼吸時，能拉伸彈性鬆緊帶1，即彈性鬆緊帶1的鬆緊程度與動物的呼吸有關，從而能使得連接滑塊6的凸起能與片式碳力敏電阻5接觸，通過片式碳力敏電阻5能檢測連接滑塊6的凸起的壓力值，信號處理電路7根據片式碳力敏電阻5檢測壓力值的不同，能實時確定動物的呼吸速率，從而能有效實現動物呼吸速率的檢測。

所述扣環4鎖緊於捆綁帶2端部的扣環連接體3上，所述連接滑塊6的凸起正對片式碳力敏電阻5，所述片式碳力敏電阻5通過信號放大器9與信號處理電路7內的處理器8連接。

本實用新型實施例中，扣環連接體3固定在捆綁帶2的端部，扣環4鎖緊在扣環連接體3上，扣環4在扣環連接體3上的位置可以根據進行調節，以滿足片式碳力敏電阻5檢測壓力的範圍，扣環4與扣環連接體3間可以採用本技術領域常用的連接配合方式，具體為本技術領域人員所熟知，此處不再贅述。通過信號放大器9與信號處理電路7內的處理器8連接，使得處理器8能有效處理片式碳力敏電阻5的壓力值。處理器8可以採用本技術常用的微處理晶片，如單片機等，具體可以根據需要進行選擇確定，此處不再一一贅述。

如圖5所示，所述信號放大器9包括運算放大器U6，所述運算放大器U6採用型號為LM358的晶片，所述運算放大器U6的INA-端與電阻R21的一端連接，電阻R21的一端與可變電阻器VR1的動端以及片式碳力敏電阻5的一輸出端連接，片式碳力敏電阻5的另一輸出端接地，運算放大器U6的VCC端與可變電阻器VR1的一靜端以及3.3V電壓連接，運算放大器U6的INA+端與電阻R22的一端連接，電阻R22的另一端與運算放大器U6的OUTPUT_A端連接，運算放大器U6的OUTPUT_A端與處理器8的輸出端連接。

所述處理器8還與用於存儲呼吸速率的存儲器12、用於信號傳輸的信號傳輸模塊11以及用於輸出指示信息的狀態指示燈10連接，所述信號傳輸模塊11包括WIFI模塊。

本實用新型實施例中，存儲器12可以採用常用的存儲形式，信號傳輸模塊11除可以採用WIFI模塊外，還可以採用藍牙模塊、GPRS模塊、3G模塊等能實現無線傳輸的形式，當然，也可以採用USB接口等數據傳輸的形式，具體可以根據需要進行選擇。通過狀態指示燈10能進行狀態指示，如檢測呼吸速率處於正常狀態還是處於異常狀態。當然，在具體實施時，處理器8既能通過信號傳輸模塊11傳輸檢測的呼吸速率，還能向外傳輸呼吸速率異常的報警信息。

還包括用於對片式碳力敏電阻5、信號放大器9以及信號處理電路7供電的電源模塊13，所述電源模塊13包括穩壓器晶片U3，所述穩壓器晶片U3採用型號為SPX5205的晶片，所述穩壓器晶片U3的EN端與穩壓器晶片U3的VIN端連接，穩壓器晶片U3的VIN端與電阻R5的一端、電容C15的一端、電容C12的一端、電容C14的一端以及二極體D1的陰極端連接，電容C14的另一端、電容C2的另一端以及電容C15的另一端均接地，電阻R5的另一端與電阻R6的一端以及電容C11的一端連接，電阻R6的另一端以及電容C11的另一端均接地，穩壓器晶片U3的VOUT端輸出3.3V電壓，且穩壓器晶片U3的VOUT端與電阻R11的一端連接，電阻R11的另一端與穩壓器晶片U3的BYP端、電容C3的一端以及電阻R12的一端連接，電容C3的另一端以及電阻R12的另一端均接地，穩壓器晶片U3的GND端接地，二極體D1的陽極端與鋰電池連接。

本實用新型實施例中，鋰電池在滿電狀態時，能輸出4.2V電壓，鋰電池通過二極體D1向穩壓器晶片U3加載電壓，電阻R5與電阻R6以及電容C11的連接處可以與處理器8連接，處理器8能實時監控鋰電池的電壓狀態，穩壓器晶片U3輸出的3.3V電壓可以提供處理器8等的工作需要。

本實用新型捆綁帶2捆綁在動物胸部位置，動物呼吸的過程能使得彈性鬆緊帶1的鬆緊程度產生變化，隨著彈性鬆緊帶1的變化，能使得連接滑塊6的凸起能與片式碳力敏電阻5接觸，信號處理電路7能根據片式碳力敏電阻5檢測壓力值的不同確定動物的呼吸速率，並能將檢測的呼吸速率通過信號傳輸模塊11實時向外傳輸，並能在呼吸異常時，及時傳輸異常報警信息，結構緊湊，穿戴方便，適應範圍廣，安全可靠。