一種基於智慧型手機應用的生命體徵監護報警器的製作方法

2023-12-07 05:27:46

專利名稱：一種基於智慧型手機應用的生命體徵監護報警器的製作方法
技術領域：
一種基於智慧型手機應用的生命體徵監護報警器技術領域[0001]本實用新型涉及一種通過Zigbee無線網絡、GSM網和Internet網，對被監護人的生命體徵實施遠程實時監護的技術。
背景技術：
[0002]目前有利用手機開發的監護系統，一般指其監護系統與眾多的醫療檢測儀器連接的監護系統，如奧地利歐洲第一個基於手機網絡的病人移動電子商務醫療服務(Austria is the first mobile operator in Europe to launch a nationwide, patient-centric mobile e-health solution.),東芝公司研發的Lifeminder系統，由腕錶型的穿戴傳感器模塊和PDA組成。穿戴傳感器模塊集合了加速計、脈搏計、溫度計和皮膚電反應電極以及用於和PDA通信的藍牙模塊，以及手動操作的報警功能，這些應用，導致體徵參數傳感器必須保持在藍牙模塊允許的距離範圍內，同時不能在突發狀態下，實現無需人工操作的呼叫報警。發明內容[0003]為解決前述遠距離對被監護人的實時生命體徵的監護，本實用新型提供一種基於智慧型手機應用的生命體徵監護報警器；這種監護報警器的技術方案是，一生命體徵檢測器， 置於被監護人身上，被監護人並攜帶一智慧型手機，該智慧型手機藉助一射頻收發模塊，接收生命體徵檢測器發送的人體生命警示信息，自動將該警示信息通過行動網路，發送至監護人或監護中心處的手機。[0004]所述收發模塊，植於智慧型手機內，或者製成一適配器通過微型USB接口與智慧型手機連接。[0005]所述一生命體徵檢測器上設有人體溫度傳感器、脈搏信號傳感器、血壓信號傳感器、微處理器以及電源裝置，微處理器接收人體溫度傳感器、脈搏信號傳感器、血壓信號傳感器的實時生命體徵信息，與微處理器預設的該被監護者正常的上述信息參數比較，如有異常，微處理器便啟動其內設的收發器工作，通過Zigbee無線網發送警示信號至射頻收發模塊。·[0006]所述生命體徵檢測器，是一種戴在手腕、手指、手臂、腳腕的環形帶子，或者是貼附於身上生命體徵敏感的位置的佩件。[0007]所述電源裝置設有鋰電池、換能元件和電源管理電路，換能元件藉助人體活動產生電壓，經升壓電路升壓後，由電源管理電路選擇採用升壓電路升壓後的電源，或者採用鋰電池電源供電。[0008]所述的一種基於智慧型手機應用的生命體徵監護報警器的發送報警信號至被監護人攜帶的智慧型手機的方法有如下步驟[0009](I)初始化 Zigbee 模塊；[0010](2)初始化成功否？[0011](3)成功，則建立連接；[0012](4)等待被監護人體徵數據；[0013](5)體徵數據儲存；[0014](6)數據異常否？[0015](7)數據異常，則發送報警信號；[0016]( 8 )如不異常，則發送到服務平臺，服務平臺與英特網連接。[0017]所述一種戴在手腕、手指、手臂、腳腕的環形帶子，或者是貼附於身上生命體徵敏感位置的佩件，一端設置生命體徵檢測傳感器的人體溫度傳感器、脈搏信號傳感器、血壓信號傳感器，傳感器上覆蓋緩衝層；另一端上、下對稱設置微處理器控制部件及電池。[0018]本實用新型的優點在於，針對突發性的病人和老人，發生生命危險，可實現無操作的自動報警，對於那些已失去主動報警能力的病人或老人，可以最大程度的提高被救治的可能性。[0019]該裝置可以按各人的體徵狀況，通過個性化設置，設定不同體溫，脈搏和血壓的預警值和報警值。該裝置中的傳感器採集的信息，經分析比較後，在出現超出預警值和報警值時，自動向用戶(被監護人)持有的手機傳送信息和 報警。預警和報警信號通過用戶持有的手機自動直接連結至監護人、親屬、護理中心、急救中心或其他指定的聯絡處。並可以通過更換內部設置，實現連續輸出採集的體徵數據，延伸至醫療監護的應用。[0020]該裝置的設計以輕巧和配戴舒適為原則，可以在任何日常環境中使用。帶有向手機端發出脫離人體狀態和充電電量的警示功能。


[0021]附圖1是本實用新型生命體徵檢測環帶的平面結構圖；[0022]附圖2是本實用新型原理電路框圖；[0023]附圖3是本實用新型適配器方框圖；[0024]附圖4是本實用新型微處理器發送生命體徵數據流程圖；[0025]附圖5是用戶智慧型手機轉發報警信號流程圖；[0026]附圖6是微處理器工作流程圖；[0027]附圖7是系統中斷操作流程圖；[0028]附圖8是電源電路原理圖。[0029]圖中標號說明[0030]1-生命體徵環帶；2_微處理器；3_傳感器；4_手錶；5_緩衝層；7_體溫、脈搏、血壓傳器；8_信號調理電路；9_電源裝置；10_適配器；11_智慧型手機(用戶手機)；20_監護人手機(接受端手機);12-換能元件；13_能量轉換電路；14_蓄能電路；15_升壓電路；16_鋰電池(充電電池)；17-外充電接口(USB接口)；18_電源管理電路；19_電源輸出電路。
具體實施方式
[0031]請參閱附圖1、2所示，本實用新型的技術方案是，一生命體徵檢測環帶1，可以選擇戴於被監護人手腕、或手指、或手臂、或腳腕，被監護人並攜帶一智慧型手機，所述生命體徵檢測環帶上設有人體溫度傳感器、脈搏信號傳感器、血壓信號傳感器7、微處理器2以及電源裝置9，微處理器2接收人體溫度傳感器、脈搏信號傳感器、血壓信號傳感器的實時生命體徵信息，與微處理器2預設的該被監護者正常的上述信息參數比較，如有異常，微處理器 2便啟動其內設的收發器工作，發送報警信號至適配器10，適配器10與智慧型手機11連接， 智慧型手機11收到報警信號後，便啟動其內設的軟體(如圖5所示)，自動將該報警信號通過行動網路發至接受端(監護人)手機20，接受端手機20可能是監護人，或者是監護中心的人員。[0032]所述適配器10由射頻收發器和嵌入式系統組成，射頻收發器採用美國TI公司的 CC系列電路，而基於單片機的嵌入式系統，包括射頻信號控制和用戶端手機接口功能，通過微型USB接口與手機連接。[0033]所述電源裝置，請參閱附圖8，設有鋰電池16、換能元件12和電源管理電路18，換能元件12藉助人體的活動產生電壓，經升壓電路15升壓後，由電源管理電路18選擇採用升壓電路升壓後的電源，或者採用鋰電池16電源供電，換能元件12可以採用壓電晶體。[0034]所述一種戴在手腕上的環形帶子1，或一種貼附於身上生命體徵敏感的位置的佩件一端設置生命體徵檢測傳感器7的人體溫度傳感器、脈搏信號傳感器、血壓信號傳感器， 傳感器7上覆蓋緩衝層5 ;另一端上、下對稱設置微處理器2控制部件及電池16。[0035]請參閱附圖2所示，體溫、脈搏、血壓傳感器7採集的人體生命體徵信息，經信號調理電路8放大整理後，由微處理器2 (CC系列)處理後，與被監護者正常的上述信息參數比較，如有異常，微處理器2便啟動其內設的收發器工作，發送報警信號至適配器10，適配器10與監護人攜帶的智慧型手機11連接，該智慧型手機11通過行動網路，便自動將該報警信號發至監護人手機20。[0036]本實用新型對警示信號設置不同級別，射頻收發器向用戶手機自動發送不同內容的警示信號，如最高級別 的警示，報警信號，可以通過用戶手機在發送至用戶親友的同時直接發送至救護中心。預警，電池電量過低信號，可以經用戶手機發送至用戶親友及護理人員，由接受方在聯繫用戶後決定是否需要通知救護中心。[0037]例如，生命體徵檢測器通過PVDF傳感器監視用戶的心搏，當用戶的心博突然出現超出預設數值，生命體徵檢測器會馬上通過射頻收發器向自己的手機自動發出報警信號，該手機的射頻收發器得到信號後，手機自動向已綁定的應急號碼發送短訊或語音報警。[0038]本實用新型的體溫，脈搏，血壓傳感器採用已有的器件[0039]a. 體溫採集模塊採用DALLAS公司生產的單總線數字溫度傳感器，其產品具有線路簡單，體積小的特點。[0040]b.脈搏信號採樣和脫機警示傳感器採用PVDF壓電薄膜高分子壓電材料，考慮到它具備的一些特徵，如壓電性薄膜柔軟機械性能，使其可以與人體接觸安全舒適，能緊貼體壁，以及聲阻抗與人體組織聲阻抗十分接近等一系列特點，所以選擇它製作脈搏壓力傳感器。其實現方法[0041](I)選用20um法國Piezotech公司的TOVDF產品，將微弱低頻的脈搏壓力信號轉換成電信號。[0042](2)經信號調理電路，包括前置放大，低通濾波，電壓放大和A/D轉換等，進行信號處理，以保證脈搏信號反映的生理特性的正確和完整性。[0043]c. 血壓信號採樣選擇Motorola公司的壓力傳感器，其內部含有信號運放和信號調節功能，可以直接將動脈血液對血管壁的壓力轉換為電信號。並經過前置放大，過濾，後置放大完成其信號處理。[0044]數據處理與發送模塊(以下簡稱處理模塊)負責控制整個節點的數據處理操作、功耗管理、任務管理等。處理模塊是無線傳感器節點的計算核心，其被採集數據的分析、預警和報警信號的發送、任務調度、能量計算、功能協調、通信協議和數據整合程序都將在這個模塊的支持下完成。本設計採用美國IT公司的CC系列模塊。[0045]生命體徵檢測器與手機如何實現定點通訊不同於一般的無線傳感網絡，位於體域網BAN的報警器僅在個體區域內與其綁定的手機進行近距離的通信，報警器作為其中心節點，不需要耗能的路由操作。針對醫療保健類應用，體域網與個人區域網的無線通訊方式應該首先考慮晶片的功耗，所需的外圍元件數量、晶片成本、數據傳輸方式的使用方便等因素，本設計採用Zigbee技術，實現生命體徵檢測器與用戶手機之間的定點通訊，即在生命體徵檢測器，利用CC系列模塊中寄生射頻收發器完成所有的警示信號的自動發送。[0046]在智慧型手機端，採用CC系列收發模塊，實現對所有警示信號的自動接收。智慧型手機按已在內部設定的接受方(監護人)號碼發送警示短訊。[0047]監護人一方在接受到警示信號後，可以主動聯繫智慧型手機用戶(被監護人)。[0048]採用基於Zigbee技術的無線網絡實現對用戶體徵數據採集後，通過手機傳輸數據到用戶設定的接受方手機。Zigbee協議棧由一系列分層結構組成，每一層為上一層提供服務。數據實體提供數據傳輸服務，管理實體提供其他功能服務。[0049]數據數據發送程序流見圖4，數據發送功能既可採用TCP/IP協議發送，也可通過簡訊息發送。[0050]為避免其它報警器需要頻繁充電的弊端，要求本報警器採用低功耗設計。因此不僅在選擇器件時要考慮器件的低功耗，同時系統中控制操作模式須要考慮多種操作模式， 如活動模式、呼吸模式和休眠模式。本報警器對從體徵採樣，數據處理到信號發送的整個過程中 的各個環節均採用衝突避免機制，自適應時間同步機制等省電型自動動態操作策略及流程，實現了延長充電間隔的設計目標，如讓處理器進入低功耗休眠模式，直到下一次任務開啟時喚醒進入全速運行模式。其系統中斷操作流程如圖7所示。[0051]圖8是電源模塊的原理電路圖，其中可充電電池16採用鋰電池，該電池能量密度高，體積小，適合傳感器節點小的特點。同時把來自人體活動產生的能量通過換能元件12， 通過能量轉換電路13將機械能轉換成電能存貯起來。然後通過電源管理電路18，在滿足提供系統用電的同時可以為鋰電池充電。當振動產生的能量不足時，自動實時切換到電池供電16。為方便鋰電池16充電，還配備了微型USB的外充電接口 17。
權利要求1.一種基於智慧型手機應用的生命體徵監護報警器，其特徵在於，一生命體徵檢測器，置於被監護人身上，被監護人並攜帶一智慧型手機，該智慧型手機藉助一射頻收發模塊，接收生命體徵檢測器發送的人體生命警示信息，自動將該警示信息通過行動網路，發送至監護人或監護中心處的手機。
2.按權利要求1所述的基於智慧型手機應用的生命體徵監護報警器，其特徵在於，所述收發模塊，植於智慧型手機內，或者製成一適配器通過微型USB接口與智慧型手機連接。
3.按權利要求1所述的基於智慧型手機應用的生命體徵監護報警器，其特徵在於，所述一生命體徵檢測器上設有人體溫度傳感器、脈搏信號傳感器、血壓信號傳感器、微處理器以及電源裝置，微處理器接收人體溫度傳感器、脈搏信號傳感器、血壓信號傳感器的實時生命體徵信息，與微處理器預設的該被監護者正常的上述信息參數比較，如有異常，微處理器便啟動其內設的收發器工作，通過Zigbee無線網發送警示信號至射頻收發模塊。
4.按權利要求1所述的基於智慧型手機應用的生命體徵監護報警器，其特徵在於，所述生命體徵檢測器，是一種戴在手腕、手指、手臂、腳腕的環形帶子，或者是貼附於身上生命體徵敏感的位置的佩件。
5.按權利要求3所述的基於智慧型手機應用的生命體徵監護報警器，其特徵在於，所述電源裝置設有鋰電池、換能元件和電源管理電路，換能元件藉助人體活動產生電壓，經升壓電路升壓後，由電源管理電路選擇採用升壓電路升壓後的電源，或者採用鋰電池電源供電。
6.按權利要求4所述的一種基於智慧型手機應用的生命體徵監護報警器，其特徵在於，所述一種戴在手腕、手指、手臂、腳腕的環形帶子，或者是貼附於身上生命體徵敏感位置的佩件，一端設置生命體徵檢測傳感器的人體溫度傳感器、脈搏信號傳感器、血壓信號傳感器，傳感器上覆蓋緩衝層；另一端上、下對稱設置微處理器控制部件及電池。
專利摘要本實用新型提供一種基於智慧型手機應用的生命體徵監護報警器；這種監護報警器設置一生命體徵檢測器，置於被監護人身上，被監護人並攜帶一智慧型手機，該智慧型手機藉助一射頻收發模塊，接收生命體徵檢測器發送的人體生命警示信息，自動將該警示信息通過行動網路，發送至監護人或監護中心處的手機。優點在於，針對突發性的病人和老人，發生生命危險，可實現無操作的自動報警，可以最大程度的提高被救治的可能性。
文檔編號H04M1/725GK202843588SQ20122036435
公開日2013年4月3日 申請日期2012年7月26日 優先權日2012年7月26日
發明者翁整, 南南·倫仃, 路紅生 申請人:翁整, 南南·倫仃, 路紅生