专利名称：一种基于智能手机应用的生命体征监护报警器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种通过Zigbee无线网络、GSM网和Internet网，对被监护人的生命体征实施远程实时监护的技术。
背景技术：
目前有利用手机开发的监护系统，一般指其监护系统与众多的医疗检测仪器连接的监护系统，如奥地利欧洲第一个基于手机网络的病人移动电子商务医疗服务(Austriais the first mobile operator in Europe to launch a nationwide, patient-centricmobile e-health solution.),东芝公司研发的Lifeminder系统，由腕表型的穿戴传感器模块和PDA组成。穿戴传感器模块集合了加速计、脉搏计、温度计和皮肤电反应电极以及
用于和PDA通信的蓝牙模块，以及手动操作的报警功能，这些应用，导致体征参数传感器必须保持在蓝牙模块允许的距离范围内，同时不能在突发状态下，实现无需人工操作的呼叫报警。
发明内容
为解决前述远距离对被监护人的实时生命体征的监护，本发明提供一种基于智能手机应用的生命体征监护报警器；这种监护报警器的技术方案是，一生命体征检测器，置于被监护人身上，被监护人并携带一智能手机，该智能手机藉助一射频收发模块，接收生命体征检测器发送的人体生命警示信息，自动将该警示信息通过移动网络，发送至监护人或监护中心处的手机。所述收发模块，植于智能手机内，或者制成一适配器通过微型USB接口与智能手机连接。所述一生命体征检测器上设有人体温度传感器、脉搏信号传感器、血压信号传感器、微处理器以及电源装置，微处理器接收人体温度传感器、脉搏信号传感器、血压信号传感器的实时生命体征信息，与微处理器预设的该被监护者正常的上述信息参数比较，如有异常，微处理器便启动其内设的收发器工作，通过Zigbee无线网发送警示信号至射频收发模块。所述生命体征检测器，是一种戴在手腕、手指、手臂、脚腕的环形带子，或者是贴附于身上生命体征敏感的位置的佩件。所述电源装置设有锂电池、换能元件和电源管理电路，换能元件藉助人体活动产生电压，经升压电路升压后，由电源管理电路选择采用升压电路升压后的电源，或者采用锂电池电源供电。所述的一种基于智能手机应用的生命体征监护报警器的发送报警信号至被监护人携带的智能手机的方法有如下步骤
(1)初始化Zigbee模块；
(2)初始化成功否？(3)成功，则建立连接；
(4)等待被监护人体征数据；
(5)体征数据储存；
(6)数据异常否？
(7)数据异常，则发送报警信号；
(8 )如不异常，则发送到服务平台，服务平台与英特网连接。所述一种戴在手腕、手指、手臂、脚腕的环形带子，或者是贴附于身上生命体征敏感位置的佩件，一端设置生命体征检测传感器的人体温度传感器、脉搏信号传感器、血压信号传感器，传感器上覆盖缓冲层；另一端上、下对称设置微处理器控制部件及电池。 本发明的优点在于，针对突发性的病人和老人，发生生命危险，可实现无操作的自动报警，对于那些已失去主动报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。该装置可以按各人的体征状况，通过个性化设置，设定不同体温，脉搏和血压的预警值和报警值。该装置中的传感器采集的信息，经分析比较后，在出现超出预警值和报警值时，自动向用户(被监护人)持有的手机传送信息和报警。预警和报警信号通过用户持有的手机自动直接链接至监护人、亲属、护理中心、急救中心或其他指定的联络处。并可以通过更换内部设置，实现连续输出采集的体征数据，延伸至医疗监护的应用。该装置的设计以轻巧和配戴舒适为原则，可以在任何日常环境中使用。带有向手机端发出脱离人体状态和充电电量的警示功能。
附图I是本发明生命体征检测环带的平面结构 附图2是本发明原理电路框 附图3是本发明适配器方框 附图4是本发明微处理器发送生命体征数据流程 附图5是用户智能手机转发报警信号流程 附图6是微处理器工作流程 附图7是系统中断操作流程 附图8是电源电路原理图。图中标号说明
I-生命体征环带；2_微处理器；3_传感器；4_手表；5_缓冲层；7_体温、脉搏、血压传器；8_信号调理电路；9_电源装置；10_适配器；11_智能手机(用户手机)；20_监护人手机(接受端手机)；12-换能元件；13_能量转换电路；14-蓄能电路；15_升压电路；16-锂电池(充电电池)；17_外充电接口(USB接口)；18_电源管理电路；19_电源输出电路。
具体实施例方式请参阅附图1、2所示，本发明的技术方案是，一生命体征检测环带1，可以选择戴于被监护人手腕、或手指、或手臂、或脚腕，被监护人并携带一智能手机，所述生命体征检测环带上设有人体温度传感器、脉搏信号传感器、血压信号传感器7、微处理器2以及电源装置9，微处理器2接收人体温度传感器、脉搏信号传感器、血压信号传感器的实时生命体征信息，与微处理器2预设的该被监护者正常的上述信息参数比较，如有异常，微处理器2便启动其内设的收发器工作，发送报警信号至适配器10，适配器10与智能手机11连接，智能手机11收到报警信号后，便启动其内设的软件(如图5所示)，自动将该报警信号通过移动网络发至接受端(监护人)手机20，接受端手机20可能是监护人，或者是监护中心的人员。所述适配器10由射频收发器和嵌入式系统组成，射频收发器采用美国TI公司的CC系列电路，而基于单片机的嵌入式系统，包括射频信号控制和用户端手机接口功能，通过微型USB接口与手机连接。所述电源装置，请参阅附图8，设有锂电池16、换能元件12和电源管理电路18，换能元件12藉助人体的活动产生电压，经升压电路15升压后，由电源管理电路18选择采用升压电路升压后的电源，或者采用锂电池16电源供电，换能元件12可以采用压电晶体。 所述一种戴在手腕上的环形带子1，或一种贴附于身上生命体征敏感的位置的佩件一端设置生命体征检测传感器7的人体温度传感器、脉搏信号传感器、血压信号传感器，传感器7上覆盖缓冲层5 ;另一端上、下对称设置微处理器2控制部件及电池16。请参阅附图2所示，体温、脉搏、血压传感器7采集的人体生命体征信息，经信号调理电路8放大整理后，由微处理器2 (CC系列)处理后，与被监护者正常的上述信息参数比较，如有异常，微处理器2便启动其内设的收发器工作，发送报警信号至适配器10，适配器10与监护人携带的智能手机11连接，该智能手机11通过移动网络，便自动将该报警信号发至监护人手机20。本发明对警示信号设置不同级别，射频收发器向用户手机自动发送不同内容的警示信号，如最高级别的警示，报警信号，可以通过用户手机在发送至用户亲友的同时直接发送至救护中心。预警，电池电量过低信号，可以经用户手机发送至用户亲友及护理人员，由接受方在联系用户后决定是否需要通知救护中心。例如，生命体征检测器通过PVDF传感器监视用户的心搏，当用户的心博突然出现超出预设数值，生命体征检测器会马上通过射频收发器向自己的手机自动发出报警信号，该手机的射频收发器得到信号后，手机自动向已绑定的应急号码发送短讯或语音报警。本发明的体温，脉搏，血压传感器采用已有的器件
a. 体温采集模块采用DALLAS公司生产的单总线数字温度传感器，其产品具有线路简单，体积小的特点。b.脉搏信号采样和脱机警示传感器采用PVDF压电薄膜高分子压电材料，考虑到它具备的一些特征，如压电性薄膜柔软机械性能，使其可以与人体接触安全舒适，能紧贴体壁，以及声阻抗与人体组织声阻抗十分接近等一系列特点，所以选择它制作脉搏压力传感器。其实现方法
(I)选用20um法国Piezotech公司的TOVDF产品，将微弱低频的脉搏压力信号转换成电信号。(2)经信号调理电路，包括前置放大，低通滤波，电压放大和A/D转换等，进行信号处理，以保证脉搏信号反映的生理特性的正确和完整性。c.血压信号采样选择Motorola公司的压力传感器，其内部含有信号运放和信号调节功能，可以直接将动脉血液对血管壁的压力转换为电信号。并经过前置放大，过滤，后置放大完成其信号处理。数据处理与发送模块(以下简称处理模块)负责控制整个节点的数据处理操作、功耗管理、任务管理等。处理模块是无线传感器节点的计算核心，其被采集数据的分析、预警和报警信号的发送、任务调度、能量计算、功能协调、通信协议和数据整合程序都将在这个模块的支持下完成。本设计采用美国IT公司的CC系列模块。生命体征检测器与手机如何实现定点通讯不同于一般的无线传感网络，位于体域网BAN的报警器仅在个体区域内与其绑定的手机进行近距离的通信，报警器作为其中心节点，不需要耗能的路由操作。针对医疗保健类应用，体域网与个人区域网的无线通讯方式应该首先考虑芯片的功耗，所需的外围元件数量、芯片成本、数据传输方式的使用方便等因素，本设计采用Zigbee技术，实现生命体征检测器与用户手机之间的定点通讯，即在生命体征检测器，利用CC系列模块中寄生射频收发器完成所有的警示信号的自动发送。在智能手机端，采用CC系列收发模块，实现对所有警示信号的自动接收。智能手 机按已在内部设定的接受方(监护人)号码发送警示短讯。监护人一方在接受到警示信号后，可以主动联系智能手机用户(被监护人)。采用基于Zigbee技术的无线网络实现对用户体征数据采集后，通过手机传输数据到用户设定的接受方手机。Zigbee协议栈由一系列分层结构组成，每一层为上一层提供服务。数据实体提供数据传输服务，管理实体提供其他功能服务。数据数据发送程序流见图4，数据发送功能既可采用TCP/IP协议发送，也可通过短信息发送。为避免其它报警器需要频繁充电的弊端，要求本报警器采用低功耗设计。因此不仅在选择器件时要考虑器件的低功耗，同时系统中控制操作模式须要考虑多种操作模式，如活动模式、呼吸模式和休眠模式。本报警器对从体征采样，数据处理到信号发送的整个过程中的各个环节均采用冲突避免机制，自适应时间同步机制等省电型自动动态操作策略及流程，实现了延长充电间隔的设计目标，如让处理器进入低功耗休眠模式，直到下一次任务开启时唤醒进入全速运行模式。其系统中断操作流程如图7所示。图8是电源模块的原理电路图，其中可充电电池16采用锂电池，该电池能量密度高，体积小，适合传感器节点小的特点。同时把来自人体活动产生的能量通过换能元件12，通过能量转换电路13将机械能转换成电能存贮起来。然后通过电源管理电路18，在满足提供系统用电的同时可以为锂电池充电。当振动产生的能量不足时，自动实时切换到电池供电16。为方便锂电池16充电，还配备了微型USB的外充电接口 17。
权利要求
1.一种基于智能手机应用的生命体征监护报警器，其特征在于，一生命体征检测器，置于被监护人身上，被监护人并携带一智能手机，该智能手机藉助一射频收发模块，接收生命体征检测器发送的人体生命警示信息，自动将该警示信息通过移动网络，发送至监护人或监护中心处的手机。
2.按权利要求I所述的基于智能手机应用的生命体征监护报警器，其特征在于，所述收发模块，植于智能手机内，或者制成一适配器通过微型USB接口与智能手机连接。
3.按权利要求I所述的基于智能手机应用的生命体征监护报警器，其特征在于，所述 一生命体征检测器上设有人体温度传感器、脉搏信号传感器、血压信号传感器、微处理器以及电源装置，微处理器接收人体温度传感器、脉搏信号传感器、血压信号传感器的实时生命体征信息，与微处理器预设的该被监护者正常的上述信息参数比较，如有异常，微处理器便启动其内设的收发器工作，通过Zigbee无线网发送警示信号至射频收发模块。
4.按权利要求I所述的基于智能手机应用的生命体征监护报警器，其特征在于，所述生命体征检测器，是一种戴在手腕、手指、手臂、脚腕的环形带子，或者是贴附于身上生命体征敏感的位置的佩件。
5.按权利要求I所述的基于智能手机应用的生命体征监护报警器，其特征在于，所述电源装置设有锂电池、换能元件和电源管理电路，换能元件藉助人体活动产生电压，经升压电路升压后，由电源管理电路选择采用升压电路升压后的电源，或者采用锂电池电源供电。
6.按权利要求I或3所述的一种基于智能手机应用的生命体征监护报警器的发送报警信号至被监护人携带的智能手机的方法有如下步骤 (1)初始化Zigbee模块； (2)初始化成功否？ (3)成功，则建立连接； (4)等待被监护人体征数据； (5)体征数据储存； (6)数据异常否？ (7)数据异常，则发送报警信号； (8 )如不异常，则发送到服务平台，服务平台与英特网连接。
7.按权利要求4所述的一种基于智能手机应用的生命体征监护报警器，其特征在于，所述一种戴在手腕、手指、手臂、脚腕的环形带子，或者是贴附于身上生命体征敏感位置的佩件，一端设置生命体征检测传感器的人体温度传感器、脉搏信号传感器、血压信号传感器，传感器上覆盖缓冲层；另一端上、下对称设置微处理器控制部件及电池。
全文摘要
本发明提供一种基于智能手机应用的生命体征监护报警器；这种监护报警器的技术方案是，一生命体征检测器，置于被监护人身上，被监护人并携带一智能手机，该智能手机藉助一射频收发模块，接收生命体征检测器发送的人体生命警示信息，自动将该警示信息通过移动网络，发送至监护人或监护中心处的手机。优点在于，针对突发性的病人和老人，发生生命危险，可实现无操作的自动报警，可以最大程度的提高被救治的可能性。
文档编号A61B5/01GK102805615SQ20121026035
公开日2012年12月5日 申请日期2012年7月26日 优先权日2012年7月26日
发明者翁整, 南南·伦仃, 路红生 申请人:翁整, 南南·伦仃, 路红生