一种远程监测装置、系统及用于远程监测的可穿戴设备的制作方法

本发明涉及通信领域，具体涉及一种远程监测装置、系统及用于远程监测的可穿戴设备。

背景技术：

在科学研究的过程中，非人灵长类动物往往是必不可少的实验材料，而在试验过程中和日常饲养中，在很多情况下，需要对动物的基本生理常数进行实时监控，如体温、脉搏、血压等。目前用于实验动物生理常数的医疗监控设备，大多采用是人用的仪器进行替代且为有线连接，可操控性差、可靠性低和体积笨重导致移动性差，需要专业人员频繁的检查监护设备。并且动物苏醒后不可控的因素，干扰或损坏设备及正常运转。此外，当大量动物同时需要进行监护时，往往需要备用大量的这种设备，由于价格昂贵，造成大量的资源浪费和监护人员逐个对被监护动物检查，大大的增加了其工作压力，严重降低了工作效率。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种远程监测装置、系统及用于远程监测的可穿戴设备，以期提升检测装置的可靠性、防损毁性、同时降低装置成本。

本发明实施例第一方面提供一种远程监测装置，所述装置包括：采集单元，微处理单元、传输单元、供电单元；

其中，所述供电单元与所述采集单元、所述微处理单元、所述传输单元分别连接，所述采集单元与所述微处理单元连接，所述微处理单元与所述传输单元连接。

结合第一方面，在一些可能的实现方式中，所述传输单元包括：蓝牙传输单元和/或Wi-Fi传输单元。

结合第一方面，在一些可能的实现方式中，所述采集单元包括以下至少一种：体温采集单元、脉搏采集单元、皮肤电阻采集单元和运动采集单元。

结合第一方面，在一些可能的实现方式中，所述采集单元包括采集传感器和信号处理单元，其中，所述采集传感器和信号处理单元连接，所述信号处理单元与所述微处理单元连接。

结合第一方面，在一些可能的实现方式中，所述运动采集单元为三轴加速度传感器和三轴陀螺仪。

结合第一方面，在一些可能的实现方式中，所述远程监测装置还包括：电量指示灯，所述电量指示灯与所述微处理单元连接，所述电量指示灯的工作状态包括：电量不足状态、正在充电状态和充电已满状态。

本发明实施例第二方面提供一种用于远程监测的可穿戴设备，所述用于远程监测的可穿戴设备包括如本发明实施例第一方面提供的远程监测装置的任一项可能的实现方式。

本发明实施例第三方面提供远程监测系统，所述远程监测系统包括远程监测装置和数据接收装置；

其中，所述远程监测装置包括：采集单元，微处理单元、传输单元、供电单元，所述供电单元与所述采集单元、所述微处理单元、所述传输单元分别连接，所述采集单元与所述微处理单元连接，所述微处理单元与所述传输单元连接；

所述远程监测装置通过无线通信方式与所述数据接收装置连接。

结合第三方面，在一些可能的实现方式中，所述数据接收装置包括与所述远程监测装置建立通信连接的移动终端和/或与所述远程监测装置建立通信连接的服务器。

结合第三方面，在一些可能的实现方式中，所述采集单元包括以下至少一种：体温采集单元、脉搏采集单元、皮肤电阻采集单元和运动采集单元。

可以看出，本发明实施例技术方案提供的远程监测检测装置，包括：采集单元，微处理单元、传输单元、供电单元，通过与被测对象皮肤接触或非接触的采集单元采集被测对象的生理参数，微处理单元接收采集单元采集的生理参数，并将该生理参数打包成数据协议包，传输单元将微处理单元打包生成的数据协议包发送至与所述远程监测检测装置建立通信连接的移动终端或者服务器，以实现被测对象生理参数的远程查看和预警。通过实施本发明实施例能够提升检测装置的可靠性、防损毁性、同时降低装置成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明第一实施例提供的一种远程监测装置的结构示意图；

图1-1为采集单元与微处理单元之间的具体连接方式示意图；

图1-2为微处理单元通过BLE蓝牙通信以及Wi-Fi通信协议所设计的数据协议包的结构示意图；

图2是本发明第二实施例提供的一种用于远程监测的可穿戴设备的结构示意图；

图3是本发明第三实施例提供的一种远程监测系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

请参阅图1，图1是本发明第一实施例提供的一种远程监测装置的结构示意图，如图1所示，本发明实施例中的远程监测装置100包括以下单元：采集单元101，微处理单元102、传输单元103、供电单元104。

其中，所述供电单元104与所述采集单元101、所述微处理单元102、所述传输单元103分别连接，所述采集单元101与所述微处理单元102连接，所述微处理单元102与所述传输单元103连接。

其中，所述供电单元104用于为采集单元101，微处理单元102以及传输单元103提供5V稳定直流电源，所述供电单元104可多次重复充电循环使用，具体可以为锂电池、锂聚合物电池等，充电方式为mini USB接口。

具体地，所述微处理单元102可以采用但不限于CC2540片上系统(SoC)，CC2540SoC是TI为低功耗蓝牙推出的解决方案，由于CC2540SoC自带一个增强型8051微控制器，因此，当传输单元103包括蓝牙传输单元1031时，本装置中的微处理单元102和蓝牙传输单元1031均采用CC2540SoC。CC2540SoC的2.4GHz无线射频传输，具有很低的睡眠模式功率消耗及不同工作模式间短暂的转换时间，适用于需要超低消耗功率的系统。所述微处理单元102按照I2C、SPI或UART等数据传输协议，接收采集单元101输入的生理数字信号，并将采集单元101传来的信号打包成数据协议包，以便下一步的数据无线传输使用。

具体地，所述采集单元101包括以下至少一种：体温采集单元1011、脉搏采集单元1012、皮肤电阻采集单元1013和运动采集单元1014。

所述采集单元101包括采集传感器和信号处理单元，其中，所述采集传感器和信号处理单元连接，所述信号处理单元与所述微处理单元102连接。其中，所述信号处理单元具体可以包括但不限于放大电路、滤波电路、A/D转换电路。

具体地，当采集单元101包括体温采集单元1011时，所述体温采集单元1011包括体温采集传感器10111和体温信号处理单元10112；当采集单元101包括脉搏采集单元1012时，所述脉搏采集单元1012包括脉搏采集传感器10121和脉搏信号处理单元10122；当采集单元101包括皮肤电阻采集单元1013时，所述皮肤电阻采集单元1013包括皮肤电阻采集传感器10131和皮肤电阻信号处理单元10132；当采集单元101包括运动采集单元1014时，所述运动采集单元1014包括运动采集传感器10141和运动信号处理单元10142。

举例来说，上述体温采集传感器10111可以是体温传感器，用于获取被测对象的体温的实时数据，具体可采用但不限于采用型号为HKT-09B的皮肤温度传感器的敏感元件部分，该传感器采用高精度、高灵敏度第三原件采集动物体体表温度细微变化，量程为0-50℃，分辨率为0.001，采样频率50Hz，精度为1％。

举例来说，上述脉搏采集传感器10121可以是脉搏传感器，用于采集被测对象的脉搏波形，以获取到被测对象脉搏的实时数据，具体可采用但不限于采用型号为1205的压电式脉搏传感器的敏感元件部分，直径为15mm，厚度为3.5mm，输出为毫伏级的电压信号，灵敏度为4mV/Pa。

举例来说，上述皮肤电阻采集传感器10131可以为皮肤电阻抗传感器，用于采集被测对象皮肤两点之间电位差或电阻，可以反映被测对象在接受视、听、痛觉等感觉刺激及情绪变动，也可对被测对象的麻醉状态进行监测，具体可采用但不限于采用型号为HKR-11C+的皮肤电阻传感器的敏感元件，采用外部电流激励方式，测量人体皮肤电阻变化信号，该传感器采用了精密运算放大器，输出高精度物理量皮肤电阻变化数据，量程为100K-2.5M，测量精度为2.5K，采样频率为50Hz。

举例来说，上述运动采集传感器10141可以为运动传感器，用于采集被测对象在各种活动中身体运动的加速度和角度变化，通过进一步的处理后，可以反映动物休息、行走、坐卧、跑跳等运动状态，对特定的状态比如睡眠也能得到监测。所述运动采集单元可以为三轴加速度传感器和三轴陀螺仪，具体可采用但不限于采用型号为MPU6050的整合了三轴加速度计和三轴陀螺仪的芯片，免除了组合陀螺仪与加速度时轴间差的问题，加速度测量范围可程式控制，且程式控制范围为±2g、±4g、±8g和±16g，角速度全格感测范围为±250、±500、±1000与±2000°/sec(dps)，其数据输出可以通过I²C以高达400KHz的速率输出。

具体地，当微处理单元102采用CC2540时，所述采集单元101包括：HKT09B皮肤电阻抗传感器、HK1025脉搏传感器、MPU60503轴加速度计及3轴陀螺仪、HKR 11C+皮肤电阻抗传感器等四个传感器时，采集单元101与微处理单元102之间的具体连接方式请参阅图1-1所示，四个传感器通过I²C接口与CC2540的微处理器8051的I/O口连接，传感器的中断引脚与8051连接，使得四个传感器在完成数模转换后，8051立即读取数据并发送。

具体地，所述传输单元103包括：蓝牙传输单元1031和/或Wi-Fi传输单元1032。蓝牙传输单元1031用于在没有接入因特网的条件下，将微处理单元102打包的信号数据协议包进行短距离的传输，传输至具有蓝牙功能的PC或手机等移动终端。Wi-Fi传输单元1032用于在有因特网接入时，将微处理单元102打包的信号数据包传输至因特网，用服务器将数据存储，另一端用PC或手机等移动终端接收。举例来说，蓝牙传输单元1031可以采用但不限于采用TI公司的CC2540SoC；Wi-Fi传输单元1032可以采用但不限于采用TI CC3200低功耗Wi-Fi通信芯片，支持WEP/WPA/WPA2/安全加密模式，通过板载天线，经由路由器将数据发送至云平台。

另外，请参图1-2所示，图1-2为微处理单元102通过BLE蓝牙通信以及Wi-Fi通信协议所设计的数据协议包的结构示意图，图1-2中每个单元格所表示的为一个字节，即8个二进制位。本发明设计的数据通信协议中，每一个数据帧的前两个字节为起始字节，第三个字节为本帧数据所包含的字节数，第四位为本帧数据的功能属性，在本发明中，0xC6表示该帧数据为脉搏数据，0xC7表示该帧数据为体温数据，0xC8表示该帧数据为运动数据，0xC9表示该帧数据为皮肤电阻数据。功能字节之后为数据字节，倒数两位则分别为校验字节和结束字节。

其中，所述远程监测装置还包括：电量指示灯105，所述电量指示灯105与所述微处理单元102连接，所述电量指示灯105的工作状态包括：电量不足状态、正在充电状态和充电已满状态。具体地，所述微处理单元102控制电量指示灯105显示电池状态，这些状态包括但不限于电量不足状态、正在充电状态和充电已满状态，并且供电单元104的电量信息可以整合在所述微处理单元102的数据包里，供移动终端和服务器远程查看。

可以看出，本发明实施例技术方案提供的远程监测检测装置，包括：采集单元，微处理单元、传输单元、供电单元，通过与被测对象皮肤接触或非接触的采集单元采集被测对象的生理参数，微处理单元接收采集单元采集的生理参数，并将该生理参数打包成数据协议包，传输单元将微处理单元打包生成的数据协议包发送至与所述远程监测检测装置建立通信连接的移动终端或者服务器，以实现被测对象生理参数的远程查看和预警。通过实施本发明实施例能够提升检测装置的可靠性、防损毁性、同时降低装置成本。

请参阅图2，图2是本发明第二实施例提供的一种用于远程监测的可穿戴设备的结构示意图，如图2所示，所述用于远程监测的可穿戴设备包括本发明第一实施例中的远程监测装置。可穿戴设备即直接穿在被测对象的身上，或是整合到被测对象的衣服或配件的一种便携式设备。可穿戴设备不仅仅是一种硬件设备，更是通过软件支持以及数据交互、云端交互来实现强大的功能。本发明实施例中的用于远程监测的可穿戴设备具体可以以智能手环的形式体现，但不限于智能手环的形式。

具体地，所述用于远程监测的可穿戴设备可以采用但不限于采用聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)材料，该PDMS材料具有无毒性，并且具有生理惰性、良好的化学稳定性、电绝缘性和耐候性、良好的疏水性，并具有很高的抗剪切能力。采用PDMS材料可以有效被测对象在使用本发明实施例中的远程监测的可穿戴设备时，进行抓、咬、撕扯等导致整个用于远程监测的可穿戴设备破坏的行为。本发明第一实施例中的简称检测装置100中的各个单元的硬件电路在制成印刷电路板之后，利用PDMS材料，采用一次成型的方式将电路板主体部分保护在其中，形成一个手环结构，需要接触被测对象皮肤的体温传感器、脉搏传感器和皮肤电阻抗传感器的敏感元件置于手环结构的内侧，运动传感器则可以包裹于手环结构的内部。

具体地，所述用于远程监测的可穿戴设备可以根据被测独享调节尺寸和形状，具体地，可以佩戴于被测独享的脚踝上或者腰部。

其中，所述远程监测装置100各个单元的具体实现方式请参阅本发明第一实施例中的远程监测装置的各个单元的实现方式，本发明实施例不作赘述。

本发明实施例中的用于远程监测的可穿戴设备能够不受地点、时间、被测对象数量的限制，实时监测被测对象的生理状况。远程检测装置包括设计性能良好的采集单元，防损坏且适合被测对象穿戴、性能稳定。通过把采集单元安装于被测对象四肢或合适的部位采集相关数据，例如：体温、脉搏、皮肤电阻抗等；将采集单元收集到的数据通过无线通信的方式传输，完全避免线路连接，使相关人员通过在手机或者电脑的终端掌握被测对象生理实时状况，并在终端设置有异常警报器。

因此，可以看出，本发明实施例技术方案提供的远程监测检测装置，包括：采集单元，微处理单元、传输单元、供电单元，通过与被测对象皮肤接触或非接触的采集单元采集被测对象的生理参数，微处理单元接收采集单元采集的生理参数，并将该生理参数打包成数据协议包，传输单元将微处理单元打包生成的数据协议包发送至与所述远程监测检测装置建立通信连接的移动终端或者服务器，以实现被测对象生理参数的远程查看和预警。通过实施本发明实施例能够提升检测装置的可靠性、防损毁性、同时降低装置成本。

请参阅图3，图3是本发明第三实施例提供的一种远程监测系统的结构示意图，如图3所示，所述远程监测系统包括远程监测装置100和数据接收装置200，其中，所述远程监测装置100可以以本发明第二实施例中的用于远程监测的可穿戴设备的形式实现；

其中，请参考本发明第一实施例对应的图1所示的远程监测装置100，所述远程监测装置100包括：采集单元101，微处理单元102、传输单元103、供电单元104，所述供电单元104与所述采集单元101、所述微处理单元102、所述传输单元103分别连接，所述采集单元101与所述微处理单元102连接，所述微处理单元102与所述传输单元103连接，其中，所述远程监测装置100各个单元的具体实现方式请参阅本发明第一实施例中的远程监测装置的各个单元的实现方式，本发明实施例不作赘述。

所述远程监测装置100通过无线通信方式与所述数据接收装置200连接。

其中，所述数据接收装置200包括与所述远程监测装置建立通信连接的移动终端201和/或与所述远程监测装置建立通信连接的服务器202。

所述采集单元包括以下至少一种：体温采集单元1011、脉搏采集单元1012、皮肤电阻采集单元1013和运动采集单元1014.

可以看出，本发明实施例技术方案提供的远程监测检测装置，包括：采集单元，微处理单元、传输单元、供电单元，通过与被测对象皮肤接触或非接触的采集单元采集被测对象的生理参数，微处理单元接收采集单元采集的生理参数，并将该生理参数打包成数据协议包，传输单元将微处理单元打包生成的数据协议包发送至与所述远程监测检测装置建立通信连接的移动终端或者服务器，以实现被测对象生理参数的远程查看和预警。通过实施本发明实施例能够提升检测装置的可靠性、防损毁性、同时降低装置成本。

本发明实施例还提供一种计算机存储介质，其中，该计算机存储介质可存储有程序，该程序执行时包括上述方法实施例中记载的任何一种服务进程的监控方法的部分或全部步骤。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和单元并不一定是本发明所必须的。

本发明实施例的方法的步骤顺序可以根据实际需要进行调整、合并或删减。本发明实施例的终端的单元可以根据实际需要进行整合、进一步划分或删减。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例是示意性的，例如所述单元的划分，为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：闪存盘、只读存储器(英文：Read-Only Memory，简称：ROM)、随机存取器(英文：Random Access Memory，简称：RAM)、磁盘或光盘等。

以上对本发明实施例所提供的一种远程监测装置、系统及用于远程监测的可穿戴设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。