一种穿戴式健康监测组件的监测方法_2

文档序号:9622639阅读:来源:国知局
r>[0043]以下结合附图对本发明进行详细的描述。
[0044]一种穿戴式健康监测组件的监测方法,所述方法包括以下步骤:
[0045]步骤1.穿戴组件
[0046]将监测组件安装正确的方式穿戴于身上;
[0047]步骤2.数据采集
[0048]监测组件上的各个传感器采集人体各种生命体征信息;
[0049]步骤3.数据传输
[0050]采用微控制单元将采集到的各种生命体征信息传输并汇集;
[0051]步骤4.数据显示
[0052]通过显示屏显示各种生命体征信息。
[0053]如图1和图2所示,一种穿戴式健康监测组件,它由用于监测人体健康状态的胸带1和用于显示监测结果的手表2组成,所述的胸带1上至少设有血液流速监测传感器3、血压监测传感器4、体温监测传感器5、脉搏监测传感器6和微控制单元E,脉搏监测传感器6设置于与人体心脏相对应的位置,体温监测传感器5设置于与人体腋窝相对应的位置;微控制单元E包括微控制器E7、无线通信模块E、和天线E,血液流速监测传感器3、血压监测传感器4、体温监测传感器5和脉搏监测传感器6分别与微控制器E7的信号输入端相连,微控制器E7通过无线通信模块E与天线E连接;手表2上设置有显示屏8,手表2内设有微控制单元F,微控制单元F包括微控制器F、无线通信模块F和天线F,显示屏8通过总线与微控制器F连接,微控制器F通过无线通信模块F与天线F连接;天线E与天线F之间通过无线通信网络进行通讯。
[0054]可以在胸带1上预存专家数据库,微控制单元E的存储器内预设有专家数据库,微控制器E7内设有数据分析模块,数据分析模块用于对血液流速监测传感器3采集的血液流速数据、血压监测传感器4采集的血压数据、体温监测传感器5采集的体温数据和脉搏监测传感器6采集的心率数据进行综合分析,获得人体健康状态结果,人体健康状态结果转发至手表2上后通过显示屏8显示。
[0055]也可以在手表2上预存专家数据库,微控制单元F的存储器内预设有专家数据库,微控制器F内设有数据分析模块,数据分析模块用于对微控制器E7转发而来的血液流速监测传感器3采集的血液流速数据、血压监测传感器4采集的血压数据、体温监测传感器5采集的体温数据和脉搏监测传感器6采集的心率数据进行综合分析,获得人体健康状态结果,直接通过显示屏8显示。
[0056]假设血管上两点P1、P2的距离为L,血流速度为V,超声波速度为C,则超声波传输方向与血流方向一致时,超声波由P1点到P2点的时间为:
[0057]T1 = L/(C+V)(式 1);
[0058]超声波由P2点到P1点的时间为:
[0059]T2 = L/ (C-V)(式 2);
[0060]联立式1和式2,得到:
[0061]V = C(T2-T1)/(T1+T2)(式 3)。
[0062]也就是说,如图6所示,要想知道血管9中流动的血液的流速,仅需知道从超声波发射器11a发射超声波信号至超声波接收器lib的时间和从超声波发射器12a发射超声波信号至超声波接收器12b的时间。
[0063]下面,结合图3、4说明本发明的结构和工作原理。
[0064]本发明的血液流速检测装置主要包括本体10、第一超声波发射器11a、第一超声波接收器11b、第二超声波发射器12a、第二超声波接收器12b以及控制单元20。
[0065]第一超声波发射器11a、第二超声波接收器12b设置在本体10的第一侧;第一超声波接收器lib、第二超声波发射器12a设置在本体10的第二侧。本体10的第一侧与第二侧分别位于本体的相反两侧。
[0066]如图3所不,第一超声波发射器11a、第一超声波接收器lib、第二超声波发射器12a、第二超声波接收器12b的超声波传输路径均(如带箭头的曲线所示)与本体10的底面成预定角度。这里,优选地为45°,也可以是30° -60°。第一超声波发射器11a、第一超声波接收器11b、第二超声波发射器12a、第二超声波接收器12b超声波传输路径与底面所成的角度可以是一致的,也可以是各不相同,也可以是两两相同。优选地,它们与底面保持相同角度。
[0067]控制单元20控制第一、第二超声波发射器11a、12a发射超声波,第一、第二超声波接收器11b、12b接收到超声波信号后向控制器20发送信号。
[0068]控制单元20控制第一超声波发射器11a发射超声波脉冲信号,该超声波脉冲信号顺序穿过本体第一侧、血液、本体第二侧后由第一超声波接收器lib接收,第一超声波接收器lib收到该超声波脉冲信号后向控制器发送信号。
[0069]控制单元20控制第二超声波发射器12a发射超声波脉冲信号,该超声波脉冲信号顺序穿过本体第二侧、血液、本体第一侧后由第二超声波接收器12b接收,第二超声波接收器12b收到该超声波脉冲信号后向控制器发送信号。
[0070]这里,控制单元20可以是控制第一、第二超声波发射器lla、12a同时(同步)发射超声波脉冲,如与图5、6对应的图7的A、B所示,则第一、第二超声波接收器11b、12b接收的超声波脉冲信号如图7中C、D所示。由第一超声波发射器11a发射的超声波脉冲到达第一超声波接收器lib的时间为T1,由第二超声波发射器12a发射的超声波脉冲到达第二超声波接收器12b的时间为T2。
[0071]这里,控制单元20也可以是控制第一、第二超声波发射器lla、12a先后(异步)发射超声波脉冲,如与图8、9对应的图10的A、B所示,则第一、第二超声波接收器11b、12b接收的超声波脉冲信号如图10中C、D所示。由第一超声波发射器11a发射的超声波脉冲到达第一超声波接收器lib的时间为T1,由第二超声波发射器12a发射的超声波脉冲到达第二超声波接收器12b的时间为T2。
[0072]控制单元20根据V = C (T2-T1) / (T1+T2)计算得到血流速度V,其中C为超声波的传播速度。
[0073]这里超声波脉冲的检测可以通过过零法检测,如图11所示。即对脉冲信号微分,检测到零点即认为是检测到脉冲或脉冲达到。由于脉冲检测常用到过零法,这里不再赘述。
[0074]本发明中,超声波发射器和超声波接收器均由超声换能器来实现。
[0075]由于同一个超声换能器既可以实现超声波发射也可以实现超声波接收,所以,本发明也可以是用同一个超声换能器来实现第一超声波发射器11a和第二超声波接收器12b,用同一个超声换能器来实现第二超声波发射器12a和第一超声波接收器lib。即超声换能器以半双工方式工作,分时进行收发操作。
[0076]如图5所示,为以半双工工作的换能器来实现本发明的血液流速检测装置,其中第一、第二超声波发射器同步发射。
[0077]整个电路的时序由时序发生器控制。首先,开关K1闭合同时开关K2断开以发射超声波,超声信号源产生的电信号经功分器后同时加到由换能器实现的第一超声波发射器11a和第二超声波发射器12a上。然后,K1断开K2闭合,以接收超声波。作为第一超声波发射器11a的换能器产生的超声波穿过主体第一侧、血液、本体的第二侧后被由换能器实现的第一超声波接收器lib接收,由换能器实现的第一超声波接收器lib接收到超声信号后发出电信号,送至脉冲信号接收电路,控制单元由此计算得到T1。由换能器实现的第二超声波发射器12a产生的超声波穿过主体第二侧、血液、本体的第一侧后被由换能器实现的第二超声波接收器12b接收,由换能器实现的第二超声波接收器12b接收到超声信号后发出电信号,送至脉冲信号接收电路,控制单元由此得到T2。控制单元20根T1、T2计算得到血流速度。
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