基于无线同步技术的体征监测仪的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于无线同步技术的体征监测仪，包括体征监测端和数据同步端；所述体征监测端包括至少一个体征监测装置；所述数据同步端包括至少一个数据同步装置；每一体征监测装置包括：温度采集模块；心电采集模块；位移传感器；GPS模块；加速度传感器；第一存储模块；时钟模块；第一蓝牙适配器；第一处理器；每一数据同步装置包括：第二蓝牙适配器；第二存储模块；第二处理器；本发明获取到的体征参数丰富，且与使用者的运动状态密切相关，便于使用者通过这些数据实时了解运动状态和运动效果。
【专利说明】基于无线同步技术的体征监测仪
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种体征监测仪，具体为一种基于无线同步技术的体征检测仪。
【背景技术】
[0002]随着大众生活水平的逐步提高，越来越多的人群对于健康生活的诉求日益增强，如何有效的以一种更为健康的活动方式来提升个人健康状态一直是非医疗知识人群所考虑的问题。针对该种诉求目前市场上出现了大量的监测和记录人行为活动的产品，如运动手表、心率带、便携血压计、手机心电仪等，例如申请号为201110043631.8的发明创造提供了一种睡眠中心跳与呼吸无线监测与预警系统，申请号为200410068564.5的发明创造提供了一种可佩戴式心跳测量装置、系统和方法，申请号为200520130994.5的发明创造提供了动态心跳侦测记录器，申请号为200920134851.X的发明创造提供了一种新型心跳计步器控制电路，http://www.codoon.com/提供了一种咕略手环。
[0003]上述产品的主要问题在于所采集的用户行为数据比较单一，运动数据与个人体征数据的采集有着明显的界限，导致多维数据无法被有效关联，无法准确的判断用户的运动情况；同时目前市场上的监测和记录人行为活动的产品其存储的用户行为数据往往需要使用后通过USB接口完成用户行为数据的传输和导出，而用于监测和记录人行为活动的产品的存储空间往往是有限的，用户需要及时将其存储的用户行为数据通过USB接口导出，以免由于没有充足的存储空间而影响使用，或者需要通过无线通信方式将监测和记录人行为活动的产品所采集的数据实时传输给外部存储设备，当监测和记录人行为活动的产品在没有外部存储设备存在的情况下，用户行为数据的存储不便。
【发明内容】
[0004]本发明针对以上问题的提出，而研制一种基于无线同步技术的体征检测仪。
[0005]本发明的技术手段如下:
[0006]一种基于无线同步技术的体征监测仪，包括体征监测端和数据同步端；
[0007]所述体征监测端包括至少一个体征监测装置；
[0008]所述数据同步端包括至少一个数据同步装置；
[0009]每一体征监测装置包括:
[0010]用于采集使用者体表温度和当前环境温度的温度采集模块；
[0011]用于采集使用者心跳频率的心电采集模块；
[0012]用于采集使用者位移变化的位移传感器；
[0013]用于检测当前海拔高度的GPS模块；
[0014]用于检测使用者运动时的加速度和计算使用者所走或所跑的步数的加速度传感器；
[0015]用于事先存储使用者身高、性别、体重和年龄数据，以及将第一处理器获取到的步幅、距离、速度、卡路里消耗和最大摄氧量数据进行存储的第一存储模块；[0016]时钟模块；
[0017]第一蓝牙适配器；
[0018]连接温度采集模块、心电采集模块、位移传感器、GPS模块、加速度传感器、第一存储模块、时钟模块和第一蓝牙适配器，用于根据温度采集模块所采集的使用者体表温度和当前环境温度，心电采集模块所采集的使用者心跳频率，位移传感器所采集的使用者位移变化，GPS模块所检测的当前海拔高度，加速度传感器所检测的使用者运动时的加速度和所计算的使用者所走或所跑的步数，第一存储模块所存储的使用者身高、性别、体重和年龄数据，以及时钟模块提供的系统时间，利用步幅算法、距离算法、速度算法、卡路里消耗算法和最大摄氧量算法获取到步幅、距离、速度、卡路里消耗和最大摄氧量数据，并将获取到的步幅、距离、速度、卡路里消耗和最大摄氧量数据通过第一蓝牙适配器传输给数据同步端，以及存储至第一存储模块中的第一处理器；
[0019]每一数据同步装置包括:
[0020]与第一蓝牙适配器相连接的第二蓝牙适配器；
[0021]用于存储体征监测端传输过来的步幅、距离、速度、卡路里消耗和最大摄氧量数据的第二存储模块；
[0022]连接第二蓝牙适配器和第二存储模块，用于将体征监测端通过第二蓝牙适配器传输过来的步幅、距离、速度、卡路里消耗和最大摄氧量数据存储至第二存储模块的第二处理器；
[0023]进一步地，所述体征监测装置还包括用于采集当前海拔高度下的大气压值的气压传感器；所述气压传感器与第一处理器相连接；
[0024]进一步地，所述数据同步装置还包括与第二处理器相连接的USB接口 ；所述数据同步装置通过USB接口将第二存储模块存储的步幅、距离、速度、卡路里消耗和最大摄氧量数据传输至外部电子设备；
[0025]进一步地，所述第一处理器按照数据获取时间的先后顺序将步幅、距离、速度、卡路里消耗和最大摄氧量数据逐条存储在第一存储模块中；
[0026]进一步地，任一体征监测装置通过第一蓝牙适配器与任一数据同步装置的第二蓝牙适配器建立蓝牙配对连接；
[0027]进一步地，当任一体征监测装置与一个数据同步装置建立蓝牙配对连接后，该体征监测装置将其存储的步幅、距离、速度、卡路里消耗和最大摄氧量数据逐条传送给数据同步装置，所述数据同步装置每接收到体征监测装置发过来的一条数据便发送确认消息给体征监测装置，体征监测装置接收到数据同步装置发送过来的确认消息后删除其存储的已发送的该条数据；若体征监测装置未接收到数据同步装置发送过来的确认消息，则体征监测装置重新发送当前条数据三次，若重新发送该条数据三次后体征监测装置仍未接收到数据同步装置发送过来的确认消息，则体征监测装置停止数据发送，同时对未发送成功的当前条数据进行标记。
[0028]由于采用了上述技术方案，本发明提供的基于无线同步技术的体征监测仪，其中体征监测端包括至少一个体征监测装置，多个体征监测装置可以分配给不同的使用者使用；所述数据同步端包括至少一个数据同步装置，任一体征监测装置可以与一数据同步装置建立蓝牙配对连接，建立蓝牙配对连接后，能够实现体征监测装置与数据同步装置即时快捷的完成数据同步过程，便于体征监测装置所获取的数据的即时存储和同步，能够准确方便的保存数据，且体征监测装置可以根据所采集的数据结合存储的使用者特征数据如使用者身高、性别、体重和年龄数据，利用步幅算法、距离算法、速度算法、卡路里消耗算法和最大摄氧量算法获取到步幅、距离、速度、卡路里消耗和最大摄氧量数据，获取到的体征参数丰富，且与使用者的运动状态密切相关，便于使用者通过这些数据实时了解运动状态和运动效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1是本发明的结构框图；
[0030]图2是本发明体征监测装置所包括的温度采集模块的电路原理图；
[0031]图3是本发明体征监测装置所包括的心电采集模块的电路原理图；
[0032]图4是本发明体征监测装置所包括的加速度传感器的电路原理图；
[0033]图5是本发明体征监测装置所包括的第一存储模块的电路原理图；
[0034]图6是本发明体征监测装置所包括的第一蓝牙适配器的电路原理图；
[0035]图7是本发明体征监测装置所包括的第一处理器的电路原理图；
[0036]图8是本发明体征监测装置所包括的电源模块的电路原理图；
[0037]图9是本发明体征监测装置所包括的时钟模块的电路原理图。
【具体实施方式】
[0038]如图1所示的一种基于无线同步技术的体征监测仪，包括体征监测端和数据同步端；所述体征监测端包括至少一个体征监测装置；所述数据同步端包括至少一个数据同步装置；每一体征监测装置包括:用于采集使用者体表温度和当前环境温度的温度采集模块；用于采集使用者心跳频率的心电采集模块；用于采集使用者位移变化的位移传感器；用于检测当前海拔高度的GPS模块；用于检测使用者运动时的加速度和计算使用者所走或所跑的步数的加速度传感器；用于事先存储使用者身高、性别、体重和年龄数据，以及将第一处理器获取到的步幅、距离、速度、卡路里消耗和最大摄氧量数据进行存储的第一存储模块；时钟模块；第一蓝牙适配器；连接温度采集模块、心电采集模块、位移传感器、GPS模块、加速度传感器、第一存储模块、时钟模块和第一蓝牙适配器，用于根据温度采集模块所采集的使用者体表温度和当前环境温度，心电采集模块所采集的使用者心跳频率，位移传感器所采集的使用者位移变化，GPS模块所检测的当前海拔高度，加速度传感器所检测的使用者运动时的加速度和所计算的使用者所走或所跑的步数，第一存储模块所存储的使用者身高、性别、体重和年龄数据，以及时钟模块提供的系统时间，利用步幅算法、距离算法、速度算法、卡路里消耗算法和最大摄氧量算法获取到步幅、距离、速度、卡路里消耗和最大摄氧量数据，并将获取到的步幅、距离、速度、卡路里消耗和最大摄氧量数据通过第一蓝牙适配器传输给数据同步端，以及存储至第一存储模块中的第一处理器；每一数据同步装置包括:与第一蓝牙适配器相连接的第二蓝牙适配器；用于存储体征监测端传输过来的步幅、距离、速度、卡路里消耗和最大摄氧量数据的第二存储模块；连接第二蓝牙适配器和第二存储模块，用于将体征监测端通过第二蓝牙适配器传输过来的步幅、距离、速度、卡路里消耗和最大摄氧量数据存储至第二存储模块的第二处理器；进一步地，所述体征监测装置还包括用于采集当前海拔高度下的大气压值的气压传感器；所述气压传感器与第一处理器相连接；进一步地，所述数据同步装置还包括与第二处理器相连接的USB接口 ；所述数据同步装置通过USB接口将第二存储模块存储的步幅、距离、速度、卡路里消耗和最大摄氧量数据传输至外部电子设备；进一步地，所述第一处理器按照数据获取时间的先后顺序将步幅、距离、速度、卡路里消耗和最大摄氧量数据逐条存储在第一存储模块中；进一步地，任一体征监测装置通过第一蓝牙适配器与任一数据同步装置的第二蓝牙适配器建立蓝牙配对连接；进一步地，当任一体征监测装置与一个数据同步装置建立蓝牙配对连接后，该体征监测装置将其存储的步幅、距离、速度、卡路里消耗和最大摄氧量数据逐条传送给数据同步装置，所述数据同步装置每接收到体征监测装置发过来的一条数据便发送确认消息给体征监测装置，体征监测装置接收到数据同步装置发送过来的确认消息后删除其存储的已发送的该条数据；若体征监测装置未接收到数据同步装置发送过来的确认消息，则体征监测装置重新发送当前条数据三次，若重新发送该条数据三次后体征监测装置仍未接收到数据同步装置发送过来的确认消息，则体征监测装置停止数据发送，同时对未发送成功的当前条数据进行标记
[0039]本发明所述体征监测端包括至少一个体征监测装置，多个体征监测装置可以分配给不同的使用者使用；所述数据同步端包括至少一个数据同步装置，可以多个体征监测装置共用一个数据同步装置，也可以一个体征监测装置共用多个数据同步装置，只要体征监测装置与数据同步装置通过蓝牙适配器能够配对成功，便可以完成任一体征监测装置与任一数据同步装置之间的数据同步；所述数据同步装置还包括与第二处理器相连接的USB接口 ；所述数据同步装置通过USB接口将其存储的步幅、距离、速度、卡路里消耗和最大摄氧量数据传输至用户空间或外部电子设备，便于将数据同步装置中存储的数据导出至外部电子设备进行保存。
[0040]所述步幅算法可以为:步幅=A1+A2*步频，其中步频等于加速度传感器单位时间内所计算的使用者所走或所跑的步数，Al、A2的值事先通过GPS模块或位移传感器对一定步数的距离变化进行测量，由于距离=步幅*步数，故步幅便能通过测量的距离变化除以步数得出，进行2次测量建立方程，便能解出步幅=A1+A2*步频中的参数Al和参数A2，将参数作为常数带入公式中，计量步频便能得出步幅。
[0041]所述步幅算法还可以为:步幅=A3+A4*步频+A5*当前海拔高度+A6*加速度方差，其中步频等于加速度传感器单位时间内所计算的使用者所走或所跑的步数、当前海拔高度通过GPS模块检测、加速度方差根据加速度传感器所检测的使用者运动时的加速度求得，A3、A4、A5、A6的值事先通过GPS模块或位移传感器对一定步数的距离变化进行测量，由于距离=步幅*步数，故步幅便能通过测量的距离变化除以步数得出，进行4次测量建立方程，便能解出步幅=A3+A4*步频+A5*当前海拔高度+A6*加速度方差的参数A3、A4、A5、A6 ；将参数作为常数带入公式中，测量步频、当前海拔高度和加速度方差便能得出步幅。
[0042]所述距离算法可以为:距离=步幅*步数，其中步幅通过上述的步幅算法求得，步数根据加速度传感器所计算的使用者所走或所跑的步数得知。
[0043]所述距离算法还可以为'D = I1USi，其中D为距离、Si为第i步的步幅，i=U2、…、η。[0044]所述速度算法可以为:速度=距离/(运动结束时间-运动起始时间)，距离通过上述距离算法得出，运动时长即运动结束时间-运动起始时间通过时钟模块提供的系统时间确定；
[0045]所述卡路里消耗算法可以为=C1 = BMR*t*Bl*MET (活动种类，速度，活动类型)+B2*T，其中C1为卡路里消耗；BMR为基础代谢率，指人体在清醒而又极端安静的状态下，不受肌肉活动、环境温度、食物和精神紧张影响下的能量代谢率，对于女性来说BMR =655.1+9.6*体重+1.8*身高-4.7*年龄，对于男性来说BMR = 65.5+13.7*体重+5*身高-6.8*年龄；t为运动时长,通过时钟模块提供的系统时间确定；B1初始状态下可设置为
1.0、B2初始状态下可设置为0.01，B1、B2可通过用户对计算出的卡路里消耗结果进行反馈修正；MET指代谢当量，又名梅脱，是以人安静坐位时的能量消耗为基础，表达各种活动时相对能量代谢水平的常用指标；1MET可定义为每公斤体重从事I分钟活动消耗3.5ml的氧，其活动强度称为IMET (1MET=3.5ml02/kg.分)，IMET的活动强度相当于健康成人坐位安静的代谢水平，MET (活动种类，速度，活动类型)相当于一个根据不同活动种类、速度和活动类型来确定MET值的查表函数，表I是不同活动种类、速度和活动类型下所对应的代谢当量(MET)表，其中活动种类和活动类型可以由用户设定，也可以根据历史数据比如多大速度和多高代谢当量对应哪种活动类型和活动种类进行设定，同时这种情况若用户认为设定有误，可以进行校正；T为温度采集模块所采集的当前环境温度；
[0046]表1.不同活动种类、速度和活动类型下所对应的代谢当量(MET)表。
【权利要求】
1.一种基于无线同步技术的体征监测仪，其特征在于包括体征监测端和数据同步端； 所述体征监测端包括至少一个体征监测装置； 所述数据同步端包括至少一个数据同步装置； 每一体征监测装置包括: 用于采集使用者体表温度和当前环境温度的温度采集模块； 用于采集使用者心跳频率的心电采集模块； 用于采集使用者位移变化的位移传感器； 用于检测当前海拔高度的GPS模块； 用于检测使用者运动时的加速度和计算使用者所走或所跑的步数的加速度传感器；用于事先存储使用者身高、性别、体重和年龄数据，以及将第一处理器获取到的步幅、距离、速度、卡路里消耗和最大摄氧量数据进行存储的第一存储模块； 时钟模块； 第一蓝牙适配器； 连接温度采集模块、心电采集模块、位移传感器、GPS模块、加速度传感器、第一存储模块、时钟模块和第一蓝牙适配器，用于根据温度采集模块所采集的使用者体表温度和当前环境温度，心电采集模块所采集的使用者心跳频率，位移传感器所采集的使用者位移变化，GPS模块所检测的当前海拔高度，加速度传感器所检测的使用者运动时的加速度和所计算的使用者所走或所跑的步数，第一存储模块所存储的使用者身高、性别、体重和年龄数据，以及时钟模块提供的系统时间，利用步幅算法、距离算法、速度算法、卡路里消耗算法和最大摄氧量算法获取到步幅、距离、速度、卡路里消耗和最大摄氧量数据，并将获取到的步幅、距离、速度、卡路里消耗和最大摄氧量数据通过第一蓝牙适配器传输给数据同步端，以及存储至第一存储模块中的第一处理器； 每一数据同步装置 包括: 与第一蓝牙适配器相连接的第二蓝牙适配器； 用于存储体征监测端传输过来的步幅、距离、速度、卡路里消耗和最大摄氧量数据的第二存储模块； 连接第二蓝牙适配器和第二存储模块，用于将体征监测端通过第二蓝牙适配器传输过来的步幅、距离、速度、卡路里消耗和最大摄氧量数据存储至第二存储模块的第二处理器。
2.根据权利要求1所述的一种基于无线同步技术的体征监测仪，其特征在于所述体征监测装置还包括用于采集当前海拔高度下的大气压值的气压传感器；所述气压传感器与第一处理器相连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于无线同步技术的体征监测仪，其特征在于所述数据同步装置还包括与第二处理器相连接的USB接口 ；所述数据同步装置通过USB接口将第二存储模块存储的步幅、距离、速度、卡路里消耗和最大摄氧量数据传输至外部电子设备。
4.根据权利要求1所述的一种基于无线同步技术的体征监测仪，其特征在于所述第一处理器按照数据获取时间的先后顺序将步幅、距离、速度、卡路里消耗和最大摄氧量数据逐条存储在第一存储模块中。
5.根据权利要求1所述的一种基于无线同步技术的体征监测仪，其特征在于任一体征监测装置通过第一蓝牙适配器与任一数据同步装置的第二蓝牙适配器建立蓝牙配对连接。
6.根据权利要求5所述的一种基于无线同步技术的体征监测仪，其特征在于当任一体征监测装置与一个数据同步装置建立蓝牙配对连接后，该体征监测装置将其存储的步幅、距离、速度、卡路里消耗和最大摄氧量数据逐条传送给数据同步装置，所述数据同步装置每接收到体征监测装置发过来的一条数据便发送确认消息给体征监测装置，体征监测装置接收到数据同步装置发送过来的确认消息后删除其存储的已发送的该条数据；若体征监测装置未接收到数据同步装置发送过来的确认消息，则体征监测装置重新发送当前条数据三次，若重新发送该条数据三次后体征监测装置仍未接收到数据同步装置发送过来的确认消息，则体征监测装置停止数据`发送，同时对未发送成功的当前条数据进行标记。
【文档编号】G08C17/02GK103701504SQ201410017957
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2014年1月13日 优先权日:2014年1月13日
【发明者】李漾, 郭力 申请人:李漾, 郭力