一种基于物联网压电电缆应用技术的生命体动监测仪的制作方法
专利名称:一种基于物联网压电电缆应用技术的生命体动监测仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于物联网压电电缆应用技术的生命体动监测仪，包括单独穿戴使用、也可放置于床上、床垫内、被套内、枕头内、衣服内、内衣内或其它日常用品和汽车腰靠等配套使用的压电电缆监测仪，所述压电电缆监测仪包括压电电缆组件单元、信号连接线、信号处理控制单元和USB单元。本实用新型创新性的采用压电电缆作为检测元件，将成本降低至适合普通家庭可接受范围内，由于压电技术本身为无源产品,仅需给信号处理模块供电即可,大幅降低了产品整体功耗，且采用压电电缆技术,感知部分为结实耐用的同轴电缆结构,易生产,不受弯折影响,结实耐用,不受恶劣的环境影响干扰,性能非常稳定，而压电电缆带有自屏蔽功能,无需外加任何额外屏蔽结构。
【专利说明】
一种基于物联网压电电缆应用技术的生命体动监测仪
技术领域
[0001]本实用新型属于生命健康监测领域，包含智能家居，穿戴式设备，社区医疗，运动健康，车联网等，具体涉及一种基于物联网压电电缆应用技术的生命体动监测仪。
【背景技术】
[0002]随着科技的发展，人民生活水平的提高，人们对睡眠生理、病理日益重视。经医学研究表明:打鼾的人很有可能患有“呼吸暂停综合症”。呼吸暂停的定义是指呼吸道停止气流达1s以上。如夜间打鼾且伴有间歇性呼吸暂停30次以上，每次暂停时间超过1s以上即可被诊断为“呼吸暂停综合症”。这是一种潜在的致死性疾病。其特点是睡眠时上呼吸道阻塞导致进行性缺氧、酸中毒、呼吸困难。
[0003]造成白天嗜睡、头晕、头痛、记忆力衰退、乏力、反应迟缓、睡眠行为异常等症状。长期患“呼吸暂停综合症”可引起高血压、心律失常或猝死。目前医生在诊断睡眠呼吸暂停症时常使用夜间睡眠呼吸多项生理监测仪，记录一整夜的睡眠周期，其中包括呼吸暂停以及呼吸变浅的次数、型态、缺氧指数、次数、心电图的变化、口鼻腔气流、胸腹部呼吸运动、耳垂血氧等信号的记录、打鼾次数等情形。虽然这些仪器测量较准确，但需要在身上配戴多种仪器，也必须在特定的医院中由专业人士操作才能进行测量，非常不方便，并且也容易影响患者的睡眠，所以不适合做长期的监测。并且这样的仪器价格昂贵，不太适合在家庭使用。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种采用压电电缆作为检测元件，成本大大降低，易生产，不受弯折影响，结实耐用，不受恶劣的环境影响干扰，性能非常稳定，而压电电缆带有自屏蔽功能，无需外加任何额外屏蔽结构的基于物联网压电电缆应用技术的生命体动监测仪。
[0005]本实用新型是通过以下技术方案来实现的:一种基于物联网压电电缆应用技术的生命体动监测仪，包括单独穿戴使用、也可放置于床上、床垫内、被套内、枕头内、衣服内、内衣内或其它日常用品配套使用的压电电缆监测仪，所述压电电缆监测仪包括压电电缆组件单元、信号连接线、信号处理控制单元和USB单元；
[0006]所述压电电缆组件单元包括压电电缆组件单元尾端盖、加强硅胶套、压电电缆和压电电缆组件单元前端盖，所述压电电缆设置于加强硅胶套内；
[0007]所述压电电缆组件单元尾端盖密封加强硅胶套及压电电缆的一端，所述压电电缆组件单元前端盖密封加强硅胶套及压电电缆的另一端，压电电缆穿过压电电缆组件单元前端盖与信号连接线连接；
[0008]所述信号连接线的另一端连接信号处理控制单元，USB单元连接信号处理控制单
J L ο
[0009]作为优选的技术方案，所述加强硅胶套采用软胶材料制成，加强硅胶套内设置有至少一个以上的O型圈，压电电缆套装于O型圈内封装。
[0010]作为优选的技术方案，所述信号处理控制单元包括一主控芯片，主控芯片上设置有信号放大单元、信号处理单元和信号传输单元，信号传输单元连接用户终端。
[0011]作为优选的技术方案，所述用户终端为用户手机、平板或者电脑。
[0012]作为优选的技术方案，所述信号传输单元为蓝牙模块或者WIFI模块或者GPRS模块等通讯模块。
[0013]作为优选的技术方案，所述压电电缆组件单元内设置压电电缆采集器。
[0014]作为优选的技术方案，所述信号连接线使用单芯带屏蔽的电子线。
[0015]作为优选的技术方案，所述O型圈的两侧设置有一方形退让槽，压电电缆设置于带方形退让槽的O型圈内。
[0016]本实用新型的有益效果是:本实用新型创新性的采用压电电缆作为检测元件将成本降低至适合普通家庭可接受范围内，由于压电技术本身为无源产品，仅需给信号处理模块供电即可，大幅降低了产品整体功耗，且采用压电电缆技术，感知部分为结实耐用的同轴电缆结构，易生产，不受弯折影响，结实耐用，不受恶劣的环境影响干扰，性能非常稳定，而压电电缆带有自屏蔽功能，无需外加任何额外屏蔽结构。
[0017]利用压电电缆组件可实时监测生命体动，包括:心率、呼吸、呼吸暂停，打鼾、痉挛、翻身、离床、咳嗽等特征。
【附图说明】
[0018]为了更清楚地说明本实用新型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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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。
[0019]图1为本实用新型的整体使用示意图；
[0020]图2为单人压电电缆生命体动传感器应用截面图；
[0021 ]图3为双人压电电缆生命体动传感器应用截面图；
[0022]图4为本实用新型的整体结构不意图；
[0023]图5为本实用新型的压电电缆组件单元的爆炸结构图；
[0024]图6为本实用新型的系统方框图；
[0025]图7为传感器部分的电路图；
[0026]图8为无线收发模块的电路图；
[0027]图9为电源供应器的电路图；
[0028]图10为BLE蓝牙收发模块的电路图。
【具体实施方式】
[0029]本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
[0030]本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
[0031]如图1、图4、图5和图6所示，本实用新型的一种基于物联网压电电缆应用技术的生命体动监测仪包括单独穿戴使用、也可放置于床上、床垫内、被套内、枕头内、衣服内、内衣内或其它日常用品配套使用的压电电缆监测仪1，所述压电电缆监测仪I包括压电电缆组件单元5、信号连接线6、信号处理控制单元7和USB单元8;
[0032]所述压电电缆组件单元5包括压电电缆组件单元尾端盖9、加强硅胶套10、压电电缆2和压电电缆组件单元前端盖11，所述压电电缆2设置于加强硅胶套10内；
[0033]所述压电电缆组件单元尾端盖9密封加强硅胶套10及压电电缆2的一端，所述压电电缆组件单元前端盖11密封加强硅胶套10及压电电缆2的另一端，压电电缆穿过压电电缆组件单元前端盖与信号连接线连接；
[0034]所述信号连接线6的另一端连接信号处理控制单元，USB单元8连接信号处理控制单元7。
[0035]其中，加强硅胶套10采用软胶材料制成，加强硅胶套内设置有至少一个以上的O型圈4，压电电缆2套装于O型圈4内封装，所述O型圈4的两侧设置有一方形退让槽3，压电电缆2设置于带方形退让槽的O型圈4内。O型圈封装使得在高灵敏度压电传感器的基础上增加更高的灵敏度。多“O”型圈封装机构通过机械悬臂梁方式，增加了产品灵敏度，缓冲了信号噪音，使得心音变得更清楚，底部噪音更小。另外，软胶采用跟身体皮肤接近的材料，使用更合适的硬度和不同外观的造型和配色，使得产品有更多接近生活色彩。
[0036]其中，信号处理控制单元包括一主控芯片，主控芯片上设置有信号放大单元、信号处理单元和信号传输单元，信号传输单元连接用户终端，用户终端为用户手机、平板或者电脑，信号传输单元为蓝牙模块或者WIFI模块。
[0037]压电电缆组件单元内设置压电电缆采集器;通过压电电缆采集器的压电效应(压电薄膜电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生压电效应，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，这种现象称为正压电效应)；
[0038]当作用力的方向改变时，电荷的极性也随之改变，通过“O”加强硅胶套拾取睡眠时人体的呼吸，心跳，打鼾等微弱幅度动作，并将其转换成电信号通过2#信号连接线转递到3#信号处理控制单元进行放大，分析处理后再将数据通过内置的信号传输模块传递至用户终端终端(如手机，平板，电脑)上的应用程序，再通过应用程序展示睡眠的睡眠时间、体动、心率和呼吸等各项睡眠实时参数，以达到监视、对比、辅助优化睡眠的应用。
[0039]信号连接线6使用单芯带屏蔽的电子线，使得整个产品产生自屏蔽结构，信号输出变得更干净和稳定。
[0040]使用电缆与电子线直接连接，与压电薄膜的连接方式来说，连接变得更简单，更可靠。使得在生产的过程中，生产成本大幅减少，只有压电薄膜生产成本的20%_30%。另外，产品的报废率与同类市场上的产品对比，降低到0.1%。
[0041]压电电缆传感器，分双人和单人两种，用软胶多“O”形圈形式进行封装。这样使得在高灵敏度压电传感器的基础上增加更高的灵敏度。多“O”型圈封装机构通过机械悬臂梁方式，增加了产品灵敏度，缓冲了信号噪音，使得心音变得更清楚，底部噪音更小。
[0042]另外，软胶采用跟身体皮肤接近的材料，使用更合适的硬度和不同外观的造型和配色，使得产品有更多接近生活色彩。
[0043]如图2所示，图2为单人压电电缆生命体动传感器应用截面图，图3为双人压电电缆生命体动传感器应用截面图。多“O”型圈封装机构通过机械悬臂梁方式，增加了产品灵敏度，缓冲了信号噪音，使得心音变得更清楚，底部噪音更小。另外，软胶采用跟身体皮肤接近的材料，使用更合适的硬度和不同外观的造型和配色，使得产品有更多接近生活色彩。
[0044]原理说明:压电电缆生命体动监测仪是通过压电电缆数据采集器，采集用户在睡眠的时候所产生的各种生命体动，通过放大电路和信号过滤后进行解析运算得出人在睡眠状态下的各种体动和身体各个机能的活动状态；
[0045]通过这个监测仪我们可以清楚的测试到人在睡眠和清醒或疲劳状态下的呼吸、心率、心音、打鼾、深浅睡眠。进而我们可以得出呼吸暂停时间，呼吸暂时次数。
[0046]术语解释:压电电缆生命体动监测仪，基于压电电缆传感器原理开发的非接触式心率、打鼾、呼吸暂停等生命体动监测仪，是无干扰、非植入的物联网产品，将压电电缆监测仪放置在床上、床垫、被套、枕头等床品下，能每晚不间断的跟踪分析用户的睡眠信息以及健康状况；
[0047]监护人员可以通过压电电缆生命体动监测仪发送实时采集信号到手机、电脑、监测平台等装置上，实时了解到监护对象的每日睡眠情况、生活起居及异常体动信息，及时进行预警，提前预防生命体征的各类疾病。
[0048]原理解释:
[0049]如图7-图10所示，传感器J35-1所产生的信号通过RlO进行连接，再经过由C27和R34组成的RC滤波电路进行第一层滤波，经过滤波的信号直接进入U7(LT1012)放大IC进行信号的第一级放大，由于我们测试的主体产生的信号
[0050]比较微弱，必须经过2次放大才能达到被处理器识别的强度，因此经过第一级放大的信号，再次经过R25通过由R26和C25组成的RC滤波电路，信号经过2次滤波后，开始进入U8(LT1012)进行2次放大，经过2次放大后的信号强度达到了 UOO可以别的程度，信号通过R30进行连接，再由DO进行保护，信号入UOO的P2.0 口。
[0051]信号进入UOO后，处理器对信号进行软件滤波，信号提取后，进行运算分析得出测试者当前的睡眠状态，然后将这些睡眠状态(心率，呼吸，打鼾等)转换成数字信号，通过I2C传送到蓝牙或者WIFI主控。J14和J15是I2C选择
[0052]信号开关，可以通过它来选择信号传递是蓝牙还是WIFI。
[0053]蓝牙主控(U4)和WIFI主控(U3)接受到UOO的指令后将已经转换成数字信号的测试者的各种状态(呼吸，心率，打鼾等)，按照约定的协议发送给对应的APP或者服务器的后台。
[0054]本实用新型能解决的问题:
[0055](I)心率:监测用户心率，跟踪长期趋势，识别健康状况的影响；
[0056](2)呼吸:监视用户的呼吸，与长期的平均值对比，识别健康状况的影响；
[0057](3)呼吸暂停:这是一种潜在的致死性疾病，其特点是睡眠时上呼吸道阻塞导致进行性缺氧、酸中毒、呼吸困难。采集呼吸暂停的特征，让用户及时预防疾病的发生；
[0058](4)睡眠分析:通过大数据睡眠信息的收集，通过睡眠时间、体动、心率和呼吸的对比来监控夜间睡眠质量；
[0059]( 5 )夜间离床监视:通过监视用户夜间离床的时间点和长短来确定患者的异常离床情况并即时向医护人员报警；
[0060](6)痉挛发作监视:通过监视患者阵发性抽搐来监视患者痉挛发作并即时向医护人员预警；
[0061](7)急重病预警:通过监视患者的心率和呼吸率来判断心力衰竭或呼吸衰竭等急重病情况并即时向医护人员预警。
[0062](8)疲劳驾驶:通过放在汽车坐垫上垫子，腰靠，安全带等装置，监测司机的疲劳状态，来进行司机瞌睡预警。
[0063]利用压电电缆组件可实时监测生命体动，包括:心率、呼吸、打鼾、痉挛、翻身、离床、咳嗽等特征。
[0064]本实用新型的有益效果是:本实用新型创新性的采用压电电缆作为检测元件将成本降低至适合普通家庭可接受范围内，由于压电技术本身为无源产品，仅需给信号处理模块供电即可，大幅降低了产品整体功耗，且采用压电电缆技术，感知部分为结实耐用的同轴电缆结构，易生产，不受折弯影响，结实耐用，不受恶劣的环境影响干扰，性能非常稳定，而压电电缆带有自屏蔽功能，无需外加任何额外屏蔽结构。
[0065]以上所述，仅为本实用新型的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
【主权项】
1.一种基于物联网压电电缆应用技术的生命体动监测仪，其特征在于:包括单独穿戴使用、也可放置于床上、床垫内、被套内、枕头内、衣服内、内衣内或其它日常用品和汽车腰靠配套使用的压电电缆监测仪，所述压电电缆监测仪包括压电电缆组件单元、信号连接线、信号处理控制单元和USB单元； 所述压电电缆组件单元包括压电电缆组件单元尾端盖、加强硅胶套、压电电缆和压电电缆组件单元前端盖，所述压电电缆设置于加强硅胶套内； 所述压电电缆组件单元尾端盖密封加强硅胶套及压电电缆的一端，所述压电电缆组件单元前端盖密封加强硅胶套及压电电缆的另一端，压电电缆穿过压电电缆组件单元前端盖与信号连接线连接； 所述信号连接线的另一端连接信号处理控制单元，USB单元连接信号处理控制单元。2.根据权利要求1所述的基于物联网压电电缆应用技术的生命体动监测仪，其特征在于:所述加强硅胶套采用软胶材料制成，加强硅胶套内设置有至少一个以上的O型圈，压电电缆套装于O型圈内封装。3.根据权利要求1所述的基于物联网压电电缆应用技术的生命体动监测仪，其特征在于:所述信号处理控制单元包括一主控芯片，主控芯片上设置有信号放大单元、信号处理单元和信号传输单元，信号传输单元连接用户终端。4.根据权利要求3所述的基于物联网压电电缆应用技术的生命体动监测仪，其特征在于:所述用户终端为用户手机、平板或者电脑。5.根据权利要求3所述的基于物联网压电电缆应用技术的生命体动监测仪，其特征在于:所述信号传输单元为蓝牙模块或者WIFI模块或者GPRS模块。6.根据权利要求1所述的基于物联网压电电缆应用技术的生命体动监测仪，其特征在于:所述压电电缆组件单元内设置压电电缆采集器。7.根据权利要求1所述的基于物联网压电电缆应用技术的生命体动监测仪，其特征在于:所述信号连接线使用单芯带屏蔽的电子线。8.根据权利要求2所述的基于物联网压电电缆应用技术的生命体动监测仪，其特征在于:所述O型圈的两侧设置有一方形退让槽，压电电缆设置于带方形退让槽的O型圈内。
【文档编号】A61B5/0205GK205729335SQ201620035668
【公开日】2016年11月30日
【申请日】2016年1月15日
【发明人】段立新
【申请人】深圳市云传智联技术有限公司
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于物联网压电电缆应用技术的生命体动监测仪，包括单独穿戴使用、也可放置于床上、床垫内、被套内、枕头内、衣服内、内衣内或其它日常用品和汽车腰靠等配套使用的压电电缆监测仪，所述压电电缆监测仪包括压电电缆组件单元、信号连接线、信号处理控制单元和USB单元。本实用新型创新性的采用压电电缆作为检测元件，将成本降低至适合普通家庭可接受范围内，由于压电技术本身为无源产品,仅需给信号处理模块供电即可,大幅降低了产品整体功耗，且采用压电电缆技术,感知部分为结实耐用的同轴电缆结构,易生产,不受弯折影响,结实耐用,不受恶劣的环境影响干扰,性能非常稳定，而压电电缆带有自屏蔽功能,无需外加任何额外屏蔽结构。
【专利说明】
一种基于物联网压电电缆应用技术的生命体动监测仪
技术领域
[0001]本实用新型属于生命健康监测领域，包含智能家居，穿戴式设备，社区医疗，运动健康，车联网等，具体涉及一种基于物联网压电电缆应用技术的生命体动监测仪。
【背景技术】
[0002]随着科技的发展，人民生活水平的提高，人们对睡眠生理、病理日益重视。经医学研究表明:打鼾的人很有可能患有“呼吸暂停综合症”。呼吸暂停的定义是指呼吸道停止气流达1s以上。如夜间打鼾且伴有间歇性呼吸暂停30次以上，每次暂停时间超过1s以上即可被诊断为“呼吸暂停综合症”。这是一种潜在的致死性疾病。其特点是睡眠时上呼吸道阻塞导致进行性缺氧、酸中毒、呼吸困难。
[0003]造成白天嗜睡、头晕、头痛、记忆力衰退、乏力、反应迟缓、睡眠行为异常等症状。长期患“呼吸暂停综合症”可引起高血压、心律失常或猝死。目前医生在诊断睡眠呼吸暂停症时常使用夜间睡眠呼吸多项生理监测仪，记录一整夜的睡眠周期，其中包括呼吸暂停以及呼吸变浅的次数、型态、缺氧指数、次数、心电图的变化、口鼻腔气流、胸腹部呼吸运动、耳垂血氧等信号的记录、打鼾次数等情形。虽然这些仪器测量较准确，但需要在身上配戴多种仪器，也必须在特定的医院中由专业人士操作才能进行测量，非常不方便，并且也容易影响患者的睡眠，所以不适合做长期的监测。并且这样的仪器价格昂贵，不太适合在家庭使用。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种采用压电电缆作为检测元件，成本大大降低，易生产，不受弯折影响，结实耐用，不受恶劣的环境影响干扰，性能非常稳定，而压电电缆带有自屏蔽功能，无需外加任何额外屏蔽结构的基于物联网压电电缆应用技术的生命体动监测仪。
[0005]本实用新型是通过以下技术方案来实现的:一种基于物联网压电电缆应用技术的生命体动监测仪，包括单独穿戴使用、也可放置于床上、床垫内、被套内、枕头内、衣服内、内衣内或其它日常用品配套使用的压电电缆监测仪，所述压电电缆监测仪包括压电电缆组件单元、信号连接线、信号处理控制单元和USB单元；
[0006]所述压电电缆组件单元包括压电电缆组件单元尾端盖、加强硅胶套、压电电缆和压电电缆组件单元前端盖，所述压电电缆设置于加强硅胶套内；
[0007]所述压电电缆组件单元尾端盖密封加强硅胶套及压电电缆的一端，所述压电电缆组件单元前端盖密封加强硅胶套及压电电缆的另一端，压电电缆穿过压电电缆组件单元前端盖与信号连接线连接；
[0008]所述信号连接线的另一端连接信号处理控制单元，USB单元连接信号处理控制单
J L ο
[0009]作为优选的技术方案，所述加强硅胶套采用软胶材料制成，加强硅胶套内设置有至少一个以上的O型圈，压电电缆套装于O型圈内封装。
[0010]作为优选的技术方案，所述信号处理控制单元包括一主控芯片，主控芯片上设置有信号放大单元、信号处理单元和信号传输单元，信号传输单元连接用户终端。
[0011]作为优选的技术方案，所述用户终端为用户手机、平板或者电脑。
[0012]作为优选的技术方案，所述信号传输单元为蓝牙模块或者WIFI模块或者GPRS模块等通讯模块。
[0013]作为优选的技术方案，所述压电电缆组件单元内设置压电电缆采集器。
[0014]作为优选的技术方案，所述信号连接线使用单芯带屏蔽的电子线。
[0015]作为优选的技术方案，所述O型圈的两侧设置有一方形退让槽，压电电缆设置于带方形退让槽的O型圈内。
[0016]本实用新型的有益效果是:本实用新型创新性的采用压电电缆作为检测元件将成本降低至适合普通家庭可接受范围内，由于压电技术本身为无源产品，仅需给信号处理模块供电即可，大幅降低了产品整体功耗，且采用压电电缆技术，感知部分为结实耐用的同轴电缆结构，易生产，不受弯折影响，结实耐用，不受恶劣的环境影响干扰，性能非常稳定，而压电电缆带有自屏蔽功能，无需外加任何额外屏蔽结构。
[0017]利用压电电缆组件可实时监测生命体动，包括:心率、呼吸、呼吸暂停，打鼾、痉挛、翻身、离床、咳嗽等特征。
【附图说明】
[0018]为了更清楚地说明本实用新型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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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。
[0019]图1为本实用新型的整体使用示意图；
[0020]图2为单人压电电缆生命体动传感器应用截面图；
[0021 ]图3为双人压电电缆生命体动传感器应用截面图；
[0022]图4为本实用新型的整体结构不意图；
[0023]图5为本实用新型的压电电缆组件单元的爆炸结构图；
[0024]图6为本实用新型的系统方框图；
[0025]图7为传感器部分的电路图；
[0026]图8为无线收发模块的电路图；
[0027]图9为电源供应器的电路图；
[0028]图10为BLE蓝牙收发模块的电路图。
【具体实施方式】
[0029]本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
[0030]本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
[0031]如图1、图4、图5和图6所示，本实用新型的一种基于物联网压电电缆应用技术的生命体动监测仪包括单独穿戴使用、也可放置于床上、床垫内、被套内、枕头内、衣服内、内衣内或其它日常用品配套使用的压电电缆监测仪1，所述压电电缆监测仪I包括压电电缆组件单元5、信号连接线6、信号处理控制单元7和USB单元8;
[0032]所述压电电缆组件单元5包括压电电缆组件单元尾端盖9、加强硅胶套10、压电电缆2和压电电缆组件单元前端盖11，所述压电电缆2设置于加强硅胶套10内；
[0033]所述压电电缆组件单元尾端盖9密封加强硅胶套10及压电电缆2的一端，所述压电电缆组件单元前端盖11密封加强硅胶套10及压电电缆2的另一端，压电电缆穿过压电电缆组件单元前端盖与信号连接线连接；
[0034]所述信号连接线6的另一端连接信号处理控制单元，USB单元8连接信号处理控制单元7。
[0035]其中，加强硅胶套10采用软胶材料制成，加强硅胶套内设置有至少一个以上的O型圈4，压电电缆2套装于O型圈4内封装，所述O型圈4的两侧设置有一方形退让槽3，压电电缆2设置于带方形退让槽的O型圈4内。O型圈封装使得在高灵敏度压电传感器的基础上增加更高的灵敏度。多“O”型圈封装机构通过机械悬臂梁方式，增加了产品灵敏度，缓冲了信号噪音，使得心音变得更清楚，底部噪音更小。另外，软胶采用跟身体皮肤接近的材料，使用更合适的硬度和不同外观的造型和配色，使得产品有更多接近生活色彩。
[0036]其中，信号处理控制单元包括一主控芯片，主控芯片上设置有信号放大单元、信号处理单元和信号传输单元，信号传输单元连接用户终端，用户终端为用户手机、平板或者电脑，信号传输单元为蓝牙模块或者WIFI模块。
[0037]压电电缆组件单元内设置压电电缆采集器;通过压电电缆采集器的压电效应(压电薄膜电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生压电效应，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，这种现象称为正压电效应)；
[0038]当作用力的方向改变时，电荷的极性也随之改变，通过“O”加强硅胶套拾取睡眠时人体的呼吸，心跳，打鼾等微弱幅度动作，并将其转换成电信号通过2#信号连接线转递到3#信号处理控制单元进行放大，分析处理后再将数据通过内置的信号传输模块传递至用户终端终端(如手机，平板，电脑)上的应用程序，再通过应用程序展示睡眠的睡眠时间、体动、心率和呼吸等各项睡眠实时参数，以达到监视、对比、辅助优化睡眠的应用。
[0039]信号连接线6使用单芯带屏蔽的电子线，使得整个产品产生自屏蔽结构，信号输出变得更干净和稳定。
[0040]使用电缆与电子线直接连接，与压电薄膜的连接方式来说，连接变得更简单，更可靠。使得在生产的过程中，生产成本大幅减少，只有压电薄膜生产成本的20%_30%。另外，产品的报废率与同类市场上的产品对比，降低到0.1%。
[0041]压电电缆传感器，分双人和单人两种，用软胶多“O”形圈形式进行封装。这样使得在高灵敏度压电传感器的基础上增加更高的灵敏度。多“O”型圈封装机构通过机械悬臂梁方式，增加了产品灵敏度，缓冲了信号噪音，使得心音变得更清楚，底部噪音更小。
[0042]另外，软胶采用跟身体皮肤接近的材料，使用更合适的硬度和不同外观的造型和配色，使得产品有更多接近生活色彩。
[0043]如图2所示，图2为单人压电电缆生命体动传感器应用截面图，图3为双人压电电缆生命体动传感器应用截面图。多“O”型圈封装机构通过机械悬臂梁方式，增加了产品灵敏度，缓冲了信号噪音，使得心音变得更清楚，底部噪音更小。另外，软胶采用跟身体皮肤接近的材料，使用更合适的硬度和不同外观的造型和配色，使得产品有更多接近生活色彩。
[0044]原理说明:压电电缆生命体动监测仪是通过压电电缆数据采集器，采集用户在睡眠的时候所产生的各种生命体动，通过放大电路和信号过滤后进行解析运算得出人在睡眠状态下的各种体动和身体各个机能的活动状态；
[0045]通过这个监测仪我们可以清楚的测试到人在睡眠和清醒或疲劳状态下的呼吸、心率、心音、打鼾、深浅睡眠。进而我们可以得出呼吸暂停时间，呼吸暂时次数。
[0046]术语解释:压电电缆生命体动监测仪，基于压电电缆传感器原理开发的非接触式心率、打鼾、呼吸暂停等生命体动监测仪，是无干扰、非植入的物联网产品，将压电电缆监测仪放置在床上、床垫、被套、枕头等床品下，能每晚不间断的跟踪分析用户的睡眠信息以及健康状况；
[0047]监护人员可以通过压电电缆生命体动监测仪发送实时采集信号到手机、电脑、监测平台等装置上，实时了解到监护对象的每日睡眠情况、生活起居及异常体动信息，及时进行预警，提前预防生命体征的各类疾病。
[0048]原理解释:
[0049]如图7-图10所示，传感器J35-1所产生的信号通过RlO进行连接，再经过由C27和R34组成的RC滤波电路进行第一层滤波，经过滤波的信号直接进入U7(LT1012)放大IC进行信号的第一级放大，由于我们测试的主体产生的信号
[0050]比较微弱，必须经过2次放大才能达到被处理器识别的强度，因此经过第一级放大的信号，再次经过R25通过由R26和C25组成的RC滤波电路，信号经过2次滤波后，开始进入U8(LT1012)进行2次放大，经过2次放大后的信号强度达到了 UOO可以别的程度，信号通过R30进行连接，再由DO进行保护，信号入UOO的P2.0 口。
[0051]信号进入UOO后，处理器对信号进行软件滤波，信号提取后，进行运算分析得出测试者当前的睡眠状态，然后将这些睡眠状态(心率，呼吸，打鼾等)转换成数字信号，通过I2C传送到蓝牙或者WIFI主控。J14和J15是I2C选择
[0052]信号开关，可以通过它来选择信号传递是蓝牙还是WIFI。
[0053]蓝牙主控(U4)和WIFI主控(U3)接受到UOO的指令后将已经转换成数字信号的测试者的各种状态(呼吸，心率，打鼾等)，按照约定的协议发送给对应的APP或者服务器的后台。
[0054]本实用新型能解决的问题:
[0055](I)心率:监测用户心率，跟踪长期趋势，识别健康状况的影响；
[0056](2)呼吸:监视用户的呼吸，与长期的平均值对比，识别健康状况的影响；
[0057](3)呼吸暂停:这是一种潜在的致死性疾病，其特点是睡眠时上呼吸道阻塞导致进行性缺氧、酸中毒、呼吸困难。采集呼吸暂停的特征，让用户及时预防疾病的发生；
[0058](4)睡眠分析:通过大数据睡眠信息的收集，通过睡眠时间、体动、心率和呼吸的对比来监控夜间睡眠质量；
[0059]( 5 )夜间离床监视:通过监视用户夜间离床的时间点和长短来确定患者的异常离床情况并即时向医护人员报警；
[0060](6)痉挛发作监视:通过监视患者阵发性抽搐来监视患者痉挛发作并即时向医护人员预警；
[0061](7)急重病预警:通过监视患者的心率和呼吸率来判断心力衰竭或呼吸衰竭等急重病情况并即时向医护人员预警。
[0062](8)疲劳驾驶:通过放在汽车坐垫上垫子，腰靠，安全带等装置，监测司机的疲劳状态，来进行司机瞌睡预警。
[0063]利用压电电缆组件可实时监测生命体动，包括:心率、呼吸、打鼾、痉挛、翻身、离床、咳嗽等特征。
[0064]本实用新型的有益效果是:本实用新型创新性的采用压电电缆作为检测元件将成本降低至适合普通家庭可接受范围内，由于压电技术本身为无源产品，仅需给信号处理模块供电即可，大幅降低了产品整体功耗，且采用压电电缆技术，感知部分为结实耐用的同轴电缆结构，易生产，不受折弯影响，结实耐用，不受恶劣的环境影响干扰，性能非常稳定，而压电电缆带有自屏蔽功能，无需外加任何额外屏蔽结构。
[0065]以上所述，仅为本实用新型的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
【主权项】
1.一种基于物联网压电电缆应用技术的生命体动监测仪，其特征在于:包括单独穿戴使用、也可放置于床上、床垫内、被套内、枕头内、衣服内、内衣内或其它日常用品和汽车腰靠配套使用的压电电缆监测仪，所述压电电缆监测仪包括压电电缆组件单元、信号连接线、信号处理控制单元和USB单元； 所述压电电缆组件单元包括压电电缆组件单元尾端盖、加强硅胶套、压电电缆和压电电缆组件单元前端盖，所述压电电缆设置于加强硅胶套内； 所述压电电缆组件单元尾端盖密封加强硅胶套及压电电缆的一端，所述压电电缆组件单元前端盖密封加强硅胶套及压电电缆的另一端，压电电缆穿过压电电缆组件单元前端盖与信号连接线连接； 所述信号连接线的另一端连接信号处理控制单元，USB单元连接信号处理控制单元。2.根据权利要求1所述的基于物联网压电电缆应用技术的生命体动监测仪，其特征在于:所述加强硅胶套采用软胶材料制成，加强硅胶套内设置有至少一个以上的O型圈，压电电缆套装于O型圈内封装。3.根据权利要求1所述的基于物联网压电电缆应用技术的生命体动监测仪，其特征在于:所述信号处理控制单元包括一主控芯片，主控芯片上设置有信号放大单元、信号处理单元和信号传输单元，信号传输单元连接用户终端。4.根据权利要求3所述的基于物联网压电电缆应用技术的生命体动监测仪，其特征在于:所述用户终端为用户手机、平板或者电脑。5.根据权利要求3所述的基于物联网压电电缆应用技术的生命体动监测仪，其特征在于:所述信号传输单元为蓝牙模块或者WIFI模块或者GPRS模块。6.根据权利要求1所述的基于物联网压电电缆应用技术的生命体动监测仪，其特征在于:所述压电电缆组件单元内设置压电电缆采集器。7.根据权利要求1所述的基于物联网压电电缆应用技术的生命体动监测仪，其特征在于:所述信号连接线使用单芯带屏蔽的电子线。8.根据权利要求2所述的基于物联网压电电缆应用技术的生命体动监测仪，其特征在于:所述O型圈的两侧设置有一方形退让槽，压电电缆设置于带方形退让槽的O型圈内。
【文档编号】A61B5/0205GK205729335SQ201620035668
【公开日】2016年11月30日
【申请日】2016年1月15日
【发明人】段立新
【申请人】深圳市云传智联技术有限公司
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