穿戴式远程呼吸监控系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种穿戴式远程呼吸监控系统，包括供使用者穿戴的穿戴部件，所述穿戴部件中设置有应变式或压电式传感器、信号处理模块、无线传输模块及单片机；所述应变式或压电式传感器与信号处理模块连接；所述信号处理模块经SPI接口与单片机连接；所述单片机通过UART接口与无线传输模块连接；所述无线传输模块与智能终端或计算机连接。本实用新型通过利用应变式或压电式传感器将使用者的呼吸所引起的胸部或腹部的伸缩应力转化为电量的变化，实现对使用者呼吸情况的监控，该监控不受外界因素的干扰，监控数据准确，效果明显。
【专利说明】穿戴式远程呼吸监控系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种穿戴式远程呼吸监控系统。
【背景技术】
[0002]当前呼吸系统监控常采用如下几种技术:(1)测量呼出气压:该技术通过测量呼出气压的变化来对被监控人的呼吸进行监控。该方法需要通过一根呼气导管与口鼻相连，对气流进行导引，同时需要连接气密装置，以防止外界气流对呼吸数据的影响。由于测量装置的复杂性导致该方法很难用于日常的呼吸监控。(2)测量温度变化:该技术通过测量呼吸过程中鼻子附近温度的变化来对被监控人的呼吸进行监控。该方法的测量数据容易受到周围环境温度的影响而产生测量误差。(3)其他方法:包括呼吸声音监控，肺音监控，超宽带雷达监控等。
[0003]现有的呼吸系统监控方法比较容易受到外界环境因素的干扰，造成监测到的呼吸数据不准确，或者所采用的监控技术监测成本高昂，不利于对被监测者进行实时监测。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种穿戴式远程呼吸监控系统，通过利用应变式或压电式传感器将使用者的呼吸所引起的胸部或腹部的伸缩应力转化为电量的变化，实现对使用者呼吸情况的监控，该监控不受外界因素的干扰，监控数据准确，效果明显。
[0005]本实用新型所提供的穿戴式远程呼吸监控系统，包括供使用者穿戴的穿戴部件，其特征在于:所述穿戴部件中设置有应变式或压电式传感器、信号处理模块、无线传输模块及单片机；所述应变式或压电式传感器与信号处理模块连接；所述信号处理模块经SPI接口与单片机连接；所述单片机通过UART接口与无线传输模块连接；所述无线传输模块与智能终端或计算机连接，所述无线传输模块传送的数据在智能终端上存储或在计算机上低通滤波。
[0006]优选地，所述计算机还与一后台服务器连接。该后台服务器即通常所说的云端服务器，计算机将监测到的呼吸情况数据传送给云端服务器，使得授权用户通过终端可以对云端数据进行基于浏览器(B/S)的实时访问，通过网络浏览器和网络地址就可以访问被监控人的呼吸数据。
[0007]优选地，所述信号处理模块包括依次连接的信号放大器、低通滤波器和A/D转换模块。先由信号放大器将应变式或压电式传感器传送的信号放大，再由低通滤波器将放大后的信号中的噪音去除，再通过A/D转换模块进行模数转换，将模拟信号转换成数字信号供后续部件处理或使用。
[0008]优选地，所述应变式或压电式传感器为EMFIT传感器。通常使用EMFIT R系列传感器作为制作穿戴部件的感测材料，该传感材料具有全隔离，弹性好，厚度薄，重量轻，灵敏度高等特点，直接将呼吸引起的胸部和腹部的伸缩应力传化为电量的变化，同时该传感器穿戴过程中不会产生不舒适的感觉，也不会使被监控人由于感觉到监控设备的存在而导致呼吸过程不自然。
[0009]优选地，所述无线传输模块为蓝牙模块或3G网络模块。
[0010]优选地，所述穿戴部件为胸带或腹带。
[0011]本实用新型所提供的穿戴式远程呼吸监控系统，通过应变式或压电式传感器实时采集用户的呼吸数据，将用户胸部或腹部呼吸引起的伸缩应力转化为电量变化，再将获取到的电量变化数据进行处理转换成数字信号，经过单片机预处理后由无线传输模块输送给智能终端或计算机；智能终端或计算机可对呼吸数据做进一步处理，由计算机将进一步处理后的数据发送给后台服务器，供授权用户访问。应变式或压电式传感器采用EMFIT传感器，该传感器作为制作穿戴部件的感测材料，弹性好，厚度薄，重量轻，灵敏度高，用户穿戴过程中不会产生不舒适的感觉。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型逻辑框图；
[0013]图2为本实用新型采用蓝牙传输示意图；
[0014]图3为本实用新型连接后台服务器示意图。
【具体实施方式】
[0015]如图1、2所示，本实用新型所提供的穿戴式远程呼吸监控系统，包括供使用者穿戴的穿戴部件，该穿戴部件可以制作成胸带或腹带，在穿戴部件中设置有应变式或压电式传感器、信号处理模块、无线传输模块及单片机；应变式或压电式传感器与信号处理模块连接；应变式或压电式传感器可使用EMFIT传感器，通常采用EMFIT R系列传感器作为制作胸带或腹带的感测材料，该传感材料具有全隔离，弹性好，厚度薄，重量轻，灵敏度高等特点，直接将呼吸引起的胸部和腹部的伸缩应力传化为电量的变化，同时该传感器穿戴过程中不会产生不舒适的感觉，也不会使被监控人由于感觉到监控设备的存在而导致呼吸过程不自然。EMFIT传感器将呼吸过程中胸部和腹部的机械应力的变化转化为电量的变化，该电量的变化与被监控人呼吸的速率、呼吸的模式及是否有咳嗽事件产生相关联。信号处理模块包括依次连接的信号放大器、低通滤波器和A/D转换模块，先由信号放大器将应变式或压电式传感器传送的信号放大，再由低通滤波器将放大后的信号中的噪音去除，再通过A/D转换模块进行模数转换；信号处理模块经SPI接口与单片机连接，根据目前的设计技术，可以设计实现低功耗的单片机，从而使监控系统长时间在线使用成为现实；单片机通过UART接口与无线传输模块连接；无线传输模块与智能终端或计算机连接；蓝牙模块是很多电子设备的标配件，而3G网络也已广泛铺设，因此，无线传输模块可采用蓝牙模块或3G网络模块，通过蓝牙或3G网络将呼吸数据传输给智能终端或计算机。
[0016]智能终端上安装有嵌入式软件，可以实现传感器数据的在线显示，简单的分析处理及存储，如执行包括传感器搜索及识别，传感器数据读取、测量通道选择、传输速率选择、数据采集模式(连续或一次性)、数据显示、呼吸速率计算、报警阈值设定及超阈值自动报警等。该软件的用户交互界面可以根据用户输入的指令来选择执行不同的操作。计算机上也安装有客户端软件，可以实现传感器搜索及识别，传感器数据的高级分析处理及数据的云端发布，即将分析处理后的数据发送至后台服务器。所谓的高级分析处理包括进一步低通滤波、自适应式阈值自动设定、呼吸模式自动判定、咳嗽事件自动捕捉等。应变式或压电式传感器具有多数据输出通道，可通过智能终端或计算机对多个数据输出通道进行选择，选择其中一个或几个通道将呼吸数据输送至信号处理模块，如图2所示，可从通道1、通道2或通道3中选择一个或多个通道传输传感器获取到的呼吸数据。
[0017]如图3所示，本实用新型所述计算机还与一后台服务器连接，后台服务器实现云端功能，经过计算机处理后的数据通过Wif1、蜂窝网络等发送至后台服务器，使得授权用户通过终端可以对云端数据进行基于浏览器(B/S)的实时访问，实时了解被监控人的呼吸数据。
【权利要求】
1.一种穿戴式远程呼吸监控系统，包括供使用者穿戴的穿戴部件，其特征在于:所述穿戴部件中设置有应变式或压电式传感器、信号处理模块、无线传输模块及单片机；所述应变式或压电式传感器与信号处理模块连接；所述信号处理模块经SPI接口与单片机连接；所述单片机通过UART接口与无线传输模块连接；所述无线传输模块与智能终端或计算机连接，所述无线传输模块传送的数据在智能终端上存储或在计算机上低通滤波。
2.根据权利要求1所述的穿戴式远程呼吸监控系统，其特征在于:所述信号处理模块包括依次连接的信号放大器、低通滤波器和A/D转换模块。
3.根据权利要求1所述的穿戴式远程呼吸监控系统，其特征在于:所述应变式或压电式传感器为EMFIT传感器。
4.根据权利要求1所述的穿戴式远程呼吸监控系统，其特征在于:所述无线传输模块为蓝牙模块或3G网络模块。
5.根据权利要求1所述的穿戴式远程呼吸监控系统，其特征在于:所述穿戴部件为胸带或腹带。
【文档编号】A61B5/08GK204169847SQ201420016931
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年1月13日 优先权日:2014年1月13日
【发明者】刘海陵 申请人:金陵科技学院