一种非接触智能呼吸侦测装置和侦测方法与流程

本发明涉及电子电器领域，尤其涉及一种非接触智能呼吸侦测装置和侦测方法。

背景技术

随着中国老龄化时代的到来，中国的老龄化人口已接近两亿，其中失能失智人群约占4000万且有快速增长趋势,所以老人尤其是失能老人的看护问题已成为一个严重社会问题。另一方面随着近年来大气环境的持续恶化，雾霾天气增多对呼吸系统造成危害已成为多数人的共识。呼吸系统与外界环境接触最频繁，且接触面积较大，数百种大气颗粒物能直接进入并黏附在人体上下呼吸道和肺叶中，并且大部分会被人体吸入。其次，雾霾天气导致近地层紫外线减弱，容易使得空气中病菌的活性增强，细颗粒物会“带着”细菌、病毒，来到呼吸系统的深处，造成感染，从而会进一步损害呼吸系统。对人体呼吸功能进行跟踪检测除了有助于诊断某些呼吸系统疾病及评估呼吸功能造成的损害程度，更重要的是能指导病人的呼吸管理、急救复苏、重症病人的诊断治疗等。机体在多种因素下发生呼吸生理功能紊乱的同时，常伴有循环、神经、内分泌代谢、肝肾等其他系统功能的变化，且他们之间又互为因果，因此对呼吸功能进行实时检测对预防和控制早期的呼吸疾病具有重要的现实意义。

基于此，推出基于物联网技术的智能呼吸侦测装置及其应用系统具有重要的意义，可以让老人享受子女的关心和照顾的同时也享受着健康的身体和温馨的生活；让子女在发展事业的同时也可以兼顾照顾父母，缓解年轻人的生活压力。同时有利于家庭和睦，发扬中国民族孝道的传统美德，减少老人疾病的突发率，并进一步促进社会的和谐和稳定。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种非接触智能呼吸侦测装置和方法，可以对被照护人员的呼吸状况实时侦测并在出现异常时实现快速本地或远程警示，以便通知护理人员或家属采取必要的措施，同时呼吸率的数据会存储在服务器内，服务器内的智能引擎能对呼吸数据进行指定时间段的趋势变化探测，并输出到多种应用终端设备便于发现早期潜在的呼吸系统疾病。

技术实现要素：

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是：对被照护人员的呼吸状况实时侦测并在出现异常时实现快速本地或远程警示，以便通知护理人员或家属采取必要的措施，同时呼吸率的数据会存储在服务器内，服务器内的智能引擎能对呼吸数据进行指定时间段的趋势变化探测，并输出到多种应用终端设备便于发现早期潜在的呼吸系统疾病。

为实现上述目的，本发明提供了一种非接触智能呼吸侦测装置，包括传感单元、处理控制单元和输出单元，其中所述传感单元感应位移量变化，将位移量变化转化成相应的电子数据输出到所述处理控制单元，所述处理控制单元发出信号到所述输出单元。

进一步地，所述传感单元为微波传感器。

进一步地，所述处理控制单元为微控制器。

进一步地，所述输出单元包括本地声光输出单元和/或者无线远程输出单元。

进一步地，所述无线远程输出单元包括短途无线通信模块、远程数据中继设备、服务器和远程显示系统，所述无线通信模块将信号发送到所述远程数据中继设备，所述远程数据中继设备再将信号传送到所述服务器，所述服务器将信息传送到远程显示系统。

进一步地，所述短途无线通信模块为433m或2.4g的射频收发模块。

进一步地，所述远程数据中继设备为基站，所述基站包括短途无线收发模块和gprs模块或者3g模块或者4g模块或者wifi模块或者lan模块。

进一步地，所述远程显示系统为显示屏或者手持终端。

进一步地，还包括电源管理单元，所述电源管理单元包含电池、充电模块。

进一步地，本发明还提供了一种非接触智能呼吸侦测方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1、传感单元持续侦测呼吸活动引起的位移变化并输出相应的信号到处理控制单元；

步骤2、处理控制单元对信号进行分离、识别并计算出相应的呼吸率并通过远程数据中继设备发送至服务器；

步骤3、当呼吸率数据出现异常时，处理控制单元触发本地声光警示，同时将报警信息发送至服务器；

步骤4、服务器持续接收并存储呼吸率数据，用户通过多种应用终端查看呼吸率的数据动态变化，出现异常时内置数据引擎向应用终端强制发送报警信息；

步骤5、处理控制单元在执行完毕本地报警和数据发送后，回到常规的低功耗侦测状态，以充分节省电能。

在本发明的较佳实施方式中，具有可侦测微小位移的微波传感器，智能处理控制单元对传感器输出的信号进行分解检测，本地报警及通过服务器智能引擎实现在多种应用终端的信息报警，具有操作简便，成本低廉，不影响人体正常的呼吸节律，不影响人体的睡眠，灵敏度高，舒适性好。

在本发明的另一较佳实施方式中，使用能够侦测微小运动位移量的微波传感器对人体呼吸状态进行持续探测，人体在呼吸过程中胸廓扩张和收缩产生的微小位移会被微波传感器转换成相应的电信号，输入到与之连接的智能运算控制单元，处理控制单元通过内置的软件算法对电信号进行分离、识别并最终计算出呼吸频率数值并根据预先设置，判断是否有异常并进行本地声光警示。同时会将数据通过无线通讯模块传送到附近的基站，然后基站通过内置的4g或以太网将数据传送到远程的web服务器，服务器内运行管理引擎，可以将信息传送到护理中心或照护人员的手持终端从而实现信息的多元化实时推送，管理引擎会对指定时间段内的数据进行趋势分析，从而对呼吸率的异常变化祛湿实现提早预警并提示用户采取相应的改进措施，从而提升自身的生活质量。

实际使用时，本发明被固定在被照护人员的床头附近位置，基站放置在房间内不影响短程无线信号接收的位置都可。

本发明的独特特点有：

采用能感知微小位移量的微波传感器，灵敏度高，稳定可靠，使用方便。

无需外接电源，超低功耗设计。本发明内置电源可以连续工作1个月，具有低电量报警功能，具有充电功能。

支持多种应用终端信息警示，信息获取方便及时不遗漏。系统内置无线模块并在区域内布置基站，完成现场数据向指定服务器及时的数据传送。

采用本发明能实时持续侦测被照护人员的呼吸状态，及时获取呼吸异常提醒，同时能对一定时间段内的呼吸状态进行趋势判别，不仅能有效侦测早期潜在的呼吸功能降低，提醒采取有效的补救预防措施防止危害的扩大，同时能对呼吸异常的人员进行实时本地报警，并且可以通过多种应用终端向亲朋好友发送警示信息，从而有效防止意外的发生。此发明采用无干扰侦测模式最大满足了使用的舒适性和方便性，灵敏度高，准确性好，不仅提升了使用对象的生活质量，同时也减少了护理人员的劳动强度，真正让中国提倡的孝道落到实处，解决了诸多因呼吸问题造成的社会及家庭问题。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明的一个较佳实施例的一种非接触智能呼吸侦测装置的原理示意图；

图2是本发明的一个较佳实施例的一种非接触智能呼吸侦测装置应用示例示意图；

图3是本发明的一个较佳实施例的一种非接触智能呼吸侦测装置组成系统示意图。

其中，1-本地非接触智能呼吸侦测装置；2-基站；3-服务器；4-手持终端；5-显示屏。

具体实施方式

以下参考说明书附图介绍本发明的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。

在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。

如图1所示，本发明由三大功能组成：传感单元、处理控制单元、输出单元(包含本地声光输出，及通过无线模块远程输出)。

传感单元：感应呼吸活动引起的位移量变化，将位移量转化成相应的电子数据输出。

电源管理：包含电池、充电模块、稳压模块等。

处理控制单元：为一微控制器，对传感器的输出数据进行分离、识别判断，出现异常时触发相应的声光警示，通过本地声光输出单元发出警示，并将检测数据以及警示信息通过无线模块传送到远程的服务器。

短途无线通信模块：为433m或2.4g的射频收发模块，将信息传送到附近的基站或具有远程数据中继能力及网络连接能力的设备。

基站：包含短途无线收发模块和3g模块或4g模块或wifi/lan模块，可以与远端服务器通讯。

服务器：web服务器，内置智能数据引擎，可以处理并存储基站传送的数据。

远程显示系统：为服务机构的中央显示报警单元，或者个人使用的手持终端，包括手持电脑或手机等等，具有声或光输出或者信息输出。

工作原理如下：

传感单元采用可感知微小位移量的微波传感器持续侦测呼吸活动引起的位移变化并输出相应的信号到处理控制单元，处理控制单元内置运算引擎对信号进行分离、识别并计算出相应的呼吸率并通过基站发送至远程的服务器；当呼吸率数据出现异常时，处理控制单元可触发本地声光警示，同时将报警信息发送至远程的服务器。处理控制单元在执行完毕本地报警和数据发送后，回到常规的低功耗侦测状态，以充分节省电能。

短途无线数据传输单元负责将呼吸率和报警数据传送到基站，基站内的4g或wifi/lan模块可以将数据传送到远程的服务器。

服务器内具有数据引擎，负责分析处理、存储收到的数据，同时将信息按需求传送到相应的应用终端，如呼叫中心显示屏，手持电脑、手机等设备。

如图2所示，本地非接触智能呼吸侦测装置1固定在被照护人员的床头附近位置，基站2放置在房间内不影响短程无线信号接收的位置都可。

如图3所示，多个非接触智能呼吸侦测装置组成系统，在一个房间内有多个本地非接触智能呼吸侦测装置1，均通过布置在房间内的基站2发送至远程的服务器3，当呼吸率数据出现异常时，处理控制单元可触发本地声光警示，同时将报警信息发送至远程的服务器3。服务器3持续接收并存储本发明发送的呼吸率数据，用户可以通过多种应用终端比如手持终端4或者显示屏5查看呼吸率的数据动态变化，出现异常时内置数据引擎向应用终端强制发送报警信息从而提醒看护人员或亲朋及时处理。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围。