单兵生命体征实时监测系统

1.本发明涉及医疗领域，尤其涉及单兵生命体征实时监测系统。


背景技术：

2.随着时代的发展进步，战争的模式也在发展变化，在现代战争的概念中，高科技已经成为了绝对的主旋律。高科技战争已然成为了现代战争的代名词，这种高科技战争不仅表现为先进的武器系统，发达的信息技术，对参战人员的素质要求高，更表现为高科技条件下作战模式的数字化和信息化以及对战场信息感知度（包括电磁环境感知、战场态势感知、武器装备感知等）。传统的单兵作战单元的作战模式在新的战争模式下已经发生了质的变化，单兵作战系统对部队战斗力起着重要甚至决定性的作用。如何减少作战人员在战斗中的伤亡是包括我军在内的各国军队在军事现代化过程中必须面对重要课题。
3.现代战争中，战场情况复杂多变，收集和监测士兵的生理数据有助于了解战局的发展，控制战场的局势和减少伤亡。在连队高强度实训中,因个人身体素质差异或超负荷训练导致战士突发心律失常、心脏骤停及体温升高的情况时有发生,严重威胁了部队人员的生命健康。
4.美军未来部队勇士（ffw）已装备单兵生命体征监测系统，可以采集和分析士兵的各种生命体征，对士兵的状态有很好的监控作用。而中国在这方面面临空白，身体指标参数的实时监测技术并未应用于部队，基于此问题，本发明设计了针对中国未来战场环境的单兵生命体征实时监测系统。
5.目前,其他针对个体身体指标参数的实时监测发明存在数据传输不及时、定位不精确、采集到的信息碎片化，孤岛化，无法进行数据累计和大数据分析。从而无法适应新时期训练等问题，本发明可实现数据的实时传输、精确到厘米级的定位以及针对实时状况进行预警分析，具备集监测、定位、通讯，分析于一体的训练系统。


技术实现要素：

6.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的单兵生命体征实时监测系统。
7.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：单兵生命体征实时监测系统，包括心率监测模块、体温监测模块、定位模块、stm32控制单元、无线通讯模块和监控平台，所述心率监测模块、体温监测模块和定位模块均与stm32控制单元连接，所述stm32控制单元和无线通讯模块连接，所述无线通讯模块和监控平台连接，所述心率监测模块内包括动态心率监测单元、心电采集单元、滤除单元、转换器、陷波滤波器、低通滤波器和处理器，所述动态心率监测单元、心电采集单元、滤除单元、转换器、陷波滤波器、低通滤波器和处理器依次连接，所述体温监测模块内包括红外线温度感应传感器，所述定位模块内包括dwm1000 单元和tdoa定位单元。
8.优选的，所述动态心率监测单元使用两个是银．氯化银(ag．agcl)电极片，将电极
片贴于左右胸，电极把心电信号传输至心电采集单元。
9.优选的，所述心电采集单元安装有bmd101芯片和其外围电路。
10.优选的，所述bmdl01芯片首先对心电信号进行高通滤波，滤除信号中的基线漂移，接着进行低噪声的放大，应用12位的ad转换器将心电模拟信号转换为数字信号，然后经过50 hz陷波滤波器，陷波增益通常为63 db，再经过低通滤波器，截止频率为100 hz，增益为40 db，最后通过串口将信号传输给处理器。
11.优选的，所述红外线温度感应传感器的型号为mlx90614 ，所述红外线温度感应传感器内包括有低噪音放大器。
12.优选的，所述dwm1000单元中使用了超宽带技。
13.优选的，所述tdoa 定位单元内包括四个 uwb 子单元，其中所述三个uwb子单元为基站，另一个uwb子单元为标签。
14.优选的，所述无线通讯模块采用uwb无线通讯模式。
15.本发明的有益效果为：本发明可以实现士兵生命体征的各项数据（包括心率、步数、消耗的卡路里以及精确的体温数据）的实时采集，位置信息精确到厘米级，并且结合监测系统能够实现最短时间的救援；同时监控平台可以根据存储的智能心率带的工作数据，对士兵进行长期的身体状况分析与管理。
附图说明
16.图1为本发明的提出的单兵生命体征实时监测系统的结构示意图。
17.图2为本发明的提出的单兵生命体征实时监测系统的心率监测模块的结构示意图。
18.图3为本发明的提出的单兵生命体征实时监测系统的体温监测模块的结构示意图。
19.图4为本发明的提出的单兵生命体征实时监测系统的定位模块的结构示意图。
20.图5为本发明的提出的单兵生命体征实时监测系统的采集定位信息示意图。
具体实施方式
21.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
22.参照图1
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5，单兵生命体征实时监测系统，包括心率监测模块、体温监测模块、定位模块、stm32控制单元、无线通讯模块和监控平台，所述心率监测模块、体温监测模块和定位模块均与stm32控制单元连接，所述stm32控制单元和无线通讯模块连接，所述无线通讯模块和监控平台连接，所述心率监测模块内包括动态心率监测单元、心电采集单元、滤除单元、转换器、陷波滤波器、低通滤波器和处理器，所述动态心率监测单元、心电采集单元、滤除单元、转换器、陷波滤波器、低通滤波器和处理器依次连接，所述体温监测模块内包括红外线温度感应传感器，所述定位模块内包括dwm1000 单元和tdoa定位单元；动态心率监测单元使用两个是银．氯化银(ag．agcl)电极片，将电极片贴于左右胸，电极把心电信号传输至心电采集单元，心电采集单元安装有bmd101芯片和其外围电路；
bmdl01芯片首先对心电信号进行高通滤波，滤除信号中的基线漂移，接着进行低噪声的放大，应用12位的ad转换器将心电模拟信号转换为数字信号，然后经过50 hz陷波滤波器，陷波增益通常为63 db，再经过低通滤波器，截止频率为100 hz，增益为40 db，最后通过串口将信号传输给处理器；红外线温度感应传感器的型号为mlx90614 ，所述红外线温度感应传感器内包括有低噪音放大器；dwm1000单元中使用了超宽带技术，tdoa 定位单元内包括四个 uwb 子单元，其中所述三个uwb子单元为基站，另一个uwb子单元为标签，所述tdoa 定位单元通过测量信号到达监测站的时间，可以确定信号源的距离。利用信号源到各个监测站的距离(以监测站为中心，距离为半径作圆)，就能确定信号的位置。定位系统至少由四个 uwb 子单元组成，即 3 基站+1 标签，无线通讯模块采用uwb无线通讯模式。
23.工作原理：首先，士兵在作战或者训练前佩戴上专属于自己的智能心率带，使用账户密码或者指纹确认身份，身份确认无误后设备即可通过无线通讯模块与监控平台通讯，开始正常使用；在训练前，智能心率带会先全面检查士兵的心率、定位和体温数据，如果出现异常，会发出警示告知士兵并且与监测平台通讯告知异常情况，平台会做出决策；在作战或者训练时，动态心率监测单元和体温监测模块可以实时采集士兵的心率、步数、消耗的卡路里以及精确的体温数据，通过成熟的算法能够自动判断人体基本活动状态。智能心率带通过无线通讯模块将数据传给监管平台，当心率、体温等数据出现异常时，平台会向智能心率带发出命令，让士兵停止训练或作战，并根据其定位信息展开救援；在士兵的移动过程中，定位模块可以实时对士兵移动路线进行跟踪并确定其所处位置，可用于监测平台对士兵个人位置以及整体战局的掌握，平台可根据定位信息对身体出现异常的士兵在最短时间内展开快速护理与救援；最后，在作战或者训练之后，监测平台可根据本次采集的所有数据智能生成一份士兵体征数据报告，并且智能心率带工作的每次记录都可以被保存，用于对士兵身体健康状况的长期监测与分析。
24.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。