一种多功能手环式人体智能监控器系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种多功能手环式人体智能监控器系统，具体包括屯、率传感器、人体 姿态传感器、按键模块、微型振动马达、GI^S模块、GSM模块、电源模块、系统处理器、存储模 块W及数据服务器和智能终端。
【背景技术】
[0002] 可穿戴健康设备可在日常生活中监测人体的健康状态，并反馈人体健康状态给用 户，使用户通过智能终端能够随时了解和掌控自己的身体健康状况。可穿戴健康设备具有 实时性高、智能化程度高和便捷等特点。但是，目前市场很多电子医疗器械通常只能独立工 作，被动地反馈用户健康状况信息，无法实现用户对自身健康状况或者被监测者的远程监 控。
[0003] 屯、脏病是生活中常见的一种疾病，严重危害着人们的生命健康和生活质量。尤 其是独居的或者家人经常不在老人身旁的，并患有屯、脏病史的老年人，一旦家人不在身 旁，并且病情突然发生，老年人往往因得不到及时治疗为未能得救。中国专利申请号为 201310228221. X，公开了一种健康腕带装置系统，其包括了屯、率计模块、中央处理模块、GPS 模块、存储模块、通信模块和数据终端。该系统基本上很好的解决用户可W通过数据终端设 备远程监控被监护者日常的屯、脏情况好坏的问题。但是，该装置不具备自动报警的功能。如 若被监控者发生突发屯、脏病，用户就不能第一时间了解被监控者突发的情况，且被监控者 因此往往得不到及时的治疗而死亡。
[0004] 中国社会已进入老年化时代。在我国65岁W上的老年居民中，有相当一部分人 曾经跌倒过，跌倒发生率随着年龄的增加而升高。且因跌倒而得不到及时抢救致死的老年 人发生率逐年上升。因此对老年人，包括其他年龄段的人体姿态监测是很有必要的。中国 专利申请号201120495720. 1公开了一种人体姿态监测系统，其包括人体姿态传感器、中央 处理器、通信模块和智能终端。该系统很好的解决监测人体姿态防跌倒的问题。但是该装 置存在着两个问题：
[0005] 1.主控巧片对人体姿态传感器采集的信息分析人体是否处于跌倒和正常行走状 态所采用的机制是两级机制，存在误判跌倒或者正常行走的可能性。
[0006] 2.系统跌倒报警功能不够完善。
【发明内容】
[0007] 为了解决上述技术问题，本发明目的旨在提供一种能够针对屯、脏突发和人体跌倒 情况实现自动报警，W及能够精确预判跌倒状态并可传输至用户智能终端的多功能手环式 人体智能监控器系统。
[000引为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案如下：
[0009] 一种多功能手环式人体智能监控器系统，其包括利用红外光反射原理采集人体屯、 率值P的屯、率传感器；人体姿态传感器、按键模块、微型振动马达；实现全球定位的GI^S模 块；集有SIM卡的GSM模块和GPRS模块；为装置提供电力的电源模块；提供算法支持并可 对传来的数据自动生成报告的系统处理器；与所述系统处理器相互连接的存储模块；W及 数据服务器和智能终端；
[0010] 尤其是：所述系统处理器可通过按键模块设置屯、率危险值a和报警值0 ;所述系 统处理器采用S级监测机制，用W判断人体跌倒、正常行走和睡眠S级运动状态；所述GSM 模块中的SIM卡预设报警电话号码110、当地医院救助电话号码W及亲属电话号码。
[0011] 进一步，所述系统处理器将生成的报告，通过GSM模块发送至智能终端或者数据 服务器。
[001引进一步，所述智能终端包括智能手机、平板电脑和PC电脑。
[0013] 进一步，还包括无线充电模块。
[0014] 优选地，所述无线充电模块采用Qi标准。
[0015] 优选地，所述无线充电模块设置MINI USB接口。
[0016] 优选地，所述人体姿态传感器包括=轴电子罗盘、加速度计和巧螺仪。
[0017] 进一步，所述人体姿态传感器监测人体所承受的加速度、人体脊柱与重力加速度 方向之间的倾斜角W及人体处于动态、静态环境下的横滚角、俯仰角和航向角，并将监测的 数据W电信号形式传输至系统处理器。
[0018] 优选地，所述电源模块是电池容量为580mA的柔性电池。
[0019] 本发明的有益效果：
[0020] 1.系统处理器对人体姿态传感器所采集的数据采用=级监测机制进行分析，能够 精确地预判被监控者的运动状态，比如跌倒、正常行走、运动W及睡眠。
[0021] 2.通过在GSM模块中的SIM卡预设报警电话号码110、当地医院救助电话号码W 及亲属电话号码，如遇人体屯、率值P超过限值或者人体发生跌倒事故，报警和通知信息能 够第一时间告知社区人员、医生或者家人。
[0022] 3.无线充电模块采用Qi标准，能够兼容市面很多无线充电板，并辅助设置MINI USB接口，W满足将该装置和其他设备连接。
[0023] 4.系统处理器能够通过GSM模块将生成的报告传输至数据服务器或者智能终 端，使用户可W远程掌控被监控者的屯、率和运动状态。
【附图说明】
[0024] 图1是本发明的系统连接框图；
[0025] 图2是本发明的系统工作流程图；
[0026] 图3是本发明的具体实施例中坐标系构建示意图。
【具体实施方式】
[0027] W下具体实施例中的g均为重力加速度。
[002引如图1和图2所示，屯、率传感器利用红外光反射原理采集人体屯、电信号，并将人体 屯、电信号转换成电信号，发送至系统处理器。本发明的屯、率传感器紧贴着手腕，但不仅仅限 于此，还可设置在手臂、手屯、和胸部。
[0029] 人体姿态传感器包括加速度计、巧螺仪和=轴电子罗盘。加速度计可检测人体所 承受的加速度。MEMS巧螺仪可检测人体脊柱与重力加速度方向之间的倾斜角。S轴电子罗 盘可检测人体处于动态、静态环境下的横滚角、俯仰角和航向角，W此得知用户是否处于睡 眠状态、是否在睡觉中翻来覆去，并经过系统处理器对数据的处理，从而分析出用户的睡着 时间、清醒时间、深睡时间和浅睡时间。系统处理器采用S级监测机制，根据人体姿态传感 器传来的数据，判断人体跌倒、正常行走和睡眠=级运动状态。
[0030] 无线充电模块采用Qi标准，该是该装置可W兼容市面上多种无线充电板。并无线 充电模块辅助设置MINI USB接口，满足该装置和一些设智能备相互连接通信。
[0031] 电源模块是可W任意弯折的柔性电池。电池的容量为580mA，在待机状态下，多功 能手环式人体智能监控器可使用4至5天。
[0032] 多功能手环式人体智能监控器系统的工作流程：
[0033] S1 ;系统启动，系统处理器从存储器模块中加载配置文件和运行文件，初始化传感 器和各个模块，并通过按键模块设置屯、率危险值a和报警值0 ;
[0034] S2 ;人体姿态传感器和屯、率传感器接受指令，并开始采集数据。其中，人体姿态传 感器采集的加速度值记为a,倾斜角值记为5,人体屯、率值记为P ;
[0035] S3;人体姿态传感器或屯、率传感器采集完人体生理数据，并持续发送访问系统处 理器的信号，咨询系统处理器是否处于"忙碌"或者"休闲"状态。若系统处理器处于"忙碌" 状态，则重复S3 ;若系统处理器处于"休闲"状态，则接下S4 ;
[0036] S4 ;人体姿态传感器或屯、率传感器向系统处理器发送采集的人体生理数据；
[0037] S5 ;系统处理器分别分析人体姿态传感器或屯、率传感器传来的数据。针对屯、率传 感器传来的人体屯、率值P，系统处理器处理如下：
[003引 S51、如果人体屯、率值P < a，则系统处理器自动生成屯、率报告。紧接S61步骤。
[0039] S52、如果人体屯、率值a < P < P，则系统处理器不仅自动生成屯、率报告，而且触 发微型振动马达，使微型振动马达产生震动，提醒用户。紧接S61步骤。
[0040] S53、如果人体屯、率值P > 0，则系统处理器不仅自动生成屯、率报告和触发微型 振动马达，而且系统处