智能化双生理参数监护平台的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及血氧饱和度检测领域，尤其涉及一种智能化双生理参数监护平台。
【背景技术】
[0002]从外形上看，不同的人种在肤色、眼色、发色、发型、头型、身高等特征上有所区别，但这些特征差异是由于人类在一定地域内长期适应当地自然环境，又经过长期隔离所形成的。从内部结构上看，不同的人种在各项生理参数分布范围上也各不相同，如果对不同人种采用相同的生理参数阈值进行监控，监控的结果可能大相径庭。
[0003]现有技术中缺乏基于人种识别的生理参数检测机制，同时，现有技术中的每一种生理参数仪一般只检测单一的生理参数，无法进行综合检测，以及现有的生理参数仪结构冗余度高，检测精度偏低，需要对其结构进行一定的优化。
[0004]为此，本发明搭建了一种智能化双生理参数监护平台，将经过结构优化的高精度的血氧监控设备和脑电波监控设备集成在一个检测仪器中，同时采用有针对性的人种识别设备对被测人员进行识别，在此基础上，完成对被测人员的生理参数的科学性检测和预警。
【发明内容】
[0005]为了解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种智能化双生理参数监护平台，将血氧检测设备和脑电波检测设备集中在一个检测仪器内同时工作，优化现有的检测设备的结构，更关键的是，对于世界上现存的四种人种，采用高精度图像识别的技术进行人种识别，并根据人种识别的结果自适应地设置各个生理参数预警阈值，从而保障检测结果的合理性和科学性。
[0006]根据本发明的一方面，提供了一种智能化双生理参数监护平台，所述监护平台包括脑电波参数提取设备、血氧饱和度提取设备、SD存储芯片和AVR32芯片，所述SD存储芯片预先存储了不同人种的各个生理参数阈值，所述脑电波参数提取设备对被测人员脑电波状态进行监控，所述血氧饱和度提取设备基于被测人员匹配的人种的血氧饱和度阈值对被测人员血氧饱和度状态进行监控，所述AVR32芯片用于实现被测人员的人种匹配。
[0007]更具体地，在所述智能化双生理参数监护平台中，包括:SD存储芯片，预先存储了黑白阈值和像素数阈值，所述黑白阈值用于对图像执行二值化处理，所述SD存储芯片还预先存储了四种灰度化面部模版，所述四种灰度化面部模版为通过对基准白色人种面部、基准黄色人种面部、基准棕色人种面部和基准黑色人种面部分别进行拍摄所得到的面部图像执行灰度化处理而获得，所述SD存储芯片还用于预先存储人种生理参数对照表，所述人种生理参数对照表保存了白色人种、黄色人种、棕色人种和黑色人种四种类型中的每一种类型对应的基准脉搏范围、基准窦性心率范围、基准PR间隔范围、基准QT间期范围、基准血糖上限浓度、基准血糖下限浓度、基准血氧饱和度上限浓度和基准血氧饱和度下限浓度;高清摄像头，用于对被测人员面部进行拍摄，以获得被测人员面部图像;面部识别设备包括图像预处理子器件、二值化处理子器件、列边缘检测子器件、行边缘检测子器件、目标分割子器件和目标识别子器件，所述图像预处理子器件与所述高清摄像头连接，以对所述被测人员面部图像依次执行自适应边缘增强和小波滤波处理，以获得预处理面部图像;所述二值化处理子器件与所述图像预处理子器件和所述SD存储芯片分别连接，将所述预处理面部图像的每一个像素的亮度与所述黑白阈值分别比较，当像素的亮度大于所述黑白阈值时，将像素记为白色像素，当像素的亮度小于所述黑白阈值时，将像素记为黑色像素，从而获得二值化面部图像;所述列边缘检测子器件与所述二值化处理子器件和所述SD存储芯片分别连接，用于对所述二值化面部图像，计算每列黑色像素的数目，将黑色像素的数目大于等于所述像素数阈值的列记为边缘列;所述行边缘检测子器件与所述二值化处理子器件和所述SD存储芯片分别连接，用于对所述二值化面部图像，计算每行黑色像素的数目，将黑色像素的数目大于等于所述像素数阈值的行记为边缘行;所述目标分割子器件与所述列边缘检测子器件和所述行边缘检测子器件分别连接，将边缘列和边缘行交织的区域作为目标存在区域，并从所述二值化面部图像中分割出所述目标存在区域以作为面部子图像输出，以将面部子图像从被测人员面部图像的背景处分开;所述目标识别子器件与所述目标分割子器件和所述SD存储芯片分别连接，将所述面部子图像与四种灰度化面部模版匹配，输出匹配度最高的灰度化面部模板所对应的人种类型作为被测人员的人种类型;检测电极，设置在被测人员头部上，用于检测大脑的神经元活动通过离子传导到达大脑皮层而形成的电压变化量;前置差分放大器，与所述检测电极连接，用于对所述电压变化量进行放大;低通滤波器，与所述前置差分放大器连接，用于将放大后的电压变化量进行10Hz低通滤波，以输出第一滤波信号;两级工频陷波器，与所述低通滤波器连接，用于对所述第一滤波信号进行两级工频陷波处理，以输出陷波信号；高通滤波器，与所述两级工频陷波器连接，用于对所述陷波信号进行0.1Hz高通滤波，以输出第二滤波信号；电平调节电路，与所述高通滤波器连接，对所述第二滤波信号进行电平调节处理，以为后续模数转换做准备;第一模数转换电路，与所述电平调节电路连接，将经过电平调节处理后的第二滤波信号进行8位的模数转换，以获得被测人员的脑电波数字信号;发光二极管，设置在被测人员手指指尖毛细血管位置，与光源驱动电路连接，用于基于光源驱动电路发送的发光控制信号，交替发射红外光和红光;光源驱动电路，内置定时器，用于向所述发光二极管发送发光控制信号;光电转换器，设置在被测人员手指指尖上，位于所述发光二极管的相对位置，用于接收透射被测人员手指指尖毛细血管后的红外光和红光，并将透射红外光和透射红光分别转换为模拟电流信号，以获得模拟红外光电流和模拟红光电流;电流电压转换电路，与所述光电转换器连接，用于对模拟红外光电流和模拟红光电流分别进行电流电压转换，以分别获得模拟红外光电压和模拟红光电压;信号放大器，与所述电流电压转换电路连接，用于对模拟红外光电压和模拟红光电压分别进行放大，以获得模拟红外光放大电压和模拟红光放大电压;信号检测电路，与所述信号放大器连接，包括直流信号检测子电路和交流信号检测子电路，用于检测模拟红外光电压中的直流成分和交流成分，以作为第一直流电压和第一交流电压输出，还用于检测模拟红光电压中的直流成分和交流成分，以作为第二直流电压和第二交流电压输出；第二模数转换器，与所述信号检测电路连接，用于对第一直流电压、第一交流电压、第二直流电压和第二交流电压分别进行模数转换，以获得第一数字化直流电压、第一数字化交流电压、第二数字化直流电压和第二数字化交流电压;血氧饱和度运算电路，与所述第二模数转换器连接，将第二数字化交流电压与第二数字化直流电压的比值除以第一数字化交流电压与第一数字化直流电压的比值以获得吸收光比值因子，并基于吸收光比值因子计算血氧饱和度，其中，血氧饱和度与吸收光比值因子成线性关系;AVR32芯片，与所述血氧饱和度运算电路连接以获得血氧饱和度，与所述第一模数转换电路连接以接收脑电波数字信号；所述AVR32芯片当所述脑电波数字信号中出现α波和β波时，输出浅睡眠识别信号，当所述脑电波数字信号中出现Θ波和δ波时，输出深睡眠识别信号，当所述血