CN105105949A - 一种智能护理床及其应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种智能护理床及其应用方法，该智能护理床包括智能床体、智能床垫、输入单元、处理控制单元、输出单元、网络通讯单元和供电单元。输入单元包括各种传感器，用于采集相应信号传输给处理控制单元，经处理控制单元分析处理后给出指令给输出单元，从而执行相应的护理操作动作。通过网络通讯单元将处理控制单元的数据传输到远程的服务器中，实现数据储存和远程数据获取。其控制方面包括侦测身体状态异常、失禁状态、褥疮状态、睡眠状态和对应的自动护理，以及连续测量生理体征数据，侦测异常离床和报警，紧急呼叫获得帮助。采用本发明能有效全方位对人员的生理状态进行非接触实时连续的监测，对出现的异常进行及时的自动调节。

Description

一种智能护理床及其应用方法

技术领域

本发明涉及智能护理技术，尤其涉及一种智能护理床及其应用方法。

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且有快速增长趋势，所以老人照护问题已成为一个严重社会问题。人体衰老后，各种疾病发生率逐步提高，自理能力减退，容易发生各种异常事故。并且老年人在床上的时间会增加到四层以上。

基于这一中国国情，推出基于物联网技术的智能护理床，实时对老人的生理体征及异常时间进行连续监测并自动减轻可能造成的损害后果具有极其重要的社会意义，不仅可以减轻子女的负担，也增强了老人自身的信心和尊严，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。

目前市场上床通常为电动功能床，功能非常有限，另外主要是通过人工操作按钮完成相应部位的姿态变化，无法实现基于特定应用情景或人员某种生理异常状态进行自动调节来减缓潜在事故的发生，或者只能改善用户的生活体验。

发明内容

为解决现有技术中电动功能床存在功能有限，以人工操作为主，缺乏多参数考察人体生理异常状态而进行自动调节功能的问题，本发明提供一种智能护理床及其应用方法。

本发明的一个目的是提供一种智能护理床，包括智能床体、智能床垫、输入单元、处理控制单元、输出单元、网络通讯单元和供电单元，该输入单元包括微机电传感器、温湿度传感器、紧急呼叫按钮、重量传感器和气体传感器，该处理控制单元包括处理控制器、声音传感器、光线传感器和声光输出元件，该输出单元包括驱动组件控制单元和加热通风单元；

微机电传感器、温湿度传感器、紧急呼叫按钮、重量传感器、气体传感器、声音传感器、光线传感器、声光输出元件、驱动组件控制单元和加热通风单元均分别与处理控制器通过导线相连，网络通讯单元与处理控制器连接；

供电单元与输入单元、处理控制单元、输出单元和网络通讯单元均分别电连接；

智能床垫设置在智能床体上，微机电传感器、温湿度传感器、紧急呼叫按钮、气体传感器、加热通风单元设置在智能床垫上，重量传感器、处理控制器、声音传感器、光线传感器、声光输出元件和驱动组件控制单元设置在智能床体或者智能床垫上；

该智能床体包括相连的2段或以上可相对活动的部件。

进一步地，还包括服务器和远程显示***，服务器与网络通讯单元无线连接，远程显示***与服务器无线连接或者有线连接。

本发明的另一个目的是提供一种该智能护理床的应用方法，包括侦测身体状态异常和自动照护，具体通过以下步骤实现：

步骤1、声音传感器侦测异常咳嗽或呻吟信号，微机电传感器侦测翻身频度信号以及光线传感器侦测昼夜变化信号，以上信号均发送给处理控制器；

步骤2、处理控制器收到步骤1中侦测到的信号后，自动生成并发出指令给驱动组件控制单元；

步骤3、驱动组件控制单元根据步骤2中的指令调整智能床体的活动部件的结构使得人体的姿态发生改变，直至呻吟的响度减轻，或者呻吟的频率减慢，或者咳嗽的频度减少，从而避免呼吸道堵塞引起的异常。

还包括侦测失禁状态和自动护理，具体通过以下步骤实现：

步骤4、温湿度传感器侦测人体的裆部区域湿度发生变化信号，并发送给处理控制器；

步骤5、处理控制器收到步骤4中侦测到的信号后，触发声音传感器发出失禁报警，同时启动加热通风单元进行干燥。

还包括侦测褥疮状态和自动护理，具体通过以下步骤实现：

步骤6、气体传感器侦测人体的褥疮感染信号，并发送给处理控制器；

步骤7、处理控制器收到步骤6中侦测到的信号后，自动生成并发出指令给驱动组件控制单元；

步骤8、驱动组件控制单元根据步骤7中的指令调整智能床体的活动部件的结构使得人体的自动定期执行翻身动作，从而降低褥疮感染的发生，也减轻人工护理的负担及解决了人工护理的效率低下的问题。

还包括侦测睡眠状态和自动改善，具体通过以下步骤实现：

步骤9、光线传感器侦测关灯信号，微机电传感器侦测人体的呼吸运动信号，以及重量传感器侦测人体换姿势运动信号，以上信号均发送给处理控制器；

步骤10、处理控制器收到步骤9中侦测到的信号后，综合分析，自动生成并发出指令给声光输出元件；

步骤11、声光输出元件根据步骤10中的指令播放舒缓的乐曲促进人体的睡眠。

还包括连续测量生理体征数据，具体通过以下步骤实现：

步骤12、微机电传感器侦测人体的呼吸运动信号和心脏搏动信号，以及重量传感器侦测人体换姿势运动信号，以上信号均发送给处理控制器；

步骤13、处理控制器收到步骤12中侦测到的信号后，通过内置算法实时获取连续的人体呼吸率和心率以及翻身频率数据，并传授到远程服务器进行趋势跟踪，同时当有异常发生时可以及时发送报警到预先设定的移动终端。

还包括侦测异常离床和报警，具体通过以下步骤实现：

步骤14、重量传感器侦测人体的重量变化信号，并发送给处理控制器；

步骤15、处理控制器收到步骤14中侦测到的信号后，判断人体离床和在床时间，当离床时间超过预设的时间时，发出指令给声光输出元件；

步骤16，声光输出元件收到步骤15中的指令后，发出报警音和报警灯光信号。

还包括紧急呼叫获得帮助，具体通过以下步骤实现：

步骤17、当按下紧急呼叫按钮后，触动处理控制器发出指令；

步骤18、声光输出元件接收到步骤17中的指令而发出紧急呼叫声。

进一步地，该智能护理床还包括服务器，服务器具有数据引擎，能够分析处理收到的数据，并将相应的报警信息输出到相应的显示设备；

网络通讯单元为WIFI、3G、GPRS和/或4G模块，用于通过以太网将数据传送到服务器。一般服务器为远程服务器。

本发明的有益效果是：

1)***实现全智能闭环控制，内置多种智能模式，实现事件异常侦测和自动改善结果的全闭环处理，如失禁后自动通风干燥，剧烈咳嗽时自动调整***，褥疮患者自动翻身等。

2)非接触式生理体征连续不间断的监测如呼吸率和心率的测量，突破了传统的人工测量，或者穿戴式方法测量导致的数据采集无法连续，或者被测量人员不配合的情形。

3)专门设计的传感器布局，确保侦测的稳定有效性。

4)采用了多种复合传感，如声音、***、环境状态、失禁状态以及呼吸、心率参数等，确保了异常侦测的准确性及全面性。

5)具有远程数据终端警示，信息获取方便及时不遗漏。***内置网络通讯单元，完成现场数据向指定服务器及时的数据传送。

本发明的智能护理床相当于一种全智能关爱床，可以实现生理体征的连续非接触测量，监测人员的睡眠质量、生理异常、异常离床、失禁等异常事件，并自动启动相应机制对异常可能造成的伤害后果进行抑制或消除。采用本发明能有效全方位对人员的生理状态进行非接触实时连续的监测，对出现的异常进行及时的自我调节，极大促进老人的身体健康和晚年生活质量的提高，对创建真正的和谐社会起到实质性的推进作用。

附图说明

图1是本发明的智能护理床的一种具体实施方式的结构示意图。

图2是本发明的智能护理床的工作原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述。

一、装置描述

如图1所示，一种智能护理床包括智能床体1、驱动组件控制单元2、处理控制单元3、智能床垫4、温湿度传感器5、加热通风单元6、微机电传感器7、紧急呼叫按钮8、气体传感器9、重量传感器、网络通讯单元、供电单元、服务器和远程显示***。

智能床体1由多段可相对活动的部件连接而成，其支撑立柱的底部均设置有重量传感器。这些活动部件包括活动床板。

驱动组件控制单元2可以接受外部指令实现对智能床体1相应部件(如活动床板)进行控制，使得活动床板可上下、左右、旋转等运动，实现老人翻身、背部抬起和腿部抬起等动作。驱动组件控制单元2设置在智能床体1的床板下方。

处理控制单元3设置在智能床体1的床尾栏杆上，其内有一处理控制器，对各传感器的输出量进行判断，并产生相应的输出。处理控制单元3内置有声音传感器、光线传感器和声光输出元件。在本实施方式中，网络通讯单元被内置到处理控制单元3中，具有WIFI、3G、GPRS模块，用于将出现异常警示的数据传送到远程的服务器。

智能床垫4放置在智能床体1的床板上，内置多组传感器，包括温湿度传感器5、微机电传感器7和气体传感器9。微机电传感器7布置在距离智能床垫4的床头端的50～60cm的区域，即一般人体躺着智能床垫4上时，其胸部正好靠近微机电传感器7的区域。在本实施方式中在智能床垫4宽度方向并排设置了三个微机电传感器7，其中一个位于智能床垫4宽度方向的中心位置，另外两个分设在两边，三者间隔20～25cm。温湿度传感器5设置在智能床垫4长度方向距离床头端100～110cm的区域，即约人体躺在智能床垫4上的臀部的附近。气体传感器9设置在智能床垫4长度方向距离床头端70～130cm的区域，即约人体躺在智能床垫4上的背部到大腿的附近。各传感器和处理控制单元3用导线连接。

加热通风单元6设置在距离智能床垫4长度方向的床头端的80～120cm的区域。加热通风单元6内置通气管道和加热单元，可以接受指令启动对工作区域进行加热、干燥和通风。通气管道与出气孔连通，在本实施方式中，在距离智能床垫4长度方向的床头端的80～120cm的区域内均匀分布设置了六个出气孔，即在智能床垫4长度方向上分两排，两排间隔30～40cm。每排有三个并其中一个位于智能床垫4宽度方向的中间位置与另两个间隔20～25cm。

紧急呼叫按钮8与处理控制单元3电连接触发紧急状态下的报警。在本实施方式中紧急呼叫按钮8设置在智能床垫4的床头。

服务器是Web服务器，可以处理处理控制单元3传送的报警数据并将信息显示到手机终端或信息板等显示设备。

远程显示***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，具有声或光输出或者信息输出。

二、工作原理

如图2所示，本发明的智能护理床的工作原理是输入单元包括微机电传感器、温湿度传感器、紧急呼叫按钮、重量传感器和气体传感器，向处理控制单元传输采集到的信号。处理控制单元包括处理控制器、声音传感器、光线传感器和声光输出元件。处理控制器接收到输入单元的信号后，分析处理出相应的指令给到输出单元和/或声光输出元件。同时，声音传感器和光线传感器也能采集相应的信号传递给处理控制器，经过分析处理给出相应的指令给到输出单元和/或声光输出元件。输出单元包括驱动组件控制单元和加热通风单元。处理控制器分析处理出的指令数据和从输入单元及声音传感器、光线传感器得到的数据信号可以通过网络通讯单元无线传输给远程的服务器。供电单元对输入单元、处理控制单元、输出单元和网络通讯单元进行供电。

具体原理从本发明的智能护理床的应用方法中可以得以显示。本发明提供一种该智能护理床的应用方法，包括侦测身体状态异常和自动照护，具体通过以下步骤实现：

步骤1、声音传感器侦测异常咳嗽或呻吟信号，微机电传感器侦测翻身频度信号以及光线传感器侦测环境状态如昼夜变化信号，以上信号均发送给处理控制器；

步骤2、处理控制器收到步骤1中侦测到的信号后，自动生成并发出指令给驱动组件控制单元；

步骤3、驱动组件控制单元根据步骤2中的指令调整智能床体的活动部件的结构使得人体的姿态发生改变，直至异常减轻，如呻吟的响度减轻，或者呻吟的频率减慢，或者咳嗽的频度减少，从而避免呼吸道堵塞引起的异常。

还包括侦测失禁状态和自动护理，具体通过以下步骤实现：

步骤4、温湿度传感器侦测人体的裆部区域湿度发生变化信号，并发送给处理控制器；

步骤5、处理控制器收到步骤4中侦测到的信号后，触发声音传感器发出失禁报警，同时启动加热通风单元进行干燥。

还包括侦测褥疮状态和自动护理，具体通过以下步骤实现：

步骤6、气体传感器侦测人体的褥疮感染信号，并发送给处理控制器；

步骤7、处理控制器收到步骤6中侦测到的信号后，自动生成并发出指令给驱动组件控制单元；

步骤8、驱动组件控制单元根据步骤7中的指令调整智能床体的活动部件的结构使得人体的自动定期执行翻身动作，从而降低褥疮感染的发生，也减轻人工护理的负担及解决了人工护理的效率低下的问题。

还包括侦测睡眠状态和自动改善，具体通过以下步骤实现：

步骤9、光线传感器侦测关灯信号，微机电传感器侦测人体的呼吸运动信号，以及重量传感器侦测人体换姿势运动信号，以上信号均发送给处理控制器；

步骤10、处理控制器收到步骤9中侦测到的信号后，综合分析，自动生成并发出指令给声光输出元件；

步骤11、声光输出元件根据步骤10中的指令播放舒缓的乐曲促进人体的睡眠。

还包括连续测量生理体征数据，具体通过以下步骤实现：

步骤12、微机电传感器侦测人体的呼吸运动信号和心脏搏动信号，以及重量传感器侦测人体换姿势运动信号，以上信号均发送给处理控制器；

步骤13、处理控制器收到步骤12中侦测到的信号后，通过内置算法实时获取连续的人体呼吸率和心率以及翻身频率数据，并传授到远程服务器进行趋势跟踪，同时当有异常发生时可以及时发送报警到预先设定的移动终端。

还包括侦测异常离床和报警，具体通过以下步骤实现：

步骤14、重量传感器侦测人体的重量变化信号，并发送给处理控制器；

步骤15、处理控制器收到步骤14中侦测到的信号后，判断人体离床和在床时间，当离床时间超过预设的时间时，发出指令给声光输出元件；

步骤16，声光输出元件收到步骤15中的指令后，发出报警音和报警灯光信号。

还包括紧急呼叫获得帮助，具体通过以下步骤实现：

步骤17、当按下紧急呼叫按钮后，触动处理控制器发出指令；

步骤18、声光输出元件接收到步骤17中的指令而发出紧急呼叫声。

三、应用场景：

当老人躺在智能护理床上时，如老人睡姿处于左侧压迫心脏位置，并且根据微机电传感器侦测到的心脏搏动信号，处理控制器计算出心率数据，发现老人出现轻微异常时，处理控制器自动控制声光输出元件播放提示音提示老人调整姿态。如超时未调整，本发明的驱动组件控制单元会通过调整智能床体的相应活动部件自动将老人的姿态调整为平躺，如果继续侦测到老人的心率及呼吸率等数据异常，会立即拨通预先设置的子女和监护人号码获得帮助。

当声音传感器侦测到老人有咳嗽声或者异常呻吟，并结合重量传感器侦测到老人在床上的翻身数据和光线传感器侦测的环境状态如昼夜变化信号，处理控制器会通过指令使得驱动组件控制单元调整智能床体的相应活动部件，将老人的姿态调节为坐姿，避免老人因呼吸道出现痰等物体可能引起呼吸障碍的异常发生。

当通过气体传感器侦测到老人可能感染褥疮时，处理控制器会通过指令使得驱动组件控制单元调整智能床体的相应活动部件，帮助老人定期实现翻身动作，避免长时间不翻身造成的褥疮感染。这减轻了护理人员的人工负担。

当温湿传感器侦测到老人小便失禁导致床垫的湿度异常时，处理控制器会通知加热通风单元自动开启通风干燥，进一步降低褥疮感染的风险。

当光线传感器和重量传感器侦测到老人处于夜间休息，并且有频繁的翻身时，处理传感器会指示声光输出元件自动播放助眠音乐缓解老人的焦虑情绪帮助入眠。

当重量传感器侦测到老人离开智能护理床时发生的重量变化信号时，处理控制器开始记录离床时间，当超过预设的时间时，发出指令给声光输出元件；声光输出元件发出报警音和报警灯光信号，以提醒护理人员关注老人的情况。

当老人要喝水或者起夜等需要护理人员帮助时，按下紧急呼叫按钮，触动处理控制器发出指令给声光输出元件，声光输出元件立即发出紧急呼叫声，以呼喊护理人员前来帮忙。

本发明还能提供生理体征数据的连续测量：微机电传感器侦测人体的呼吸运动信号和心脏搏动信号，以及重量传感器侦测人体换姿势运动信号，以上信号均发送给处理控制器；处理控制器收到侦测到的信号后，通过内置算法实时获取连续的人体呼吸率和心率以及翻身频率数据，并传授到远程服务器进行趋势跟踪，同时当有异常发生时可以及时发送报警到预先设定的移动终端。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员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内。

Claims (10)

1.一种智能护理床，其特征在于，包括智能床体、智能床垫、输入单元、处理控制单元、输出单元、网络通讯单元和供电单元，所述输入单元包括微机电传感器、温湿度传感器、紧急呼叫按钮、重量传感器和气体传感器，所述处理控制单元包括处理控制器、声音传感器、光线传感器和声光输出元件，所述输出单元包括驱动组件控制单元和加热通风单元；

所述微机电传感器、所述温湿度传感器、所述紧急呼叫按钮、所述重量传感器、所述气体传感器、所述声音传感器、所述光线传感器、所述声光输出元件、所述驱动组件控制单元和所述加热通风单元均分别与所述处理控制器通过导线相连，所述网络通讯单元与所述处理控制器连接；

所述供电单元与所述输入单元、所述处理控制单元、所述输出单元和所述网络通讯单元均分别电连接；

所述智能床垫设置在所述智能床体上，所述微机电传感器、所述温湿度传感器、所述紧急呼叫按钮、所述气体传感器、所述加热通风单元设置在所述智能床垫上，所述重量传感器、所述处理控制器、所述声音传感器、所述光线传感器、所述声光输出元件和所述驱动组件控制单元设置在所述智能床体或者所述智能床垫上；

所述智能床体包括相连的2段或以上可相对活动的部件。

2.如权利要求1所述的智能护理床，其特征在于，还包括服务器和远程显示***，所述服务器与所述网络通讯单元无线连接，所述远程显示***与所述服务器无线连接或者有线连接。

3.一种如权利要求1所述的智能护理床的应用方法，其特征在于，包括侦测身体状态异常和自动照护，具体通过以下步骤实现：

步骤1、所述声音传感器侦测异常咳嗽或呻吟信号，所述微机电传感器侦测翻身频度信号以及所述光线传感器侦测昼夜变化信号，以上信号均发送给所述处理控制器；

步骤2、所述处理控制器收到所述步骤1中侦测到的信号后，自动生成并发出指令给所述驱动组件控制单元；

步骤3、所述驱动组件控制单元根据所述步骤2中的指令调整所述智能床体的活动部件的结构使得人体的姿态发生改变，直至呻吟的响度减轻，或者呻吟的频率减慢，或者咳嗽的频度减少，从而避免呼吸道堵塞引起的异常。

4.如权利要求3所述的智能护理床的应用方法，其特征在于，还包括侦测失禁状态和自动护理，具体通过以下步骤实现：

步骤4、所述温湿度传感器侦测人体的裆部区域湿度发生变化信号，并发送给所述处理控制器；

步骤5、所述处理控制器收到所述步骤4中侦测到的信号后，触发所述声音传感器发出失禁报警，同时启动所述加热通风单元进行干燥。

5.如权利要求3所述的智能护理床的应用方法，其特征在于，还包括侦测褥疮状态和自动护理，具体通过以下步骤实现：

步骤6、所述气体传感器侦测人体的褥疮感染信号，并发送给所述处理控制器；

步骤7、所述处理控制器收到所述步骤6中侦测到的信号后，自动生成并发出指令给所述驱动组件控制单元；

步骤8、所述驱动组件控制单元根据所述步骤7中的指令调整所述智能床体的活动部件的结构使得人体的自动定期执行翻身动作，从而降低褥疮感染的发生，也减轻人工护理的负担及解决了人工护理的效率低下的问题。

6.如权利要求3所述的智能护理床的应用方法，其特征在于，还包括侦测睡眠状态和自动改善，具体通过以下步骤实现：

步骤9、所述光线传感器侦测关灯信号，所述微机电传感器侦测人体的呼吸运动信号，以及所述重量传感器侦测人体换姿势运动信号，以上信号均发送给所述处理控制器；

步骤10、所述处理控制器收到所述步骤9中侦测到的信号后，综合分析，自动生成并发出指令给所述声光输出元件；

步骤11、所述声光输出元件根据所述步骤10中的指令播放舒缓的乐曲促进人体的睡眠。

7.如权利要求3所述的智能护理床的应用方法，其特征在于，还包括连续测量生理体征数据，具体通过以下步骤实现：

步骤12、所述微机电传感器侦测人体的呼吸运动信号和心脏搏动信号，以及所述重量传感器侦测人体换姿势运动信号，以上信号均发送给所述处理控制器；

步骤13、所述处理控制器收到所述步骤12中侦测到的信号后，通过内置算法实时获取连续的人体呼吸率和心率以及翻身频率数据，并传授到远程服务器进行趋势跟踪，同时当有异常发生时可以及时发送报警到预先设定的移动终端。

8.如权利要求3所述的智能护理床的应用方法，其特征在于，还包括侦测异常离床和报警，具体通过以下步骤实现：

步骤14、所述重量传感器侦测人体的重量变化信号，并发送给所述处理控制器；

步骤15、所述处理控制器收到所述步骤14中侦测到的信号后，判断人体离床和在床时间，当离床时间超过预设的时间时，发出指令给所述声光输出元件；

步骤16，所述声光输出元件收到所述步骤15中的指令后，发出报警音和报警灯光信号。

9.如权利要求3所述的智能护理床的应用方法，其特征在于，还包括紧急呼叫获得帮助，具体通过以下步骤实现：

步骤17、当按下所述紧急呼叫按钮后，触动所述处理控制器发出指令；

步骤18、所述声光输出元件接收到所述步骤17中的指令而发出紧急呼叫声。

10.如权利要求3～9任一项所述的智能护理床的应用方法，其特征在于，所述智能护理床还包括服务器，所述服务器具有数据引擎，能够分析处理收到的数据，并将相应的报警信息输出到相应的显示设备；

所述网络通讯单元为WIFI、3G、GPRS和/或4G模块，用于通过以太网将数据传送到所述服务器。