CN110250774A - 一种实现健康数据监控的智能化大学生公寓家具*** - Google Patents

一种实现健康数据监控的智能化大学生公寓家具*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种实现健康数据监控的智能化大学生公寓家具***，包括物联网控制器，具有血压、脉搏和体重检测功能的书桌椅，以及具有呼吸率、体温和压力分布数据检测功能的床体，其中书桌椅中桌面上设有插座面板装置、电子血压脉搏仪，由电子血压脉搏仪测量血压、脉搏数据，书桌椅中椅子上设有称重测量装置，由称重测量装置测量体重数据，床体上活动设置有额温枪和UWB超宽带雷达，由额温枪测量体温数据，由UWB超宽带雷达测量呼吸率数据，床体上还设置有压力分布测量装置，由压力分布测量装置测量压力分布数据。本发明在大学生公寓家居中集成了健康数据采集功能，为保障学生健康提供了可靠的数据支持。

Description

一种实现健康数据监控的智能化大学生公寓家具***
技术领域
本发明涉及智能家居***领域，具体是一种实现健康数据监控的智能化大学生公寓家具***。
背景技术
目前社会的节奏越来越快，高校学生面临的学业压力、就业压力较大，而过大的压力会导致高校学生的身心都处于亚健康状态。在学生公寓中，学生学习和娱乐的主要场所是桌椅区域，学生休息的场所是床体区域，长时间坐在桌椅前学习或娱乐都会对学生的身心健康带来不利影响，而这种不利影响往往会被学生所忽视。因此，需要一种能够在学生公寓中对学生健康数据进行采集的***，以方便对学生身体健康进行实时监测。现有技术中物联网飞速发展，特别是在家居领域，基于物联网实现家居设备控制的技术屡见不鲜，若能在物联网家居中集成健康数据采集功能，无疑会对学生身体健康起到有益影响。
发明内容 本发明的目的是提供一种实现健康数据监控的智能化大学生公寓家具***，以实现大学生公寓中对学生健康数据进行监控。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种实现健康数据监控的智能化大学生公寓家具***，其特征在于：包括连接有存储器的物联网控制器，具有血压、脉搏和体重检测功能的书桌椅，以及具有呼吸率、体温和压力分布数据检测功能的床体，其中：
书桌椅中，桌面上设有插座面板装置、电子血压脉搏仪，所述插座面板装置由插座面板、可控电子开关、可控电子开关控制器、通讯模块构成，插座面板中各电插孔通过电源线与墙内市电电线连接，可控电子开关接入电源线中，可控电子开关控制端与可控电子开关控制器连接，可控电子开关控制器通过通讯模块与物联网控制器通讯连接，所述电子血压脉搏仪的控制器通过通讯模块与物联网控制器通讯连接，由电子血压脉搏仪实现血压、脉搏数据的检测；
书桌椅中，椅子上设有称重测量装置，该称重测量装置包括嵌入椅面的称重传感器，以及设置在椅中的信号采集模块、称重装置控制器、通讯模块，称重传感器通过信号采集模块与称重装置控制器连接，称重装置控制器通过通讯模块与物联网控制器通讯连接，由称重测量装置实现体重数据的检测；
床体上活动设置有额温枪和UWB超宽带雷达，其中额温枪的控制器通过通讯模块与物联网控制器通讯连接，UWB超宽带雷达的控制器通过通讯模块与物联网控制器通讯连接，由额温枪实现体温数据的检测，并由UWB超宽带雷达实现呼吸率数据的检测；
床体上还设置有压力分布测量装置，压力分布测量装置包括设置在床板中的薄膜式压力传感器，以及信号采集模块、压力分布装置控制器、通讯模块，薄膜式压力传感器通过信号采集模块与压力分布装置控制器连接，压力分布装置控制器通过通讯模块与物联网控制器通讯连接，由压力分布测量装置测量人体睡在床体上的压力分布数据；
当使用者坐在椅子上时，椅子上称重测量装置中的称重传感器测得使用者体重数据，信号采集模块将使用者体重数据传送至称重装置控制器，称重装置控制器将使用者体重数据传送至物联网控制器，物联网控制器通过存储器存储使用者体重数据，同时，物联网控制器接收使用者体重数据后向插座面板装置中的可控电子开关控制器发送控制信号一；
使用者使用桌面上的电子血压脉搏仪测量血压、脉搏数据，并由电子血压脉搏仪的控制器将血压、脉搏数据传送至物联网控制器，物联网控制器通过存储器存储使用者的血压、脉搏数据，同时，物联网控制器接收使用者血压、脉搏数据后向插座面板装置中的可控电子开关控制器发送控制信号二；
可控电子开关控制器内部程序设定为全部接收到控制信号一、控制信号二后再向可控电子开关发送使能信号一，可控电子开关接收使能信号一后连通插座面板中各电插孔和市电；
使用者离开椅子时，椅子上称重测量装置中的称重传感器信号消失，称重装置控制器向物联网控制器发送反馈信号，物联网控制器接收反馈信号后向插座面板装置中的可控电子开关控制器发送控制信号三，可控电子开关控制器内部程序设定为接收到控制信号三后向可控电子开关发送使能信号二，可控电子开关接收使能信号二后延时断开插座面板中各电插孔和市电；
使用者躺在床体上时，压力分布测量装置中的薄膜式压力传感器测得压力分布数据，压力分布数据经信号采集模块采集至压力分布装置控制器，并由压力分布装置控制器将压力分布数据传送至物联网控制器，同时，额温枪测量使用者的体温数据、UWB超宽带雷达测量使用者的呼吸率数据，由额温枪的控制器、UWB超宽带雷达的控制器分别将使用者的体温数据、呼吸率数据传送至物联网控制器，物联网控制器通过存储器存储使用者的压力分布数据、体温数据、呼吸率数据。
所述的一种实现健康数据监控的智能化大学生公寓家具***，其特征在于：所述可控电子开关控制器连接的通讯模块、电子血压脉搏仪控制器连接的通讯模块、压力分布装置控制器连接的通讯模块均为CAN总线通讯模块，所述称重装置控制器连接的通讯模块、额温枪控制器连接的通讯模块、UWB超宽带雷达控制器连接的通讯模块均为Wifi模块，所述物联网控制器连接有CAN总线通讯模块和Wifi-CAN总线转换模块，物联网控制器与可控电子开关控制器、电子血压脉搏仪控制器构成局域网，称重装置控制器、额温枪控制器、UWB超宽带雷达控制器的Wifi信号经Wifi-CAN总线转换模块转换后接入局域网。
所述的一种实现健康数据监控的智能化大学生公寓家具***，其特征在于：所述电子血压脉搏仪其外壳固化在桌面一侧，电子血压脉搏仪的臂套立于桌面上。
所述的一种实现健康数据监控的智能化大学生公寓家具***，其特征在于：所述床体的床头板上通过转轴转动安装有悬架，转轴一端与一个电机的输出轴传动连接，悬架初始处于竖直状态，悬架随转轴可转动至水平悬于床板上方，所述UWB超宽带雷达固定于悬架远离转轴的末端位置，额温枪固定于悬架中间位置，悬架转动至水平悬于床板上方时，额温枪对准使用者额头部位，UWB超宽带雷达的收发天线对准使用者胸部位置。
所述的一种实现健康数据监控的智能化大学生公寓家具***，其特征在于：所述床体上还设有电机控制器，电机控制器连接有CAN总线通讯模块，所述的电机控制器与驱动转轴转动的电机控制端连接，电机控制器通过CAN总线通讯模块接入局域网，物联网控制器通过局域网与电机控制器通讯连接；
当物联网控制器接收压力分布数据后，物联网控制器每间隔一段时间向电机控制器发送控制信号，电机控制器接收控制信号后即控制电机带动转轴转动，使悬架水平悬于床板上方，同时物联网控制器分别向额温枪控制器、UWB超宽带雷达控制器发送控制信号，额温枪控制器、UWB超宽带雷达控制器接收控制信号后分别控制额温枪、UWB超宽带雷达进行数据采集，额温枪、UWB超宽带雷达分别采集的使用者的体温数据、呼吸率数据分别传送至物联网控制器存储。
所述的一种实现健康数据监控的智能化大学生公寓家具***，其特征在于：物联网控制器与远端服务器通讯连接，由物联网控制器将使用者的血压、脉搏、体重、呼吸率、体温和压力分布数据分别发送至远端服务器。
本发明中，考虑到学生的生活习惯，即学生大多坐在桌前利用电脑进行学习和娱乐，因此本发明设计了一种称重测量装置、插座面板装置、电子血压脉搏仪的互锁***，即当称重测量装置产生信号实现体重测量，且学生主动利用电子血压脉搏仪测量血压和脉搏后，插座面板装置才可通电，电脑才可插电使用。通过这一互锁***能够在学生使用桌椅进行学习和娱乐前对学生的体重、血压、脉搏健康数据进行采集，并促使学生配合数据的采集。
本发明中，通过额温枪采集学生卧床时的体温，并通过UWB超宽带雷达采集学生卧床时的呼吸率，其中UWB超宽带雷达基于雷达波可实现非接触式测量学生的胸部运动频率，并根据胸部运动频率获知学生的呼吸率。学生睡眠时呼吸频率和呼吸模式是能够反映学生身体健康的重要依据，因此本发明在薄膜式压力传感器产生信号一段时间后，物联网控制器默认学生处于睡眠过程，并向额温枪控制器、UWB超宽带雷达控制器发送控制信号，额温枪、UWB超宽带雷达则在学生睡眠过程中周期性采集学生体温数据和呼吸率数据。
本发明中，薄膜式压力传感器测得的压力分布数据随着学生睡姿变化而变化，因此通过压力分布数据可反演得到学生睡姿变换频率等数据。
本发明中，物联网控制器与远端服务器通讯，远端服务器可根据学生的体重、脉搏、血压数据，以及睡眠时的体温、呼吸率和压力分布数据对学生的身体健康进行评估，进而起到大学生公寓中学生健康数据的监控。
本发明结合物联网技术，在大学生公寓家居中集成了健康数据采集功能，能够对学生的多种健康数据进行有效采集，为保障学生健康提供了可靠的数据支持。
附图说明
图1是本发明***布局示意图。
图2是本发明***拓扑图。
图3是本发明中桌面示意图。
图4是本发明中床体部分结构侧视图，其中：
图4a是初始状态图，图4b 是工作状态图。
图5是本发明中床体部分结构俯视图。
具体实施方式
如图1-图5所示，一种实现健康数据监控的智能化大学生公寓家具***，包括连接有存储器的物联网控制器，具有血压、脉搏和体重检测功能的书桌椅，以及具有呼吸率、体温和压力分布数据检测功能的床体，其中：
书桌椅中，桌面1上设有插座面板装置2、电子血压脉搏仪3，插座面板装置2由插座面板、可控电子开关、可控电子开关控制器、通讯模块构成，插座面板中各电插孔通过电源线4与墙内市电电线连接，可控电子开关接入电源线4中，可控电子开关控制端与可控电子开关控制器连接，可控电子开关控制器通过通讯模块与物联网控制器通讯连接，电子血压脉搏仪3的控制器通过通讯模块与物联网控制器通讯连接，由电子血压脉搏仪3实现血压、脉搏数据的检测；
书桌椅中，椅子5上设有称重测量装置6，该称重测量装置6包括嵌入椅面的称重传感器，以及设置在椅中的信号采集模块、称重装置控制器、通讯模块，称重传感器通过信号采集模块与称重装置控制器连接，称重装置控制器通过通讯模块与物联网控制器通讯连接，由称重测量装置6实现体重数据的检测；
床体7上活动设置有额温枪8和UWB超宽带雷达9，其中额温枪8的控制器通过通讯模块与物联网控制器通讯连接，UWB超宽带雷达9的控制器通过通讯模块与物联网控制器通讯连接，由额温枪8实现体温数据的检测，并由UWB超宽带雷达9实现呼吸率数据的检测；
床体7上还设置有压力分布测量装置10，压力分布测量装置10包括设置在床板中的薄膜式压力传感器，以及信号采集模块、压力分布装置控制器、通讯模块，薄膜式压力传感器通过信号采集模块与压力分布装置控制器连接，压力分布装置控制器通过通讯模块与物联网控制器通讯连接，由压力分布测量装置10测量人体睡在床体7上的压力分布数据；
当使用者坐在椅子5上时，椅子5上称重测量装置6中的称重传感器测得使用者体重数据，信号采集模块将使用者体重数据传送至称重装置控制器，称重装置控制器将使用者体重数据传送至物联网控制器，物联网控制器通过存储器存储使用者体重数据，同时，物联网控制器接收使用者体重数据后向插座面板装置2中的可控电子开关控制器发送控制信号一；
使用者使用桌面1上的电子血压脉搏仪3测量血压、脉搏数据，并由电子血压脉搏仪3的控制器将血压、脉搏数据传送至物联网控制器，物联网控制器通过存储器存储使用者的血压、脉搏数据，同时，物联网控制器接收使用者血压、脉搏数据后向插座面板装置2中的可控电子开关控制器发送控制信号二；
可控电子开关控制器内部程序设定为全部接收到控制信号一、控制信号二后再向可控电子开关发送使能信号一，可控电子开关接收使能信号一后连通插座面板中各电插孔和市电；
使用者离开椅子5时，椅子5上称重测量装置6中的称重传感器信号消失，称重装置控制器向物联网控制器发送反馈信号，物联网控制器接收反馈信号后向插座面板装置2中的可控电子开关控制器发送控制信号三，可控电子开关控制器内部程序设定为接收到控制信号三后向可控电子开关发送使能信号二，可控电子开关接收使能信号二后延时断开插座面板中各电插孔和市电；
使用者躺在床体7上时，压力分布测量装置10中的薄膜式压力传感器测得压力分布数据，压力分布数据经信号采集模块采集至压力分布装置控制器，并由压力分布装置控制器将压力分布数据传送至物联网控制器，同时，额温枪8测量使用者的体温数据、UWB超宽带雷达9测量使用者的呼吸率数据，由额温枪的控制器、UWB超宽带雷达的控制器分别将使用者的体温数据、呼吸率数据传送至物联网控制器，物联网控制器通过存储器存储使用者的压力分布数据、体温数据、呼吸率数据。
如图2所示，可控电子开关控制器连接的通讯模块、电子血压脉搏仪控制器连接的通讯模块、压力分布装置控制器连接的通讯模块均为CAN总线通讯模块，所述称重装置控制器连接的通讯模块、额温枪控制器连接的通讯模块、UWB超宽带雷达控制器连接的通讯模块均为Wifi模块，所述物联网控制器连接有CAN总线通讯模块和Wifi-CAN总线转换模块，物联网控制器与可控电子开关控制器、电子血压脉搏仪控制器构成局域网，称重装置控制器、额温枪控制器、UWB超宽带雷达控制器的Wifi信号经Wifi-CAN总线转换模块转换后接入局域网。
如图3所示，电子血压脉搏仪3其外壳固化在桌面1一侧，电子血压脉搏仪3的臂套立于桌面1上。
如图4、图5所示，床体7的床头板上通过转轴转动安装有悬架11，转轴一端与一个电机12的输出轴传动连接，悬架11初始处于竖直状态，悬架11随转轴可转动至水平悬于床板上方，UWB超宽带雷达9固定于悬架11远离转轴的末端位置，额温枪8固定于悬架11中间位置，悬架11转动至水平悬于床板上方时，额温枪8对准使用者额头部位，UWB超宽带雷达9的收发天线对准使用者胸部位置。
床体7上还设有电机控制器，电机控制器连接有CAN总线通讯模块，的电机控制器与驱动转轴转动的电机12控制端连接，电机控制器通过CAN总线通讯模块接入局域网，物联网控制器通过局域网与电机控制器通讯连接；
当物联网控制器接收压力分布数据后，物联网控制器每间隔一段时间向电机控制器发送控制信号，电机控制器接收控制信号后即控制电机带动转轴转动，使悬架水平悬于床板上方，同时物联网控制器分别向额温枪控制器、、UWB超宽带雷达控制器发送控制信号，额温枪控制器、UWB超宽带雷达控制器接收控制信号后分别控制额温枪、UWB超宽带雷达进行数据采集，额温枪、UWB超宽带雷达分别采集的使用者的体温数据、呼吸率数据分别传送至物联网控制器存储。
物联网控制器与远端服务器通讯连接，由物联网控制器将使用者的血压、脉搏、体重、呼吸率、体温和压力分布数据分别发送至远端服务器。

Claims (6)

1.一种实现健康数据监控的智能化大学生公寓家具***，其特征在于：包括连接有存储器的物联网控制器，具有血压、脉搏和体重检测功能的书桌椅，以及具有呼吸率、体温和压力分布数据检测功能的床体，其中：
书桌椅中，桌面上设有插座面板装置、电子血压脉搏仪，所述插座面板装置由插座面板、可控电子开关、可控电子开关控制器、通讯模块构成，插座面板中各电插孔通过电源线与墙内市电电线连接，可控电子开关接入电源线中，可控电子开关控制端与可控电子开关控制器连接，可控电子开关控制器通过通讯模块与物联网控制器通讯连接，所述电子血压脉搏仪的控制器通过通讯模块与物联网控制器通讯连接，由电子血压脉搏仪实现血压、脉搏数据的检测；
书桌椅中，椅子上设有称重测量装置，该称重测量装置包括嵌入椅面的称重传感器，以及设置在椅中的信号采集模块、称重装置控制器、通讯模块，称重传感器通过信号采集模块与称重装置控制器连接，称重装置控制器通过通讯模块与物联网控制器通讯连接，由称重测量装置实现体重数据的检测；
床体上活动设置有额温枪和UWB超宽带雷达，其中额温枪的控制器通过通讯模块与物联网控制器通讯连接，UWB超宽带雷达的控制器通过通讯模块与物联网控制器通讯连接，由额温枪实现体温数据的检测，并由UWB超宽带雷达实现呼吸率数据的检测；
床体上还设置有压力分布测量装置，压力分布测量装置包括设置在床板中的薄膜式压力传感器，以及信号采集模块、压力分布装置控制器、通讯模块，薄膜式压力传感器通过信号采集模块与压力分布装置控制器连接，压力分布装置控制器通过通讯模块与物联网控制器通讯连接，由压力分布测量装置测量人体睡在床体上的压力分布数据；
当使用者坐在椅子上时，椅子上称重测量装置中的称重传感器测得使用者体重数据，信号采集模块将使用者体重数据传送至称重装置控制器，称重装置控制器将使用者体重数据传送至物联网控制器，物联网控制器通过存储器存储使用者体重数据，同时，物联网控制器接收使用者体重数据后向插座面板装置中的可控电子开关控制器发送控制信号一；
使用者使用桌面上的电子血压脉搏仪测量血压、脉搏数据，并由电子血压脉搏仪的控制器将血压、脉搏数据传送至物联网控制器，物联网控制器通过存储器存储使用者的血压、脉搏数据，同时，物联网控制器接收使用者血压、脉搏数据后向插座面板装置中的可控电子开关控制器发送控制信号二；
可控电子开关控制器内部程序设定为全部接收到控制信号一、控制信号二后再向可控电子开关发送使能信号一，可控电子开关接收使能信号一后连通插座面板中各电插孔和市电；
使用者离开椅子时，椅子上称重测量装置中的称重传感器信号消失，称重装置控制器向物联网控制器发送反馈信号，物联网控制器接收反馈信号后向插座面板装置中的可控电子开关控制器发送控制信号三，可控电子开关控制器内部程序设定为接收到控制信号三后向可控电子开关发送使能信号二，可控电子开关接收使能信号二后延时断开插座面板中各电插孔和市电；
使用者躺在床体上时，压力分布测量装置中的薄膜式压力传感器测得压力分布数据，压力分布数据经信号采集模块采集至压力分布装置控制器，并由压力分布装置控制器将压力分布数据传送至物联网控制器，同时，额温枪测量使用者的体温数据、UWB超宽带雷达测量使用者的呼吸率数据，由额温枪的控制器、UWB超宽带雷达的控制器分别将使用者的体温数据、呼吸率数据传送至物联网控制器，物联网控制器通过存储器存储使用者的压力分布数据、体温数据、呼吸率数据。
2.根据权利要求1所述的一种实现健康数据监控的智能化大学生公寓家具***，其特征在于：所述可控电子开关控制器连接的通讯模块、电子血压脉搏仪控制器连接的通讯模块、压力分布装置控制器连接的通讯模块均为CAN总线通讯模块，所述称重装置控制器连接的通讯模块、额温枪控制器连接的通讯模块、UWB超宽带雷达控制器连接的通讯模块均为Wifi模块，所述物联网控制器连接有CAN总线通讯模块和Wifi-CAN总线转换模块，物联网控制器与可控电子开关控制器、电子血压脉搏仪控制器构成局域网，称重装置控制器、额温枪控制器、UWB超宽带雷达控制器的Wifi信号经Wifi-CAN总线转换模块转换后接入局域网。
3.根据权利要求1所述的一种实现健康数据监控的智能化大学生公寓家具***，其特征在于：所述电子血压脉搏仪其外壳固化在桌面一侧，电子血压脉搏仪的臂套立于桌面上。
4.根据权利要求1所述的一种实现健康数据监控的智能化大学生公寓家具***，其特征在于：所述床体的床头板上通过转轴转动安装有悬架，转轴一端与一个电机的输出轴传动连接，悬架初始处于竖直状态，悬架随转轴可转动至水平悬于床板上方，所述UWB超宽带雷达固定于悬架远离转轴的末端位置，额温枪固定于悬架中间位置，悬架转动至水平悬于床板上方时，额温枪对准使用者额头部位，UWB超宽带雷达的收发天线对准使用者胸部位置。
5.根据权利要求2或4所述的一种实现健康数据监控的智能化大学生公寓家具***，其特征在于：所述床体上还设有电机控制器，电机控制器连接有CAN总线通讯模块，所述的电机控制器与驱动转轴转动的电机控制端连接，电机控制器通过CAN总线通讯模块接入局域网，物联网控制器通过局域网与电机控制器通讯连接；
当物联网控制器接收压力分布数据后，物联网控制器每间隔一段时间向电机控制器发送控制信号，电机控制器接收控制信号后即控制电机带动转轴转动，使悬架水平悬于床板上方，同时物联网控制器分别向额温枪控制器、、UWB超宽带雷达控制器发送控制信号，额温枪控制器、UWB超宽带雷达控制器接收控制信号后分别控制额温枪、UWB超宽带雷达进行数据采集，额温枪、UWB超宽带雷达分别采集的使用者的体温数据、呼吸率数据分别传送至物联网控制器存储。
6.根据权利要求1所述的一种实现健康数据监控的智能化大学生公寓家具***，其特征在于：物联网控制器与远端服务器通讯连接，由物联网控制器将使用者的血压、脉搏、体重、呼吸率、体温和压力分布数据分别发送至远端服务器。
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