CN114847553A - 智能背心及智能背心*** - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种智能背心及智能背心***，涉及柔性智能穿戴技术领域，所述智能背心包括：第一层背心；所述第一层背心包括监测器、主控模块和执行器；所述监测器用于监测体征状态；所述主控模块用于对所述监测器获取的体征状态数据进行采集、存储和分析，并根据分析结果对所述执行器发送反馈信号；所述执行器用于根据反馈信号进行触觉反馈。本发明通过主控模块对监测器获取的体征状态数据进行分析产生反馈信号，执行器根据反馈信号向用户提供触觉反馈，实现了智能背心与用户的体感交互，提高了用户的体验感。

Description

智能背心及智能背心***
技术领域
本发明涉及柔性智能穿戴技术领域，尤其涉及一种智能背心及智能背心***。
背景技术
智能背心是近年来柔性智能穿戴技术领域中的研究热点，智能背心不仅能保证传感器的放置位置与人体紧密贴合，而且能确保在人体进行各种生理活动时不影响各生理参数的监测。
现有的智能背心一般仅具有体征监测功能，在完成体征监测之后不能向用户进行反馈，与用户进行体感交互，使用户的体验感不佳。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种智能背心及智能背心***。
本发明提供一种智能背心，包括：第一层背心；所述第一层背心包括监测器、主控模块和执行器；
所述监测器用于监测体征状态；
所述主控模块用于对所述监测器获取的体征状态数据进行采集、存储和分析，并根据分析结果对所述执行器发送反馈信号；
所述执行器用于根据反馈信号进行触觉反馈。
可选地，还包括：发电器；所述发电器用于为所述监测器、所述执行器和所述主控模块供电。
可选地，还包括：第二层背心，所述第二层背心套设所述第一层背心。
可选地，所述执行器设置于人体穴位处。
可选地，所述发电器设置于产生摩擦力和压力的部位处。
可选地，所述监测器包括以下中的至少一项：
三轴加速度传感器；
光电监测传感器；
压电薄膜传感器；
温度传感器。
可选地，所述执行器包括以下中的至少一项：
振动执行器；
微位移旋转执行器；
磁力执行器。
可选地，所述发电器包括以下中的至少一项：
微型摩擦发电装置；
微型压力发电装置。
本发明还提供一种智能背心***，包括上述任一项所述的智能背心；还包括：移动端和云端服务器；
所述移动端用于监测与控制所述智能背心，获取所述智能背心的运行数据，并将所述运行数据发送给所述云端服务器；
所述云端服务器用于对所述运行数据进行分析并产生控制指令，通过所述移动端将所述控制指令发送给所述智能背心。
可选地，所述云端服务器还用于将第一智能背心的运行数据通过所述移动端发送给第二智能背心。
本发明提供的智能背心及智能背心***，通过主控模块对监测器获取的体征状态数据进行分析产生反馈信号，执行器根据反馈信号向用户提供触觉反馈，实现了智能背心与用户的体感交互，提高了用户的体验感。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的智能背心的结构示意图之一；
图2是本发明实施例提供的智能背心的结构示意图之二；
图3是本发明实施例提供的智能背心的结构示意图之三；
图4是本发明实施例提供的智能背心***的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1是本发明实施例提供的智能背心的结构示意图之一，如图1所示，本发明提供一种智能背心，包括：第一层背心；所述第一层背心包括监测器、主控模块和执行器；
所述监测器用于监测体征状态；
所述主控模块用于对所述监测器获取的体征状态数据进行采集、存储和分析，并根据分析结果对所述执行器发送反馈信号；
所述执行器用于根据反馈信号进行触觉反馈。
具体地，第一层背心为炭纤维封装的电子元器件，主要包括监测器、主控模块和执行器。
主控模块包括柔性印制电路板（Printed Circuit Board, PCB）、无线传输模块、微处理器、存储器、微型纽扣电池以及电容电阻。
监测器和执行器通过柔性编织工艺被安装在可卷曲的柔性PCB板上，以能够适应贴合于人体表面，适应于人体表面的动态变化。
监测器用于监测智能背心穿戴者的脉搏、血压、体温、心率、出汗水平、pH值、运动姿态、时间等体征状态数据。
可选地，所述监测器包括以下中的至少一项：
三轴加速度传感器；
光电监测传感器；
压电薄膜传感器；
温度传感器。
具体地，三轴加速度传感器、光电监测传感器、压电薄膜传感器和温度传感器集成于监测器内。
三轴加速度传感器能够全面准确反映物体的运动性质，用于监测穿戴者的运动姿态。
光电监测传感器是基于光学原理进行体征监测的传感器，比如血氧、脉搏传感器，通过红外光波进行血氧、脉搏测量。
压电薄膜传感器用于监测穿戴者的生命体征数据，比如心跳、呼吸等数据。温度传感器用于监测穿戴者的体温。
本发明实施例提供的智能背心，通过各种微型传感器实现对穿戴者的体征状态数据的监测。
监测器将获取的体征状态数据发送给主控模块，主控模块利用微处理器和存储器对体征状态数据进行采集、存储和分析，根据分析结果产生反馈信号，反馈信号可以包含反馈时长、反馈形式和反馈力度等信息，并将反馈信号发送给执行器。
执行器根据反馈信号向穿戴者提供触觉反馈，触觉反馈可以是振动、击打等反馈。
可选地，所述执行器包括以下中的至少一项：
振动执行器；
微位移旋转执行器；
磁力执行器。
具体地，振动执行器、微位移旋转执行器和磁力执行器集成于执行器内。
振动执行器用于向穿戴者提供振动形式的触觉反馈，微位移旋转执行器用于向穿戴者提供微位移旋转形式的触觉反馈，磁力执行器用于向穿戴者提供击打形式的触觉反馈。
本发明实施例提供的智能背心，通过各种执行器实现对穿戴者的触觉反馈，实现了智能背心与用户的体感交互，提高了用户的体验感。
执行器可以部署于不同的触觉反馈区域内，以提高丰富的触觉反馈。执行器的具体部署区域可以根据不同尺寸的第一层背心进行定制化设计。
可选地，所述执行器设置于人体穴位处。
具体地，将执行器设置于人体穴位处，可以实现对穿戴者穴位的击打、按摩等，以起到医疗保健的作用。
设置方式可以是矩阵式设置或同心圆式设置，以实现一定范围内的均匀反馈。
本发明实施例提供的智能背心，通过将执行器设置于人体穴位处，可以一定程度上实现对穿戴者的医疗保健。
本发明实施例提供的智能背心，通过主控模块对监测器获取的体征状态数据进行分析产生反馈信号，执行器根据反馈信号向用户提供触觉反馈，实现了智能背心与用户的体感交互，提高了用户的体验感。
可选地，智能背心还包括：发电器；所述发电器用于为所述监测器、所述执行器和所述主控模块供电。
具体地，图2是本发明实施例提供的智能背心的结构示意图之二，如图2所示，智能背心还包括发电器。
发电器也通过柔性编织工艺被安装在可卷曲的柔性PCB板上。
发电器先将穿戴者身体部位产生的微量机械能转化为电能，再用转化的电能为监测器、执行器和主控模块供电，从而实现了智能背心的自主供电。
本发明实施例提供的智能背心，利用发电机实现了智能背心的自主供电。
可选地，所述发电器设置于产生摩擦力和压力的部位处。
具体地，发电器可以设置于容易产生摩擦力的部位处，比如肩部、手肘处，这样有利于发电器感应摩擦力并将摩擦力转化为电能。
发电器也可以设置于容易产生压力的部位处，比如人体背部、关节处等，这样有利于发电器感应压力并将压力转化为电能。
本发明实施例提供的智能背心，通过将发电器设置于产生摩擦力和压力的部位处，有利于发电器将摩擦力和压力转化为电能。
可选地，所述发电器包括以下中的至少一项：
微型摩擦发电装置；
微型压力发电装置。
具体地，微型摩擦发电装置和微型压力发电装置集成于发电器内。
微型摩擦发电装置用于利用摩擦发电的原理，将感应的摩擦力转化为电能。
微型压力发电装置用于利用压力发电的原理，将感应的压力转化为电能。
本发明实施例提供的智能背心，通过各种发电装置实现电能的获取，有利于实现智能背心的自主供电。
可选地，智能背心还包括：第二层背心，所述第二层背心套设所述第一层背心。
具体地，图3是本发明实施例提供的智能背心的结构示意图之三，如图3所示，智能背心还包括第二层背心。
第二层背心套设第一层背心，即第一层背心为智能背心的内层，第二层背心为智能背心的外层。
第一层背心与第二层背心可以采用纽扣、拉链或磁吸式等手段连接在一起。
第二层背心为纯棉、纤维和涤纶等材料制作的背心，这样方便将二层背心拆卸水洗，解决了智能背心内置电子元件不能便捷拆卸，清洗消毒不方便，长期使用存在不卫生的问题。
第二层背心可以根据季节天气进行定制，可以定制为长袖或短袖。
本发明实施例提供的智能背心，通过在第一层智能背心外设置第二层智能背心，可以实现对智能背心的拆洗。
图4是本发明实施例提供的智能背心***的结构示意图，如图4所示，本发明还提供一种智能背心***，包括上述任一项所述的智能背心；还包括：移动端和云端服务器；
所述移动端用于监测与控制所述智能背心，获取所述智能背心的运行数据，并将所述运行数据发送给所述云端服务器；
所述云端服务器用于对所述运行数据进行分析并产生控制指令，通过所述移动端将所述控制指令发送给所述智能背心。
具体地，移动端包括电脑端和手机端，移动端可以通过蓝牙与智能背心进行连接，通过移动端上的软件对智能背心的运行状态进行实时的监控与控制，获取智能背心的运行数据。
手机端通过无线保真（Wireless-Fidelity, WiFi）或第五代移动通信技术（5thGeneration Mobile Communication Technology, 5G）与云端服务器连接。电脑端通过浏览器与云端服务器连接。手机端或电脑端将获取的运行数据发送给云端服务器。
云端服务器上部署了数据处理分析算法，可以对获取的运行数据进行分析，并产生控制指令。数据处理分析算法为开放编程，可编程数据处理分析算法设定监测参数的报警阈值。
控制指令可以是控制执行器的动作行为的指令，比如调整振动模式、振动强度、振动时间、振动部位等指令。
云端服务器将控制指令通过移动端发送给智能背心，智能背心接收到控制指令后，让执行器执行控制指令。
如图4所示，云端服务器可以通过移动端1获取智能背心1和智能背心2的运行数据，通过移动端2获取智能背心3的运行数据。云端服务器可以通过移动端1控制智能背心1和智能背心2，通过移动端2控制智能背心3。
本发明实施例提供的智能背心***，通过智能背心、移动端和云服务器的交互，实现了智能背心的联网，有利于对智能背心的监测和控制。
可选地，所述云端服务器还用于将第一智能背心的运行数据通过所述移动端发送给第二智能背心。
具体地，在需要体感同步的场景中，云端服务器在获取第一智能背心的运行数据后，云端服务器可以将第一智能背心的运行数据通过移动端发送给第二智能背心。
第二智能背心接收到第一智能背心的运行数据后，按第一智能背心的运行数据进行运行，实现第二智能背心的穿戴者与第一智能背心的穿戴者具有相同的体感交互。
如图4所示，云端服务器可以通过移动端2获取智能背心3的运行数据，将智能背心3的运行数据通过移动端1发送给智能背心1和智能背心2，从而智能背心1、智能背心2和智能背心3具有相同的运行数据，实现这三个智能背心的穿戴者具有相同的体感交互。
本发明实施例提供的智能背心***，通过云端服务器将第一智能背心的运行数据通过移动端发送给第二智能背心，实现第二智能背心的穿戴者与第一智能背心的穿戴者具有相同的体感交互。
本发明提供的智能背心及智能背心***可以应用于多种场景，下面提供几种应用场景实例：
（1）办公室人员久坐的应用场景
办公室人员穿戴智能背心后，智能背心将实时监测穿戴者的体征信息，其中包括姿态与时间，相关体征信息将被上传至云端服务器中，通过对体征信息的处理与分析，判断出人员处于长期久坐状态，并触发执行器对其背部进行按摩，缓解其久坐导致的肌肉酸胀与疼痛。执行器的动作行为可通过编程自定义，可根据音乐节奏与个人喜好进行按摩。
（2）老人监护应用场景
老人穿戴智能背心后，将实时监测其体征信息，包括脉搏、血压、体温、心率、出汗水平、pH值、运动姿态、时间等，并根据老人的历史记录数据进行分析判断，一旦发生异常数据，及时将报警信息通过云平台发送至监护人手机中。
（3）体感交互应用场景
智能背心穿戴者可通过云端服务器的控制程序实现局域网互联，实现多件智能背心的执行器的动作同步，从而方便穿戴者能够实现体感交互。比如团队舞蹈中，随着音乐节拍控制执行器的动作，以实现舞蹈成员动作的体感交互，确保舞蹈动作的整齐划一。
本申请实施例中术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”所区别的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种智能背心，其特征在于，包括：第一层背心；所述第一层背心包括监测器、主控模块和执行器；
所述监测器用于监测体征状态；
所述主控模块用于对所述监测器获取的体征状态数据进行采集、存储和分析，并根据分析结果对所述执行器发送反馈信号；
所述执行器用于根据反馈信号进行触觉反馈。
2.根据权利要求1所述的智能背心，其特征在于，还包括：发电器；所述发电器用于为所述监测器、所述执行器和所述主控模块供电。
3.根据权利要求1或2所述的智能背心，其特征在于，还包括：第二层背心，所述第二层背心套设所述第一层背心。
4.根据权利要求1所述的智能背心，其特征在于，所述执行器设置于人体穴位处。
5.根据权利要求2所述的智能背心，其特征在于，所述发电器设置于产生摩擦力和压力的部位处。
6.根据权利要求1所述的智能背心，其特征在于，所述监测器包括以下中的至少一项：
三轴加速度传感器；
光电监测传感器；
压电薄膜传感器；
温度传感器。
7.根据权利要求1所述的智能背心，其特征在于，所述执行器包括以下中的至少一项：
振动执行器；
微位移旋转执行器；
磁力执行器。
8.根据权利要求2所述的智能背心，其特征在于，所述发电器包括以下中的至少一项：
微型摩擦发电装置；
微型压力发电装置。
9.一种智能背心***，其特征在于，包括权利要求1-8中的任一项所述的智能背心；还包括：移动端和云端服务器；
所述移动端用于监测与控制所述智能背心，获取所述智能背心的运行数据，并将所述运行数据发送给所述云端服务器；
所述云端服务器用于对所述运行数据进行分析并产生控制指令，通过所述移动端将所述控制指令发送给所述智能背心。
10.根据权利要求9所述的智能背心***，其特征在于，所述云端服务器还用于将第一智能背心的运行数据通过所述移动端发送给第二智能背心。
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