CN116807426A - 一种基于光电传感器生命体征信号采集分析的*** - Google Patents

一种基于光电传感器生命体征信号采集分析的*** Download PDF

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Abstract

本发明属于健康检测领域，提供了一种基于光电传感器生命体征信号采集分析的***，包括以下模块，FP430控制模块；FPGA处理模块；拓展模块；云平台端；APP端；PPG检测模块；ECG检测模块；体脂检测模块；本发明通过结合PPG信号和ECG信号分析人体的生理信号特征得出血压、血氧饱和度、心率、脉象、呼吸频率、脉搏波传导速度、动脉硬化指数、焦虑指数信号，体脂，体水分率多种人体参数，可以通过人脸识别实现家庭全员健康管理，全程语音健康检测引导，定时语音提醒，方便人员使用，可以通过BLE、4G和WIFI的方式将测量数据上传到云平台和APP，多种通信方式提高便捷的数据传输和使用体验。

Description

一种基于光电传感器生命体征信号采集分析的***
技术领域
本发明属于健康检测领域，具体地说是一种基于光电传感器生命体征信号采集分析的***。
背景技术
生活质量需求的提高：随着人们对生活质量的要求越来越高，对健康的关注也越来越重视，人们希望可以在家庭中快速简便地检测自身健康状况，及时发现潜在的健康问题，以便采取相应的措施进行预防和治疗；
然而，现有的在进行人体生命体征信号采集测量工作时，测量参数较少，参数准确性不理想，并且数据读取方式较为单一，不方便用户实现家庭全员健康管理，不方便人员进行使用。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于光电传感器生命体征信号采集分析的***，以解决现有技术中测量参数较少，参数准确性不理想，数据读取方式较为单一，不方便人员进行使用等问题。
一种基于光电传感器生命体征信号采集分析的***，包括以下模块，
FP430控制模块，用于控制和管理整个***的运行；
FPGA处理模块，用于处理和分析来自PPG检测模块和ECG检测模块的信号；
拓展模块，用于连接其他设备或扩展功能；
云平台端，用于存储、处理和分析大量的数据；
APP端，用于显示用户数据，方便用户查看和管理测量数据；
PPG检测模块，用于采集人体生理信号，通过光电传感器采集皮肤表面的光反射信号，通过分析这些信号的变化来获取血压和心率信息；
ECG检测模块，用于采集人体生理信号，通过测量心脏产生的电信号，以获取心率和心律信息；
体脂检测模块，用于检测人体体脂率和体水分率。
优选的，所述PPG检测模块与ECG检测模块配合可以检测用户的血压、血氧饱和度、心率、脉象、呼吸频率、脉搏波传导速度、动脉硬化指数、焦虑指数信号，同时支持短程心率变异性分析。
优选的，所述血压的测量范围是30～200mmHg，在正确校准后，测量结果的误差不会超过±5mmHg；血氧饱和度的测量范围是85％～100％，在正常供血情况下，测量结果的误差不会超过±2％；心率的测量范围是30～250bpm，精度在30～150bpm范围内为±2bpm，在151～250bpm范围内为±3bpm，测量结果的误差不会超过±2bpm或±3bpm；脉象为复合脉象，是由滑脉、平脉、弦脉、数脉、迟脉、缓脉、促脉、结脉、止脉这9种脉象中的两种组合而成；呼吸频率的测量范围是6～60次/分，在正常呼吸状态下，测量结果的误差为±2；脉搏波传导速度的测量范围是0.6～9.9m/s；动脉硬化指数的测量范围是1.0～9.9；焦虑指数的测量范围是0.1～9.9。
优选的，所述体脂检测模块对体脂率和体水分率的测量精度均为1％。
优选的，所述FP430控制模块会在FPGA处理模块接收到PPG检测模块、ECG检测模块和体脂检测模块的检测信号并进行处理后，通过UART与FPGA处理模块进行通信，接收到检测数据后通过BLE、4G和WIFI无线通信方式将数据传输至APP端与云平台端。
优选的，所述FP430控制模块通过第三方提供的SDK，开发和定制与该产品相关的应用程序和功能。
优选的，所述APP端包括注册登录模块、语音引导模块、人脸识别模块和定时模块；
所述注册登录模块，用于注册用户信息或登录使用；
所述语音引导模块，用于在用户进行用户信息注册、用户信息登录和健康检测时进行全程语音指导提示；
所述人脸识别模块，用于在用户进行用户信息注册时采集用户人脸图像信息，在登录时通过记录的人脸图像信息与用户人脸图像进行对比，人脸图像符合时确认登录，不符合时拒绝登录；
所述定时模块，用于定时语音提醒用户进行人体参数的检测更新。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明通过结合PPG信号和ECG信号分析人体的生理信号特征得出血压、血氧饱和度、心率、脉象、呼吸频率、脉搏波传导速度、动脉硬化指数、焦虑指数信号，体脂，体水分率多种人体参数，可以通过人脸识别实现家庭全员健康管理，全程语音健康检测引导，定时语音提醒，方便人员使用，可以通过BLE、4G和WIFI的方式将测量数据上传到云平台和APP，多种通信方式提高便捷的数据传输和使用体验。
附图说明
图1为本发明的***模块框图；
图2为本发明的APP端具体模块框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
如附图1至附图2所示：
实施例一：本发明提供一种基于光电传感器生命体征信号采集分析的***，包括以下模块，
FP430控制模块，用于控制和管理整个***的运行；
FPGA处理模块，用于处理和分析来自PPG检测模块和ECG检测模块的信号；
拓展模块，用于连接其他设备或扩展功能，可以通过USB、HDMI和耳机等接口连接其他设备或扩展功能；
云平台端，用于存储、处理和分析大量的数据，通过将测量数据上传到云平台，用户可以随时随地访问和管理自己的健康数据，同时也可以与医生、健康管理师等专业人员进行远程沟通和协作；
APP端，用于显示用户数据，方便用户查看和管理测量数据；
PPG检测模块，用于采集人体生理信号，通过光电传感器采集皮肤表面的光反射信号，通过分析这些信号的变化来获取血压和心率信息；
ECG检测模块，用于采集人体生理信号，通过测量心脏产生的电信号，以获取心率和心律信息；
体脂检测模块，用于检测人体体脂率和体水分率。
具体的，PPG检测模块与ECG检测模块配合可以检测用户的血压、血氧饱和度、心率、脉象、呼吸频率、脉搏波传导速度、动脉硬化指数、焦虑指数信号，同时支持短程心率变异性分析。
具体的，血压的测量范围是30～200mmHg，在正确校准后，测量结果的误差不会超过±5mmHg；血氧饱和度的测量范围是85％～100％，在正常供血情况下，测量结果的误差不会超过±2％；心率的测量范围是30～250bpm，精度在30～150bpm范围内为±2bpm，在151～250bpm范围内为±3bpm，测量结果的误差不会超过±2bpm或±3bpm；脉象为复合脉象，是由滑脉、平脉、弦脉、数脉、迟脉、缓脉、促脉、结脉、止脉这9种脉象中的两种组合而成；呼吸频率的测量范围是6～60次/分，在正常呼吸状态下，测量结果的误差为±2；脉搏波传导速度的测量范围是0.6～9.9m/s；动脉硬化指数的测量范围是1.0～9.9；焦虑指数的测量范围是0.1～9.9。
具体的，体脂检测模块对体脂率和体水分率的测量精度均为1％。
具体的，FP430控制模块会在FPGA处理模块接收到PPG检测模块、ECG检测模块和体脂检测模块的检测信号并进行处理后，通过UART与FPGA处理模块进行通信，接收到检测数据后通过BLE、4G和WIFI无线通信方式将数据传输至APP端与云平台端。
具体的，FP430控制模块通过第三方提供的SDK，开发和定制与该产品相关的应用程序和功能。
由上可知，PPG检测模块与ECG检测模块配合可以检测用户的血压、血氧饱和度、心率、脉象、呼吸频率、脉搏波传导速度、动脉硬化指数、焦虑指数信号，同时支持短程心率变异性分析，体脂检测模块可以对用户体脂率和体水分率，通过结合PPG检测模块、体脂检测模块和ECG检测模块信号的分析，FPGA能够提供准确的人体参数测量结果，满足用户对多种人体参数的测量需求，通过BLE、4G和WIFI无线通信方式，云平台端与APP端可以接收储存测量数据，避免数据丢失，并显示测量数据以方便用户查看管理，多种通信方式提高便捷的数据传输和使用体验。
实施例二：本实施例与上一个实施例基本相同，区别在于，APP端包括注册登录模块、语音引导模块、人脸识别模块和定时模块；
注册登录模块，用于注册用户信息或登录使用；
语音引导模块，用于在用户进行用户信息注册、用户信息登录和健康检测时进行全程语音指导提示；
人脸识别模块，用于在用户进行用户信息注册时采集用户人脸图像信息，在登录时通过记录的人脸图像信息与用户人脸图像进行对比，人脸图像符合时确认登录，不符合时拒绝登录；
定时模块，用于定时语音提醒用户进行人体参数的检测更新。
工作原理：启动注册登录模块后语音引导模块会全部语音指导提示使用步骤，通过人脸识别模块采集用户人脸图像信息并记录，以完成注册登录，定时模块会每隔一定时间提醒用户进行健康检测以更新人体参数信息，然后通过语音引导模块全部语音提示用户通过PPG检测模块、ECG检测模块和体脂检测模块进行人体参数检测，在通过FPGA处理模块处理后将准确身体信息传输至FP430控制模块，FP403控制模块会将数据分别传输至云平台端进行分类储存，传输至APP端进行显示，以方便用户查看管理测量数据。
本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (7)

1.一种基于光电传感器生命体征信号采集分析的***，其特征在于：包括以下模块，
FP430控制模块，用于控制和管理整个***的运行；
FPGA处理模块，用于处理和分析来自PPG检测模块和ECG检测模块的信号；
拓展模块，用于连接其他设备或扩展功能；
云平台端，用于存储、处理和分析大量的数据；
APP端，用于显示用户数据，方便用户查看和管理测量数据；
PPG检测模块，用于采集人体生理信号，通过光电传感器采集皮肤表面的光反射信号，通过分析这些信号的变化来获取血压和心率信息；
ECG检测模块，用于采集人体生理信号，通过测量心脏产生的电信号，以获取心率和心律信息；
体脂检测模块，用于检测人体体脂率和体水分率。
2.如权利要求1所述一种基于光电传感器生命体征信号采集分析的***，其特征在于：所述PPG检测模块与ECG检测模块配合可以检测用户的血压、血氧饱和度、心率、脉象、呼吸频率、脉搏波传导速度、动脉硬化指数、焦虑指数信号，同时支持短程心率变异性分析。
3.如权利要求2所述一种基于光电传感器生命体征信号采集分析的***，其特征在于：所述血压的测量范围是30～200mmHg，在正确校准后，测量结果的误差不会超过±5mmHg；血氧饱和度的测量范围是85％～100％，在正常供血情况下，测量结果的误差不会超过±2％；心率的测量范围是30～250bpm，精度在30～150bpm范围内为±2bpm，在151～250bpm范围内为±3bpm，测量结果的误差不会超过±2bpm或±3bpm；脉象为复合脉象，是由滑脉、平脉、弦脉、数脉、迟脉、缓脉、促脉、结脉、止脉这9种脉象中的两种组合而成；呼吸频率的测量范围是6～60次/分，在正常呼吸状态下，测量结果的误差为±2；脉搏波传导速度的测量范围是0.6～9.9m/s；动脉硬化指数的测量范围是1.0～9.9；焦虑指数的测量范围是0.1～9.9。
4.如权利要求1所述一种基于光电传感器生命体征信号采集分析的***，其特征在于：所述体脂检测模块对体脂率和体水分率的测量精度均为1％。
5.如权利要求1所述一种基于光电传感器生命体征信号采集分析的***，其特征在于：所述FP430控制模块会在FPGA处理模块接收到PPG检测模块、ECG检测模块和体脂检测模块的检测信号并进行处理后，通过UART与FPGA处理模块进行通信，接收到检测数据后通过BLE、4G和WIFI无线通信方式将数据传输至APP端与云平台端。
6.如权利要求1所述一种基于光电传感器生命体征信号采集分析的***，其特征在于：所述FP430控制模块通过第三方提供的SDK，开发和定制与该产品相关的应用程序和功能。
7.如权利要求1所述一种基于光电传感器生命体征信号采集分析的***，其特征在于：所述APP端包括注册登录模块、语音引导模块、人脸识别模块和定时模块；
所述注册登录模块，用于注册用户信息或登录使用；
所述语音引导模块，用于在用户进行用户信息注册、用户信息登录和健康检测时进行全程语音指导提示；
所述人脸识别模块，用于在用户进行用户信息注册时采集用户人脸图像信息，在登录时通过记录的人脸图像信息与用户人脸图像进行对比，人脸图像符合时确认登录，不符合时拒绝登录；
所述定时模块，用于定时语音提醒用户进行人体参数的检测更新。
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