CN202859092U

CN202859092U - 家庭无线体征监测仪

Info

Publication number: CN202859092U
Application number: CN 201220244803
Authority: CN
Inventors: 付蔚; 王平; 税梦玲; 方健; 刘谋黎; 蒲路萍; 谢浩; 罗达
Original assignee: Chongqing University of Post and Telecommunications
Current assignee: Chongqing University of Post and Telecommunications
Priority date: 2012-05-29
Filing date: 2012-05-29
Publication date: 2013-04-10
Anticipated expiration: 2022-05-29

Abstract

一种家庭无线体征监测仪，包括感知部件、嵌入式处理器模块、通信部件，其中感知部件包括脉搏、体温传感器，心电电极片及心电处理模块；嵌入式处理器模块通过感知部件和通信部件，实现对体温、脉搏、心电的实时采集和无线发送，本监测仪采用模块化设计，解决各生理参数采集过程中的干扰问题，且本监测仪运行精简的6LoWPAN网络协议栈，可实现多终端的远程数据查看，满足智能医疗的需求。

Description

家庭无线体征监测仪

技术领域

本实用新型涉及一种无线体征监测仪，具体是一种集测量体温、心电、脉搏于一体的家庭无线体征监测仪。

背景技术

到2015年，全国60以上老年人将增加到2.21亿人，这对老年人独居及医疗保健服务提出了严峻的挑战，此外，如何更好地护理家中的认知障碍者，残疾人，慢性病者，婴幼儿，也是中国构建和谐社会需要重视的问题。开发家庭无线体征监测仪，符合当今社会关注健康的主题，符合智能医疗发展的趋势，同时为家人购买了一份价格低廉但非常实用的保险，可以让我们时刻远程关注家人身体健康状况。现有的监测人体体征的设备都是通过模块化的接口来实现，选择性的使用不同的传感器模块来实现不同的体征参数采集，最终在设备上或通过无线传输进行存储和显示，与本申请最接近的文献的发明专利申请公开号为CN 102415878 A 、公开日为：2012.04.18，该发明专利，只能通过GPRS通信信道传输技术，使用GSM短信这一单一形式对数据进行发送，且数据只能存放在指定的接收远程***。

发明内容

本实用新型包括电源模块、感知部件、嵌入式处理器、通信部件。设备上电后，嵌入式处理器给感知部件发送开启采集命令，感知部件收到指令后，进行人体体温、脉搏及心电数据采集，体温数据通过嵌入式处理器的模数转换接口、脉搏数据通过嵌入式处理器的I/O接口，心电数据通过嵌入式处理器的发送/接收串口送给嵌入式处理器进行处理，处理包括模数转换计算体温值，定时器计时计算脉搏值，串口定时接收心电数据，并将处理后的人体生理参数作为负载封装成6LoWPNA帧进行发送。嵌入式处理器对接收到的数据进行6LoWPAN帧封装成信息帧，通过SPI接口将此信息帧发送给无线收发芯片，由无线收发芯片将6LoWPNA信息帧送到网关进行数据的转发处理。如串口10ms接收一个心电数据，1分钟后，将得到100个心电数据，将1个体温值、1个脉搏值以及100个心电值作为负载封装成帧，最后通过嵌入式处理器的串行外设接口SPI将此信息帧送给通信部件进行发送，通过SPI接口将此信息帧发送给无线收发芯片，由无线收发芯片将6LoWPNA信息帧送到网关进行数据的转发处理。

本实用新型能够自动接入6LoWPAN家庭无线传感网络，准确实时地采集人体体温、脉搏、心电值，最终将体温值、脉搏值以及心电图曲线显示在手机、PDA、个人电脑等终端上，克服GPRS通信信道传输只有单一形式对数据传输的缺陷。

附图说明

图1为本实用新型电原理框图；

图2为本实用新型经6LoWPAN家庭无线传感网接入互联网的网络拓扑图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本实用新型做详细说明。

如图1所示，本实用新型使用5V干电池供电，感知部件包括体温采集、脉搏采集、心电监测，感知部件感知人体提问和脉搏信号分别通过A/D接口和输入/输出接口送入嵌入式处理器，心电信号处理模块通过电极片采集心电数据，通过串口送入嵌入式处理器，嵌入式处理器对人体生理参数和心电数据进行相关处理，通过无线收发芯片发送。其中：传感部件包括体温传感器、脉搏传感器、心电处理模块。

a) 体温采集通过体温传感器感知人体体温，体温传感器可选用高精度的铂电阻，其阻值随着人体体温值的变化而变化，设备上电后，铂电阻阻值开始发生变化，电阻值经采样电路后转换成电压值，再经过放大和滤波电路，将电压信号传送给嵌入式处理器的指定模数转换引脚，将体温模拟量转换成数字量体温值，嵌入式处理器将此数字量体温值存储在体温变量中。

b) 脉搏采集通过脉搏传感器感知人体脉搏跳动，脉搏传感器可采用一种压电式小型压力传感器，设备上电后，压力传感器开始检测脉搏跳动，其动态压力信号通过薄膜变成电荷量，再经过放大电路和滤波电路转换成高电平信号输出给嵌入式处理器的指定I/O管脚，嵌入式处理器通过定时器计时，计算在定时时间（如1分钟）内此指定I/O管脚变成高电平的次数，获得脉搏的跳动次数，嵌入式处理器同样将计算出的脉搏值存储在脉搏变量中。

c) 心电监测通过综合II导联及心电处理模块实现，设备上电后，嵌入式处理器给心电处理模块发送心电采集命令，心电负极电极片、正极电极片、接地电极片分别开始采集右锁骨中点下缘、左腋前线第四肋间、剑突下偏右处的心电数据，再通过三根心电导联线将实时采集的数据送给心电信号处理模块，该心电信号处理模块包括依次连接着导联线的放大器、滤波器、模数转换器，以及与放大器电性相连接的时间常数模块，采集到的人体电信号经过信号处理模块中的放大、滤波、模数转换后，由该处理模块进行数字滤波、波形识别，最后将二进制心电数据通过串口传送给嵌入式处理器，嵌入式处理器对将心电数据以数组元素的形式存储在心电数组中。

如图2所示为本实用新型经6LoWPAN（基于IPv6的低速无线个域网）家庭无线传感网接入互联网的网络拓扑图，嵌入式处理器运行精简的低功耗的6LoWPNA网络协议栈，其底层采用IEEE802.15.4的物理层和竞争式介质访问控制子层协议MAC层，网络层采用IPv6（互联网协议版本6）协议，且在网络层和MAC层之间增加网络适配层，使用UDP（用户数据包协议）作为其传输层，设备上电后，将自动读取MAC地址，配置所需的IPv6地址。在预定时间内计算出脉搏值（如1分钟），嵌入式处理器需在预定时间后，再对采集到的三个体征数据进行6LoWPAN帧封装，通过SPI接口将此信息帧发送给无线收发芯片，最后由工作在780MHz的无线个人局域网WPAN频段的无线收发芯片将6LoWPNA信息帧进行无线发送，通过多跳无线网格网络Mesh组网的方法将数据送到网关进行数据的转发处理，最后接入各种承载网络（如Ethernet、Wi-Fi、3G 、GPRS），可方便地通过手机、个人电脑等移动终端查看家人体温、脉搏值，以及心电图，便于家人或医生随时随地查看被看护者的健康情况。

Claims

1.一种家庭无线体征监测仪，其特征在于，包括：电源模块、感知部件、嵌入式处理器、通信部件，感知部件感知人体体温和脉搏信号，并分别通过模数转换接口和输入/输出接口送入嵌入式处理器，心电信号处理模块通过电极片采集心电数据，通过串口送入嵌入式处理器，嵌入式处理器对接收到的数据进行相关处理，将其作为负载封装成帧，通过无线收发芯片发送。

2.根据权利要求1所述的家庭无线体征监测仪，其特征在于，其中：传感部件包括体温传感器、脉搏传感器、心电处理模块。

3.根据权利要求1所述的家庭无线体征监测仪，其特征在于，嵌入式处理器对接收到的数据进行6LoWPAN帧封装成信息帧，通过SPI接口将此信息帧发送给无线收发芯片，由无线收发芯片将6LoWPNA信息帧送到网关进行数据的转发处理。

4.根据权利要求2所述的家庭无线体征监测仪，其特征在于，体温传感器选用铂电阻，根据体温确定的电阻值经采样电路后转换成电压值，经过放大和滤波电路，将电压信号传送给嵌入式处理器转换成数字量体温值，并存储在体温变量中。

5.根据权利要求2所述的家庭无线体征监测仪，其特征在于，脉搏传感器采用压电式小型压力传感器，压力传感器检测脉搏跳动，其动态压力信号通过薄膜变成电荷量，再经过放大电路和滤波电路转换成高电平信号输出给嵌入式处理器，嵌入式处理器获得脉搏跳动次数存储在脉搏变量中。

6.根据权利要求2所述的家庭无线体征监测仪，其特征在于，心电处理模块通过心电导联线将实时采集的人体电信号送给心电信号处理模块，采集到的人体电信号经过信号处理模块中的放大、滤波、模数转换后，进行数字滤波、波形识别，将二进制心电数据通过串口传送给嵌入式处理器，以数组元素的形式存储在心电数组中。