專利名稱:一種基于物聯(lián)網(wǎng)壓電電纜應用技術(shù)的生命體動監(jiān)測儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于物聯(lián)網(wǎng)壓電電纜應用技術(shù)的生命體動監(jiān)測儀，包括單獨穿戴使用、也可放置于床上、床墊內(nèi)、被套內(nèi)、枕頭內(nèi)、衣服內(nèi)、內(nèi)衣內(nèi)或其它日常用品和汽車腰靠等配套使用的壓電電纜監(jiān)測儀，所述壓電電纜監(jiān)測儀包括壓電電纜組件單元、信號連接線、信號處理控制單元和USB單元。本實用新型創(chuàng)新性的采用壓電電纜作為檢測元件，將成本降低至適合普通家庭可接受范圍內(nèi)，由于壓電技術(shù)本身為無源產(chǎn)品,僅需給信號處理模塊供電即可,大幅降低了產(chǎn)品整體功耗，且采用壓電電纜技術(shù),感知部分為結(jié)實耐用的同軸電纜結(jié)構(gòu),易生產(chǎn),不受彎折影響,結(jié)實耐用,不受惡劣的環(huán)境影響干擾,性能非常穩(wěn)定，而壓電電纜帶有自屏蔽功能,無需外加任何額外屏蔽結(jié)構(gòu)。
【專利說明】
一種基于物聯(lián)網(wǎng)壓電電纜應用技術(shù)的生命體動監(jiān)測儀
技術(shù)領域
[0001]本實用新型屬于生命健康監(jiān)測領域，包含智能家居，穿戴式設備，社區(qū)醫(yī)療，運動健康，車聯(lián)網(wǎng)等，具體涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)壓電電纜應用技術(shù)的生命體動監(jiān)測儀。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的發(fā)展，人民生活水平的提高，人們對睡眠生理、病理日益重視。經(jīng)醫(yī)學研究表明:打鼾的人很有可能患有“呼吸暫停綜合癥”。呼吸暫停的定義是指呼吸道停止氣流達1s以上。如夜間打鼾且伴有間歇性呼吸暫停30次以上，每次暫停時間超過1s以上即可被診斷為“呼吸暫停綜合癥”。這是一種潛在的致死性疾病。其特點是睡眠時上呼吸道阻塞導致進行性缺氧、酸中毒、呼吸困難。
[0003]造成白天嗜睡、頭暈、頭痛、記憶力衰退、乏力、反應遲緩、睡眠行為異常等癥狀。長期患“呼吸暫停綜合癥”可引起高血壓、心律失?；蜮馈Ｄ壳搬t(yī)生在診斷睡眠呼吸暫停癥時常使用夜間睡眠呼吸多項生理監(jiān)測儀，記錄一整夜的睡眠周期，其中包括呼吸暫停以及呼吸變淺的次數(shù)、型態(tài)、缺氧指數(shù)、次數(shù)、心電圖的變化、口鼻腔氣流、胸腹部呼吸運動、耳垂血氧等信號的記錄、打鼾次數(shù)等情形。雖然這些儀器測量較準確，但需要在身上配戴多種儀器，也必須在特定的醫(yī)院中由專業(yè)人士操作才能進行測量，非常不方便，并且也容易影響患者的睡眠，所以不適合做長期的監(jiān)測。并且這樣的儀器價格昂貴，不太適合在家庭使用。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種采用壓電電纜作為檢測元件，成本大大降低，易生產(chǎn)，不受彎折影響，結(jié)實耐用，不受惡劣的環(huán)境影響干擾，性能非常穩(wěn)定，而壓電電纜帶有自屏蔽功能，無需外加任何額外屏蔽結(jié)構(gòu)的基于物聯(lián)網(wǎng)壓電電纜應用技術(shù)的生命體動監(jiān)測儀。
[0005]本實用新型是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:一種基于物聯(lián)網(wǎng)壓電電纜應用技術(shù)的生命體動監(jiān)測儀，包括單獨穿戴使用、也可放置于床上、床墊內(nèi)、被套內(nèi)、枕頭內(nèi)、衣服內(nèi)、內(nèi)衣內(nèi)或其它日常用品配套使用的壓電電纜監(jiān)測儀，所述壓電電纜監(jiān)測儀包括壓電電纜組件單元、信號連接線、信號處理控制單元和USB單元；
[0006]所述壓電電纜組件單元包括壓電電纜組件單元尾端蓋、加強硅膠套、壓電電纜和壓電電纜組件單元前端蓋，所述壓電電纜設置于加強硅膠套內(nèi)；
[0007]所述壓電電纜組件單元尾端蓋密封加強硅膠套及壓電電纜的一端，所述壓電電纜組件單元前端蓋密封加強硅膠套及壓電電纜的另一端，壓電電纜穿過壓電電纜組件單元前端蓋與信號連接線連接；
[0008]所述信號連接線的另一端連接信號處理控制單元，USB單元連接信號處理控制單
J L ο
[0009]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述加強硅膠套采用軟膠材料制成，加強硅膠套內(nèi)設置有至少一個以上的O型圈，壓電電纜套裝于O型圈內(nèi)封裝。
[0010]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述信號處理控制單元包括一主控芯片，主控芯片上設置有信號放大單元、信號處理單元和信號傳輸單元，信號傳輸單元連接用戶終端。
[0011]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述用戶終端為用戶手機、平板或者電腦。
[0012]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述信號傳輸單元為藍牙模塊或者WIFI模塊或者GPRS模塊等通訊模塊。
[0013]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述壓電電纜組件單元內(nèi)設置壓電電纜采集器。
[0014]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述信號連接線使用單芯帶屏蔽的電子線。
[0015]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述O型圈的兩側(cè)設置有一方形退讓槽，壓電電纜設置于帶方形退讓槽的O型圈內(nèi)。
[0016]本實用新型的有益效果是:本實用新型創(chuàng)新性的采用壓電電纜作為檢測元件將成本降低至適合普通家庭可接受范圍內(nèi)，由于壓電技術(shù)本身為無源產(chǎn)品，僅需給信號處理模塊供電即可，大幅降低了產(chǎn)品整體功耗，且采用壓電電纜技術(shù)，感知部分為結(jié)實耐用的同軸電纜結(jié)構(gòu)，易生產(chǎn)，不受彎折影響，結(jié)實耐用，不受惡劣的環(huán)境影響干擾，性能非常穩(wěn)定，而壓電電纜帶有自屏蔽功能，無需外加任何額外屏蔽結(jié)構(gòu)。
[0017]利用壓電電纜組件可實時監(jiān)測生命體動，包括:心率、呼吸、呼吸暫停，打鼾、痙攣、翻身、離床、咳嗽等特征。
【附圖說明】

[0018]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1為本實用新型的整體使用示意圖；
[0020]圖2為單人壓電電纜生命體動傳感器應用截面圖；
[0021 ]圖3為雙人壓電電纜生命體動傳感器應用截面圖；
[0022]圖4為本實用新型的整體結(jié)構(gòu)不意圖；
[0023]圖5為本實用新型的壓電電纜組件單元的爆炸結(jié)構(gòu)圖；
[0024]圖6為本實用新型的系統(tǒng)方框圖；
[0025]圖7為傳感器部分的電路圖；
[0026]圖8為無線收發(fā)模塊的電路圖；
[0027]圖9為電源供應器的電路圖；
[0028]圖10為BLE藍牙收發(fā)模塊的電路圖。
【具體實施方式】
[0029]本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
[0030]本說明書(包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。
[0031]如圖1、圖4、圖5和圖6所示，本實用新型的一種基于物聯(lián)網(wǎng)壓電電纜應用技術(shù)的生命體動監(jiān)測儀包括單獨穿戴使用、也可放置于床上、床墊內(nèi)、被套內(nèi)、枕頭內(nèi)、衣服內(nèi)、內(nèi)衣內(nèi)或其它日常用品配套使用的壓電電纜監(jiān)測儀1，所述壓電電纜監(jiān)測儀I包括壓電電纜組件單元5、信號連接線6、信號處理控制單元7和USB單元8;
[0032]所述壓電電纜組件單元5包括壓電電纜組件單元尾端蓋9、加強硅膠套10、壓電電纜2和壓電電纜組件單元前端蓋11，所述壓電電纜2設置于加強硅膠套10內(nèi)；
[0033]所述壓電電纜組件單元尾端蓋9密封加強硅膠套10及壓電電纜2的一端，所述壓電電纜組件單元前端蓋11密封加強硅膠套10及壓電電纜2的另一端，壓電電纜穿過壓電電纜組件單元前端蓋與信號連接線連接；
[0034]所述信號連接線6的另一端連接信號處理控制單元，USB單元8連接信號處理控制單元7。
[0035]其中，加強硅膠套10采用軟膠材料制成，加強硅膠套內(nèi)設置有至少一個以上的O型圈4，壓電電纜2套裝于O型圈4內(nèi)封裝，所述O型圈4的兩側(cè)設置有一方形退讓槽3，壓電電纜2設置于帶方形退讓槽的O型圈4內(nèi)。O型圈封裝使得在高靈敏度壓電傳感器的基礎上增加更高的靈敏度。多“O”型圈封裝機構(gòu)通過機械懸臂梁方式，增加了產(chǎn)品靈敏度，緩沖了信號噪音，使得心音變得更清楚，底部噪音更小。另外，軟膠采用跟身體皮膚接近的材料，使用更合適的硬度和不同外觀的造型和配色，使得產(chǎn)品有更多接近生活色彩。
[0036]其中，信號處理控制單元包括一主控芯片，主控芯片上設置有信號放大單元、信號處理單元和信號傳輸單元，信號傳輸單元連接用戶終端，用戶終端為用戶手機、平板或者電腦，信號傳輸單元為藍牙模塊或者WIFI模塊。
[0037]壓電電纜組件單元內(nèi)設置壓電電纜采集器;通過壓電電纜采集器的壓電效應(壓電薄膜電介質(zhì)在沿一定方向上受到外力的作用而變形時，其內(nèi)部會產(chǎn)生壓電效應，同時在它的兩個相對表面上出現(xiàn)正負相反的電荷。當外力去掉后，它又會恢復到不帶電的狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為正壓電效應)；
[0038]當作用力的方向改變時，電荷的極性也隨之改變，通過“O”加強硅膠套拾取睡眠時人體的呼吸，心跳，打鼾等微弱幅度動作，并將其轉(zhuǎn)換成電信號通過2#信號連接線轉(zhuǎn)遞到3#信號處理控制單元進行放大，分析處理后再將數(shù)據(jù)通過內(nèi)置的信號傳輸模塊傳遞至用戶終端終端(如手機，平板，電腦)上的應用程序，再通過應用程序展示睡眠的睡眠時間、體動、心率和呼吸等各項睡眠實時參數(shù)，以達到監(jiān)視、對比、輔助優(yōu)化睡眠的應用。
[0039]信號連接線6使用單芯帶屏蔽的電子線，使得整個產(chǎn)品產(chǎn)生自屏蔽結(jié)構(gòu)，信號輸出變得更干凈和穩(wěn)定。
[0040]使用電纜與電子線直接連接，與壓電薄膜的連接方式來說，連接變得更簡單，更可靠。使得在生產(chǎn)的過程中，生產(chǎn)成本大幅減少，只有壓電薄膜生產(chǎn)成本的20%_30%。另外，產(chǎn)品的報廢率與同類市場上的產(chǎn)品對比，降低到0.1%。
[0041]壓電電纜傳感器，分雙人和單人兩種，用軟膠多“O”形圈形式進行封裝。這樣使得在高靈敏度壓電傳感器的基礎上增加更高的靈敏度。多“O”型圈封裝機構(gòu)通過機械懸臂梁方式，增加了產(chǎn)品靈敏度，緩沖了信號噪音，使得心音變得更清楚，底部噪音更小。
[0042]另外，軟膠采用跟身體皮膚接近的材料，使用更合適的硬度和不同外觀的造型和配色，使得產(chǎn)品有更多接近生活色彩。
[0043]如圖2所示，圖2為單人壓電電纜生命體動傳感器應用截面圖，圖3為雙人壓電電纜生命體動傳感器應用截面圖。多“O”型圈封裝機構(gòu)通過機械懸臂梁方式，增加了產(chǎn)品靈敏度，緩沖了信號噪音，使得心音變得更清楚，底部噪音更小。另外，軟膠采用跟身體皮膚接近的材料，使用更合適的硬度和不同外觀的造型和配色，使得產(chǎn)品有更多接近生活色彩。
[0044]原理說明:壓電電纜生命體動監(jiān)測儀是通過壓電電纜數(shù)據(jù)采集器，采集用戶在睡眠的時候所產(chǎn)生的各種生命體動，通過放大電路和信號過濾后進行解析運算得出人在睡眠狀態(tài)下的各種體動和身體各個機能的活動狀態(tài)；
[0045]通過這個監(jiān)測儀我們可以清楚的測試到人在睡眠和清醒或疲勞狀態(tài)下的呼吸、心率、心音、打鼾、深淺睡眠。進而我們可以得出呼吸暫停時間，呼吸暫時次數(shù)。
[0046]術(shù)語解釋:壓電電纜生命體動監(jiān)測儀，基于壓電電纜傳感器原理開發(fā)的非接觸式心率、打鼾、呼吸暫停等生命體動監(jiān)測儀，是無干擾、非植入的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品，將壓電電纜監(jiān)測儀放置在床上、床墊、被套、枕頭等床品下，能每晚不間斷的跟蹤分析用戶的睡眠信息以及健康狀況；
[0047]監(jiān)護人員可以通過壓電電纜生命體動監(jiān)測儀發(fā)送實時采集信號到手機、電腦、監(jiān)測平臺等裝置上，實時了解到監(jiān)護對象的每日睡眠情況、生活起居及異常體動信息，及時進行預警，提前預防生命體征的各類疾病。
[0048]原理解釋:
[0049]如圖7-圖10所示，傳感器J35-1所產(chǎn)生的信號通過RlO進行連接，再經(jīng)過由C27和R34組成的RC濾波電路進行第一層濾波，經(jīng)過濾波的信號直接進入U7(LT1012)放大IC進行信號的第一級放大，由于我們測試的主體產(chǎn)生的信號
[0050]比較微弱，必須經(jīng)過2次放大才能達到被處理器識別的強度，因此經(jīng)過第一級放大的信號，再次經(jīng)過R25通過由R26和C25組成的RC濾波電路，信號經(jīng)過2次濾波后，開始進入U8(LT1012)進行2次放大，經(jīng)過2次放大后的信號強度達到了 UOO可以別的程度，信號通過R30進行連接，再由DO進行保護，信號入UOO的P2.0 口。
[0051]信號進入UOO后，處理器對信號進行軟件濾波，信號提取后，進行運算分析得出測試者當前的睡眠狀態(tài)，然后將這些睡眠狀態(tài)(心率，呼吸，打鼾等)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，通過I2C傳送到藍牙或者WIFI主控。J14和J15是I2C選擇
[0052]信號開關(guān)，可以通過它來選擇信號傳遞是藍牙還是WIFI。
[0053]藍牙主控(U4)和WIFI主控(U3)接受到UOO的指令后將已經(jīng)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的測試者的各種狀態(tài)(呼吸，心率，打鼾等)，按照約定的協(xié)議發(fā)送給對應的APP或者服務器的后臺。
[0054]本實用新型能解決的問題:
[0055](I)心率:監(jiān)測用戶心率，跟蹤長期趨勢，識別健康狀況的影響；
[0056](2)呼吸:監(jiān)視用戶的呼吸，與長期的平均值對比，識別健康狀況的影響；
[0057](3)呼吸暫停:這是一種潛在的致死性疾病，其特點是睡眠時上呼吸道阻塞導致進行性缺氧、酸中毒、呼吸困難。采集呼吸暫停的特征，讓用戶及時預防疾病的發(fā)生；
[0058](4)睡眠分析:通過大數(shù)據(jù)睡眠信息的收集，通過睡眠時間、體動、心率和呼吸的對比來監(jiān)控夜間睡眠質(zhì)量；
[0059]( 5 )夜間離床監(jiān)視:通過監(jiān)視用戶夜間離床的時間點和長短來確定患者的異常離床情況并即時向醫(yī)護人員報警；
[0060](6)痙攣發(fā)作監(jiān)視:通過監(jiān)視患者陣發(fā)性抽搐來監(jiān)視患者痙攣發(fā)作并即時向醫(yī)護人員預警；
[0061](7)急重病預警:通過監(jiān)視患者的心率和呼吸率來判斷心力衰竭或呼吸衰竭等急重病情況并即時向醫(yī)護人員預警。
[0062](8)疲勞駕駛:通過放在汽車坐墊上墊子，腰靠，安全帶等裝置，監(jiān)測司機的疲勞狀態(tài)，來進行司機瞌睡預警。
[0063]利用壓電電纜組件可實時監(jiān)測生命體動，包括:心率、呼吸、打鼾、痙攣、翻身、離床、咳嗽等特征。
[0064]本實用新型的有益效果是:本實用新型創(chuàng)新性的采用壓電電纜作為檢測元件將成本降低至適合普通家庭可接受范圍內(nèi)，由于壓電技術(shù)本身為無源產(chǎn)品，僅需給信號處理模塊供電即可，大幅降低了產(chǎn)品整體功耗，且采用壓電電纜技術(shù)，感知部分為結(jié)實耐用的同軸電纜結(jié)構(gòu)，易生產(chǎn)，不受折彎影響，結(jié)實耐用，不受惡劣的環(huán)境影響干擾，性能非常穩(wěn)定，而壓電電纜帶有自屏蔽功能，無需外加任何額外屏蔽結(jié)構(gòu)。
[0065]以上所述，僅為本實用新型的【具體實施方式】，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護范圍應該以權(quán)利要求書所限定的保護范圍為準。
【主權(quán)項】
1.一種基于物聯(lián)網(wǎng)壓電電纜應用技術(shù)的生命體動監(jiān)測儀，其特征在于:包括單獨穿戴使用、也可放置于床上、床墊內(nèi)、被套內(nèi)、枕頭內(nèi)、衣服內(nèi)、內(nèi)衣內(nèi)或其它日常用品和汽車腰靠配套使用的壓電電纜監(jiān)測儀，所述壓電電纜監(jiān)測儀包括壓電電纜組件單元、信號連接線、信號處理控制單元和USB單元； 所述壓電電纜組件單元包括壓電電纜組件單元尾端蓋、加強硅膠套、壓電電纜和壓電電纜組件單元前端蓋，所述壓電電纜設置于加強硅膠套內(nèi)； 所述壓電電纜組件單元尾端蓋密封加強硅膠套及壓電電纜的一端，所述壓電電纜組件單元前端蓋密封加強硅膠套及壓電電纜的另一端，壓電電纜穿過壓電電纜組件單元前端蓋與信號連接線連接； 所述信號連接線的另一端連接信號處理控制單元，USB單元連接信號處理控制單元。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)壓電電纜應用技術(shù)的生命體動監(jiān)測儀，其特征在于:所述加強硅膠套采用軟膠材料制成，加強硅膠套內(nèi)設置有至少一個以上的O型圈，壓電電纜套裝于O型圈內(nèi)封裝。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)壓電電纜應用技術(shù)的生命體動監(jiān)測儀，其特征在于:所述信號處理控制單元包括一主控芯片，主控芯片上設置有信號放大單元、信號處理單元和信號傳輸單元，信號傳輸單元連接用戶終端。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于物聯(lián)網(wǎng)壓電電纜應用技術(shù)的生命體動監(jiān)測儀，其特征在于:所述用戶終端為用戶手機、平板或者電腦。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于物聯(lián)網(wǎng)壓電電纜應用技術(shù)的生命體動監(jiān)測儀，其特征在于:所述信號傳輸單元為藍牙模塊或者WIFI模塊或者GPRS模塊。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)壓電電纜應用技術(shù)的生命體動監(jiān)測儀，其特征在于:所述壓電電纜組件單元內(nèi)設置壓電電纜采集器。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)壓電電纜應用技術(shù)的生命體動監(jiān)測儀，其特征在于:所述信號連接線使用單芯帶屏蔽的電子線。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于物聯(lián)網(wǎng)壓電電纜應用技術(shù)的生命體動監(jiān)測儀，其特征在于:所述O型圈的兩側(cè)設置有一方形退讓槽，壓電電纜設置于帶方形退讓槽的O型圈內(nèi)。
【文檔編號】A61B5/0205GK205729335SQ201620035668
【公開日】2016年11月30日
【申請日】2016年1月15日
【發(fā)明人】段立新
【申請人】深圳市云傳智聯(lián)技術(shù)有限公司