一種多功能智能床系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種多功能智能床系統(tǒng)，包含攝像模塊、氣囊床墊模塊、壓敏傳感器陣列模塊、麥克風(fēng)模塊、壓力傳感器模塊、床體、下位機(jī)和上位機(jī)；所述攝像模塊包括可伸縮桿與攝像頭，所述氣囊床墊模塊置于床體上，用于調(diào)整使用者位姿，所述壓敏傳感器陣列模塊平鋪于氣囊床墊模塊上。所述麥克風(fēng)模塊用于采集使用者的鼾聲和呼吸聲，所述壓敏傳感器陣列模塊由上緩沖層、下緩沖層和安裝在和上、下緩沖層之間的壓敏感器陣列組成。所述壓力傳感器模塊由分別安裝在床體四個床腿上的四個電阻應(yīng)變式壓力傳感器組成，所述下位機(jī)分別與攝像模塊、麥克風(fēng)模塊、壓力傳感器模塊、壓敏傳感器陣列模塊相連接，下位機(jī)還與氣墊床墊模塊的充放氣模塊相連接，上位機(jī)與下位機(jī)相連接。
【專利說明】
一種多功能智能床系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及智能居家領(lǐng)域，具體涉及一種融合多元信息判斷健康狀態(tài)的多功能智能床系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國社會老齡化程度的加深，對居家老人臥床狀態(tài)下的健康狀態(tài)監(jiān)測成為研究熱點(diǎn)，然而現(xiàn)有的臥床狀態(tài)下健康監(jiān)控設(shè)備多只基于單一信息，如基于鼾聲、基于心率或基于睡姿等，難于對臥床者的健康狀態(tài)，尤其是在睡眠過程中的健康狀態(tài)進(jìn)行全面的監(jiān)控，且由于現(xiàn)有的監(jiān)控系統(tǒng)多只能被動的監(jiān)控報(bào)警，難于對臥床狀態(tài)下，尤其是對睡眠過程中易產(chǎn)生打鼾、呼吸暫停、心率衰竭臥床者的不良睡姿進(jìn)行主動調(diào)整，因此提供一種基于多元信息進(jìn)行健康狀態(tài)監(jiān)控，并能根據(jù)監(jiān)控結(jié)果對不良睡姿進(jìn)行主動調(diào)整的智能床系統(tǒng)成為現(xiàn)有技術(shù)中亟待解決的問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型針對現(xiàn)有技術(shù)存在的關(guān)鍵問題，提供一種基于多元信息判斷健康狀態(tài)的多功能智能床系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有識別速度快、實(shí)時(shí)性好、檢測精度高、可適用于不同性別、身高、體重患者的健康狀態(tài)檢測等特點(diǎn)。根據(jù)目前智能居家和醫(yī)療市場對老人健康狀態(tài)檢測的需求和發(fā)展，對患有呼吸暫停綜合癥患者的呼吸障礙減緩，對患有床褥影響的病人治療和對患有心臟性疾病的預(yù)測，以及對從嬰幼兒到中老年的睡眠質(zhì)量的提高，不同群體的睡眠質(zhì)量和健康預(yù)測的急需解決，前景可觀。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是提供一種多功能智能床系統(tǒng)所述多功能智能床系統(tǒng)包含攝像模塊、氣囊床墊模塊、壓敏傳感器陣列模塊、麥克風(fēng)模塊、壓力傳感器模塊、床體、下位機(jī)和上位機(jī)
[0005]所述攝像模塊包括可伸縮桿與攝像頭，所述可伸縮桿直立固定在床尾中部，攝像頭安裝在可伸縮桿頂部并指向床體中間，所述攝像頭可以相對可伸縮桿頂部旋轉(zhuǎn)，所述攝像頭為紅外-可見攝像頭，
[0006]所述氣囊床墊模塊置于床體上，用于調(diào)整使用者位姿，所述壓敏傳感器陣列模塊平鋪于氣囊床墊模塊上。氣囊床墊模塊由充放氣模塊和并排的氣囊單元陣列組成，所述充放氣模塊能對每個氣囊單元單獨(dú)充放氣。
[0007]所述麥克風(fēng)模塊用于采集使用者的鼾聲和呼吸聲，安裝在床體上靠近使用者頭部的位置，保證對使用者呼吸聲音、打鼾聲音等的精準(zhǔn)采集。
[0008]所述壓敏傳感器陣列模塊由上緩沖層、下緩沖層和安裝在和上、下緩沖層之間的壓敏感器陣列組成，所述上、下緩沖層采用柔性材料制成。
[0009]所述壓力傳感器模塊的由分別安裝在床體四個床腿上的四個電阻應(yīng)變式壓力傳感器組成，
[0010]所述下位機(jī)分別與攝像模塊、麥克風(fēng)模塊、壓力傳感器模塊、壓敏傳感器陣列模塊相連接并采集上述模塊收集的數(shù)據(jù)，所述下位機(jī)還與氣墊床墊模塊的充放氣模塊相連接，并根據(jù)上位機(jī)傳輸?shù)乃丝刂菩盘柨刂茪饽覇卧嚵械某浞艢?br>[0011 ]所述上位機(jī)與下位機(jī)相連接，用于對下位機(jī)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并將根據(jù)處理結(jié)果得到的睡姿調(diào)節(jié)信號傳輸?shù)较挛粰C(jī)。
[0012]所述的多功能智能床系統(tǒng)，其特征是所述攝像模塊還包括紅外照明模塊。
[0013]氣囊床墊模塊采用12X 24的氣囊單元模塊陣列，其中橫向12個，縱向24個，每個氣囊單元尺寸為90mm X 90mm。
[0014]所述的多功能智能床系統(tǒng)，其特征所述充放氣模塊包括氣栗和安裝在氣栗與每個氣囊單元的連接管路上的電磁閥。
[0015]所述的多功能智能床系統(tǒng)，其特征是所述壓敏傳感器陣列模塊4長度為2m，寬度為Im，上、下緩沖層的厚度均為5mm，壓敏傳感器陣列由64 X 128個壓敏傳感器組成。
[0016]本實(shí)用新型提供的多功能智能床以現(xiàn)有的護(hù)理床為基礎(chǔ)，增加了攝像模塊、壓敏傳感器陣列模塊、麥克風(fēng)模塊、壓力傳感器模塊，分別用于采集使用者在臥床時(shí)的視頻信息、睡姿壓力圖像、聲音信息以及動態(tài)體重信息，并通過下位機(jī)將上述信息傳輸?shù)缴衔粰C(jī)中進(jìn)行處理，通過對上述多元信息的采集和處理，既可以全面監(jiān)控使用者的臥床時(shí)(睡眠)的健康狀態(tài)，又可以通過融合多元信息，給出對氣囊床墊模塊的調(diào)整信號，通過下位機(jī)控制氣囊床墊模塊的充放氣模塊對相應(yīng)的氣囊單元進(jìn)行充放氣，以調(diào)節(jié)床墊的硬度和臥床者的臥床姿勢(睡姿)，以緩解不良睡姿引起的健康潛在危險(xiǎn)。
【附圖說明】

[0017]圖1是本實(shí)用新型提供的多功能智能床系統(tǒng)的一種實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)上述的功能，以下實(shí)施例將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型提供的一種多功能智能床系統(tǒng)作出具體闡述。
[0019]所述多功能智能床系統(tǒng)包含攝像模塊1、氣囊床墊模塊3、壓敏傳感器陣列模塊4、麥克風(fēng)模塊5、壓力傳感器模塊6、床體7、下位機(jī)(圖中未給出)和上位機(jī)(圖中未給出)；
[0020]所述攝像模塊I包括可伸縮桿與攝像頭，所述可伸縮桿直立固定在床尾中部，攝像頭安裝在可伸縮桿頂部并指向床體中間，所述攝像頭可以相對可伸縮桿頂部旋轉(zhuǎn)，所述攝像頭為紅外-可見攝像頭，攝像模塊還包括紅外照明模塊。
[0021]所述氣囊床墊模塊3置于床體7上，用于調(diào)整使用者2位姿，所述壓敏傳感器陣列模塊平鋪于氣囊床墊模塊上。氣囊床墊模塊由充放氣模塊和并排的氣囊單元陣列組成，所述充放氣模塊能對每個氣囊單元單獨(dú)充放氣。
[0022]所述麥克風(fēng)模塊5用于采集使用者的鼾聲和呼吸聲，安裝在于床體7上靠近使用者頭部的位置，保證對使用者呼吸聲音、打鼾聲音等的精準(zhǔn)采集。優(yōu)選安裝在床體的床頭中部。
[0023]所述壓敏傳感器陣列模塊4由上緩沖層、下緩沖層和安裝在和上、下緩沖層之間的壓敏感器陣列組成，所述上、下緩沖層采用柔性材料制成。
[0024]所述壓力傳感器模塊6的由分別安裝在床體7四個床腿上的四個電阻應(yīng)變式壓力傳感器組成，用于檢測使用者的動態(tài)體動，并且可以推測出使用者體重。
[0025]所述下位機(jī)分別與攝像模塊、麥克風(fēng)模塊、壓力傳感器模塊、壓敏傳感器陣列模塊相連接并采集上述模塊收集的數(shù)據(jù)，所述下位機(jī)還與氣墊床墊模塊的充放氣模塊相連接，并根據(jù)上位機(jī)傳輸?shù)乃丝刂菩盘柨刂茪饽覇卧嚵械某浞艢狻?br>[0026]所述上位機(jī)與下位機(jī)相連接，用于對下位機(jī)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并將根據(jù)處理結(jié)果得到的睡姿調(diào)節(jié)信號傳輸?shù)较挛粰C(jī)。
[0027]實(shí)施例
[0028]本實(shí)施例中紅外照明模塊為紅外LED，
[0029]所述氣囊床墊模塊采用12X 24的氣囊單元模塊陣列，其中橫向12個，縱向24個，每個氣囊單元尺寸為90mm X 90mm，充放氣模塊包括氣栗和安裝在氣栗與每個氣囊單元的連接管路上的電磁閥；
[0030]所述壓敏傳感器陣列模塊4長度為2m，寬度為lm，上、下緩沖層的厚度均為5mm，壓敏傳感器陣列由64X 128個壓敏傳感器組成，柔軟床單式的壓敏傳感器陣列充分保障使用者在不同睡姿下的舒適性和壓力圖像的完整性。
[0031]本實(shí)用新型提供的多功能智能床系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。
[0032]本實(shí)用新型提供的多功能智能床系統(tǒng)的控制方法包括以下步驟
[0033]I)呼吸與睡姿識別
[0034]1.1)數(shù)據(jù)采集
[0035]壓敏傳感器陣列模塊4采集實(shí)時(shí)壓力分布數(shù)據(jù)傳輸至下位機(jī)，并由下位機(jī)上傳至上位機(jī)，并由上位機(jī)處理成為反映傳感器陣列上壓力分布的睡姿壓力圖像，
[0036]1.2)呼吸識別
[0037]由上位機(jī)對睡姿壓力圖像進(jìn)行處理，通過對胸部壓力圖像的變化進(jìn)行處理以進(jìn)行呼吸識別，計(jì)算呼吸頻率；
[0038]1.3)睡姿識別
[0039]由上位機(jī)對睡姿壓力圖像進(jìn)行處理，對睡姿壓力圖像處理以進(jìn)行睡姿識別，識別睡姿類型；所述睡姿類型分為仰臥型、俯臥型、右側(cè)臥胎兒型、右側(cè)臥樹干型、左側(cè)臥胎兒型、左側(cè)臥樹干型六種；
[0040]2)動態(tài)體重檢測
[0041]壓力傳感器模塊檢測的動態(tài)體重?cái)?shù)據(jù)傳輸至下位機(jī)，并由下位機(jī)上傳至上位機(jī)進(jìn)行處理，對使用者的體動狀態(tài)，如翻身、起坐、下床、上床進(jìn)行識別。
[0042]3)心率檢測
[0043]將攝像模塊I采集的視頻圖像傳輸至下位機(jī)中，并由下位機(jī)上傳至上位機(jī)進(jìn)行處理，在上位機(jī)中對視頻圖像進(jìn)行處理，以實(shí)現(xiàn)基于視頻圖像的非接觸心率檢測。
[0044]4)聲音檢測
[0045]將麥克風(fēng)模塊采集到的聲音信號傳輸至下位機(jī)中，并由下位機(jī)上傳至上位機(jī)進(jìn)行處理，在上位機(jī)中對聲音信號進(jìn)行處理，以識別使用者的呼吸聲和鼾聲，分析使用者睡眠中的呼吸狀況。
[0046]5)睡姿調(diào)節(jié)
[0047]由上位機(jī)根據(jù)呼吸與睡姿識別、動態(tài)體重檢測、心率檢測和聲音檢測的結(jié)果，綜合判斷使用者的睡眠狀態(tài)，當(dāng)需要對使用者進(jìn)行睡姿調(diào)整時(shí)，由上位機(jī)控制下位機(jī)，并由下位機(jī)控制氣囊床墊模塊中的充放氣模塊對局部氣囊單元的進(jìn)行充放氣調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)使用者的局部受力改變和使用者的自動翻身。
[0048]另外，本實(shí)用新型在檢測過程中對所有檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，并提供給專業(yè)醫(yī)學(xué)方面的專家進(jìn)行數(shù)據(jù)類比，得到安全可靠的健康狀況報(bào)表，為使用者的健康數(shù)據(jù)采集得到更好的分析，達(dá)到健康狀態(tài)檢測的目的。
[0049]本實(shí)用新型的實(shí)施例中，不僅用于一般使用者的多元健康數(shù)據(jù)檢測預(yù)報(bào)表，還可以為有呼吸暫停障礙的患者提供睡眠過程中的睡姿較好矯正，保障患者的生命健康安全。
[0050]在本實(shí)施例中，因?yàn)樯衔粰C(jī)還有專業(yè)健康數(shù)據(jù)庫，通過采集數(shù)據(jù)的報(bào)告與健康數(shù)據(jù)庫進(jìn)行類比，作出健康狀況報(bào)告。
[0051]上述實(shí)施方式為本實(shí)用新型的優(yōu)選案例，并不用來限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多功能智能床系統(tǒng)，其特征是所述多功能智能床系統(tǒng)包含攝像模塊、氣囊床墊模塊、壓敏傳感器陣列模塊、麥克風(fēng)模塊、壓力傳感器模塊、床體、下位機(jī)和上位機(jī)； 所述攝像模塊包括可伸縮桿與攝像頭，所述可伸縮桿直立固定在床尾中部，攝像頭安裝在可伸縮桿頂部并指向床體中間，所述攝像頭可以相對可伸縮桿頂部旋轉(zhuǎn)，所述攝像頭為紅外-可見攝像頭， 所述氣囊床墊模塊置于床體上，所述壓敏傳感器陣列模塊平鋪于氣囊床墊模塊上，氣囊床墊模塊由充放氣模塊和并排的氣囊單元陣列組成，所述充放氣模塊能對每個氣囊單元單獨(dú)充放氣； 所述麥克風(fēng)模塊用于采集使用者的鼾聲和呼吸聲，安裝在床體上靠近使用者頭部的位置， 所述壓敏傳感器陣列模塊由上緩沖層、下緩沖層和安裝在和上、下緩沖層之間的壓敏感器陣列組成，所述上、下緩沖層采用柔性材料制成； 所述壓力傳感器模塊由分別安裝在床體四個床腿上的四個電阻應(yīng)變式壓力傳感器組成， 所述下位機(jī)分別與攝像模塊、麥克風(fēng)模塊、壓力傳感器模塊、壓敏傳感器陣列模塊相連接，所述下位機(jī)還與氣墊床墊模塊的充放氣模塊相連接;所述上位機(jī)與下位機(jī)相連接。2.如權(quán)利要求1所述的多功能智能床系統(tǒng)，其特征是所述攝像模塊還包括紅外照明模塊。3.如權(quán)利要求1或2所述的多功能智能床系統(tǒng)，其特征所述充放氣模塊包括氣栗和安裝在氣栗與每個氣囊單元的連接管路上的電磁閥。
【文檔編號】A61B5/0205GK205729326SQ201620622136
【公開日】2016年11月30日
【申請日】2016年6月19日
【發(fā)明人】郭士杰, 任志斌, 劉秀麗, 劉佳斌, 任東城, 郭志紅, 李洋, 劉今越
【申請人】河北工業(yè)大學(xué)