CN203303041U

CN203303041U - 一种基于穿戴式传感器的老年人健康监护背心

Info

Publication number: CN203303041U
Application number: CN2013203441613U
Authority: CN
Inventors: 颜钢锋; 孙岳; 丁文博; 张世瑾; 何佳玮; 范晨灿
Original assignee: Zhejiang University ZJU
Current assignee: Zhejiang University ZJU
Priority date: 2013-06-14
Filing date: 2013-06-14
Publication date: 2013-11-27
Anticipated expiration: 2023-06-14

Abstract

本实用新型公开了一种基于穿戴式传感器的老年人健康监护背心，其可以穿戴在使用者身上，各模块均封装在背心内部，该健康监护背心能够实现在嵌入式控制器的控制下监测使用者的血压、心率、体温数据并在使用者配合下对血液中血糖进行检测，同时利用蓝牙技术与移动通讯终端进行通讯，辅以GPS定位系统和运动状态判断模块，进行数据的存储、分析、预警、与外界通讯的功能，对使用者的运动状态进行监测预警。监测过程可由移动通讯终端通过蓝牙技术对嵌入式控制器进行设置。本实用新型可以应用于现今大部分需要特殊监护的老年人，能够有效监护使用者的生理数据，提高使用者的生命质量和危险预防，舒适人体设计，穿戴简单，适应性强。

Description

一种基于穿戴式传感器的老年人健康监护背心

技术领域

本实用新型属于智能健康医疗产品领域，尤其涉及一种将多种重要生理指标传感器模块封装在可穿戴式背心内部穿戴在老年人身上对其重要生理指标进行检测、监控、分析、预警的可穿戴式背心。

背景技术

中国是世界上拥有老龄人口最多的国家，中国老龄化问题又面临老年人口绝对数字大、老龄化速度较快、性别差异大、老年人口分布不均、而且是在我国经济尚不发达条件下发生的。当今社会老年病及慢性病给人类的健康带来了极大地挑战，只有及时发现及时预防、全面了解老年人日常生活的健康状况，才能有效保障老年人的身体健康与生活质量，尤其是对于患有高血压、高血糖、高血脂和心脑血管疾病的人群，各项生理参数监测是非常重要的。随着传感器技术的飞速发展，现今市场上电子医疗器械也如雨后春笋般越来越多，但是不同公司开发的电子医疗器械普遍存在着需要人工操作，按键功能复杂，对使用者要求较高的情况。基于智能生活的理念，结合移动智能终端的发展，老年人群以及需要特护的人群，对于使用简单、穿戴方便、无需任何操作就可以检测的智能健康监护系统的需求已经越来越迫切，同时将健康监护数据进行实时传输、预警、记录也是非常重要的。

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种将多种重要生理指标传感器模块封装在可穿戴式背心内部穿戴在老年人身上对其生理指标进行监控、分析、预警的可穿戴式背心。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于穿戴式传感器的老年人健康监护背心，它包括可穿戴式背心、金属按扣、嵌入式控制器、血糖测试模块、加速度传感模块、血压测试模块、模块端血压测试的气压外接接口、体温测试模块的外接接口、血压测试袖带、橡胶气管、袖带端血压测试外接接口、体温测试模块传感器、体温测试模块探头、体温测试模块、体温测试模块传输线、体温测试模块袖带、GPS定位模块、电源模块、移动通讯终端、试纸插槽、试纸、采血器、针头和消毒器；其中，所述金属按扣安装在可穿戴式背心的连接部位用以穿戴；嵌入式控制器、血糖测试模块、加速度传感模块、血压测试模块、模块端血压测试的气压外接接口、体温测试模块的外接接口、GPS定位模块、电源模块都安装在可穿戴式背心内部，试纸插槽位于血糖测试模块上，试纸、采血器、针头、消毒器均置于血糖测试模块内部，嵌入式控制器、血糖测试模块、加速度传感模块、血压测试模块、体温测试模块、GPS定位模块均与电源模块相连接。

进一步地，所述橡胶气管一端与血压测试袖带相连接，另一端与袖带端血压测试外接接口相连接，袖带端血压测试外接接口与可穿戴式背心上的模块端血压测试的气压外接接口相连接构成血压检测模块的整体。

进一步地，所述体温测试模块探头与体温测试模块传感器相连接，体温测试模块传感器与体温测试模块相连接，体温测试模块外接出体温测试模块传输线，体温测试模块传输线与可穿戴式背心上的体温测试模块的外接接口相连接；体温测试模块传感器、体温测试模块探头、体温测试模块、均固定在体温测试模块袖带内部。

本实用新型的有益效果是，本实用新型公开了一种基于穿戴式传感器的老年人健康监护背心。该健康监护背心可以以背心的方式穿戴在使用者身上，各传感器模块、控制器均封装在背心内部，该健康监护背心能够实现在嵌入式控制器的控制下实时监测使用者的血液收缩压、血液舒张压、心率、体温数据并在使用者配合下对血液中血糖含量进行检测，同时嵌入式控制器利用蓝牙技术与移动通讯终端进行通讯，进行数据的存储、分析、预警、与外界通讯的功能，同时配合人体异常运动判断模块，对使用者的运动状态进行监测预警。移动终端与外界进行通讯辅以GPS定位系统，方便对异常情况的及时处置。监测的时间及项目可由移动通讯终端通过蓝牙技术对嵌入式控制器进行设置。本实用新型可以应用于现今大部分需要特殊监护的老年人或需要特殊监护的病症患者，能够有效监护使用者的生理数据，提高使用者的生命质量和危险预防，舒适人体设计，穿戴简单，适应性强。

附图说明

图1是基于穿戴式传感器的老年人健康监护背心的主体穿戴式结构示意。

图2是基于穿戴式传感器的老年人健康监护背心血压测量穿戴部分示意图；

图3是基于穿戴式传感器的老年人健康监护背心体温测量穿戴部分示意图；

图4是基于穿戴式传感器的老年人健康监护背心穿戴完毕示意图；

图5是基于穿戴式传感器的老年人健康监护背心与智能手机通讯和通过电话报警联系监护人、家人、急救中心示意图；

图6是基于穿戴式传感器的老年人健康监护背心血糖测试辅助工具示意图；

图7是基于穿戴式传感器的老年人健康监护背心数据交换示意图；

图8是基于穿戴式传感器的老年人健康监护背心血压、心率指标数据测量流程图；

图9是基于穿戴式传感器的老年人健康监护背心体温指标数据测量流程图；

图10是基于穿戴式传感器的老年人健康监护背心血糖数据测量流程图；

图11是基于穿戴式传感器的老年人健康监护背心跌倒状态判断流程图；

图12是基于穿戴式传感器的老年人健康监护背心报警与GPS采集使用者地理位置流程图；

图中：可穿戴式背心1、金属按扣2、嵌入式控制器3、血糖测试模块4、加速度传感模块5、血压测试模块6、模块端血压测试的气压外接接口7、体温测试模块的外接接口8、血压测试袖带9、橡胶气管10、袖带端血压测试外接接口11、体温测试模块传感器12、体温测试模块探头13、体温测试模块14、体温测试模块传输线15、体温测试模块袖带16、GPS定位模块17、电源模块18、移动通讯终端19、蓝牙数据传输20、监护人21、医疗工作者22、救护车23、移动通讯终端的通讯24、试纸插槽25、试纸26、采血器27、针头28、消毒器29。

具体实施方式

如图1和图4所示，本实用新型基于穿戴式传感器的老年人健康监护背心，它包括可穿戴式背心1、金属按扣2、嵌入式控制器3、血糖测试模块4、加速度传感模块5、血压测试模块6、模块端血压测试的气压外接接口7、体温测试模块的外接接口8、血压测试袖带9、橡胶气管10、袖带端血压测试外接接口11、体温测试模块传感器12、体温测试模块探头13、体温测试模块14、体温测试模块传输线15、体温测试模块袖带16、GPS定位模块17、电源模块18，试纸插槽25、试纸26、采血器27、针头28、消毒器29；金属按扣2安装在可穿戴式背心1的连接部位用以穿戴；嵌入式控制器3、血糖测试模块4、加速度传感模块5、血压测试模块6、模块端血压测试的气压外接接口7、体温测试模块的外接接口8、GPS定位模块17、电源模块18都安装在可穿戴式背心1内部，体温测试模块的外接接口8与模块端血压测试的气压外接接口7位于可穿戴式背心1穿戴上后腋下附近位置，接口向外可与外接结构连接，试纸插槽25位于血糖测试模块4上，试纸26、采血器27、针头28、消毒器29均位于血糖测试模块4内部，需要使用时取出，针头28位于采血器27的一端。嵌入式控制器3、血糖测试模块4、加速度传感模块5、血压测试模块6、体温测试模块14、GPS定位模块17均与电源模块18相连接，在嵌入式控制器3控制电源模块18对各个模块的供电。

如图2和图4所示橡胶气管10一端与血压测试袖带9相连接另一端与袖带端血压测试外接接口11相连接，袖带端血压测试外接接口11与可穿戴式背心1上的模块端血压测试气压外接接口7相连接构成血压检测模块整体。

如图3和图4所示体温测试模块探头13与体温测试模块传感器12相连接，体温测试模块传感器12与体温测试模块14相连接，体温测试模块14外接出体温测试模块传输线15，体温测试模块传输线15与可穿戴式背心1上的体温测试模块的外接接口8相连接。体温测试模块传感器12、体温测试模块探头13、体温测试模块14、均固定在体温测试模块袖带16内部。

如图5所示嵌入式控制器3通过蓝牙数据传输20与移动通讯终端19进行通讯将检测到的血液舒张压、血液收缩压、心率、体温、血糖的检测数值通过蓝牙技术发送给移动通讯终端19，移动通讯终端19对数据进行存储，并进行分析，根据医学上的健康指标范围对生理情况进行判断，如果不在正常的范围之内将会进行报警，报警将会以电信服务为载进行移动通讯终端的通讯24联系在移动终端中设置好的联系方式，该联系方式可以连接到使用者的监护人21、医疗工作者22或者是救护车23，同时调用GPS系统对事发地进行定位，在与外界进行联系的同时将地址信息业发送至外界联系人处，方便进行施救。嵌入式控制器3同时发送异常运动情况模块的情况，一旦出现问题将会以最大优先级进行报警，保证能够对突发事件进行最快速的救援处理。

如图6所示血糖测试需要在使用者的配合下借助工具来完成，血糖测试模块4下端有一个试纸插槽25，用来插试纸26，使用前试纸26、采血器27、针头28、消毒器29均位于血糖测试模块4内部，使用时取出，利用采血器27前端的针头28进行指血的采集，采血器27将采到的血样通过针头涂在试纸26上，然后将试纸26插入试纸插槽25即可完成使用者辅助测量的工作。

如图7所示嵌入式控制器3由电源模块18进行供电，同时在嵌入式控制器3的控制下电源模块18对血糖测试模块4、加速度传感模块5、血压测试模块6和体温测试模块14进行供电，体温测试模块探头13与体温测试模块传感器12作为一个整体将采集的模拟信号发送给体温测试模块14，体温测试模块14将信号进行转换发送给嵌入式控制器3。控制传感器模块的开启和关闭，每次传感器开启运行后都将采集到的信息发送至嵌入式控制器3，嵌入式控制器3将采集到的数据用蓝牙技术发送至移动通讯终端19，移动通讯终端19对传输过来的数据进行存储、分析，并通过蓝牙技术对嵌入式控制器3的采集项目和周期进行设置，如果判断为移动通讯终端19判断数值出现问题将会向嵌入式控制器3发送数据调用GPS定位模块17，将采集事发地点地址信息，反馈给嵌入式控制器3再传输给移动通讯终端19，移动通讯终端19向监护人21、医疗工作者22、救护车23进行报警，并将GPS定位模块17采集到的信息发送给联系人。

本实用新型基于穿戴式传感器的老年人健康监护背心的实现过程主要分为五个方面，分别为血压、心率指标数据测量方面；体温指标数据测量方面；

血糖数据测量方面；跌倒状态判断方面；报警与GPS采集使用者地理位置方面；下面将逐一详细描述。

如图8所示嵌入式控制器3开启血压、心率采集工作，嵌入式控制器3控制电源模块18开启血压测试模块6，血压测试模块6通过橡胶气管10对血压测试袖带9进行充气，待30s左右之后测试过程完成，血压测试模块6通过橡胶气管10将血压测试袖带9进行放气，血压测试模块6将数据传送给嵌入式控制器3，整个测试过程完毕。

如图9所示嵌入式控制器3开启体温采集工作，嵌入式控制器3控制电源模块18开启体温测试模块14，体温测试模块14通过采集体温测试模块传感器12和体温测试模块探头13传来的数据，经过1min左右的时间，体温测试模块14将采集到的数据传送给嵌入式控制器3，整个测试过程完毕。

如图10所示在使用者的配合下，首先使用采血器27的针头28在手指合适的部位进行采血，随后用试纸26将采出的血液涂在试纸26上，将试纸26插入血糖测试模块4上的试纸插槽25，嵌入式控制器3开启血糖采集工作，嵌入式控制器3控制电源模块18开启血糖测试模块4，经过20s左右的时间，血糖测试模块4将采集到的数据传送给嵌入式控制器3，整个测试过程完毕。

如图11所示电源模块18保持实时给加速度传感模块5进行供电，加速度传感模块5也保持实时向嵌入式控制器3发送采集到的数据，当嵌入式控制器3判断使用者运动状况是正常的状态时，不做任何反应继续保持与加速度传感模块5的通信，当嵌入式控制器3判断使用者运动状况不正常时立即向移动通讯终端19进行报警启动报警程序。

如图12所示移动通讯终端19将嵌入式控制器3传输过来的血液舒张压、血液收缩压、心率、血糖、体温这五项生理指标数据进行存储，然后在将其与预置在终端内部的健康数值范围进行对比，如果采集到的数值位于预置范围内，结束本次采集过程，如若采集到的数值位于预置值范围外，则判定为生理情况异常，根据预先在移动通讯终端19内设置的联系方式，移动通讯终端19将自动开始拨号，进行求救。一旦出现生理异常情况，移动通讯终端19通过蓝牙技术与嵌入式控制器3进行通信，嵌入式控制器3开启GPS定位模块17采集使用者事发地点，并传送给移动通讯终端19，移动通讯终端19通过短信的方式告知联系人。

本实用新型可以应用于现今大部分需要特殊监护的老年人或需要特殊监护的病症患者，能够有效监护使用者的生理数据，提高使用者的生命质量和危险预防，舒适人体设计，穿戴简单，适应性强。

下面根据实施例详细描述本实用新型，本实用新型目的和效果将变得更加明显。

实施例

本实施例中，基于穿戴式传感器的老年人健康监护系统的各模块的功能及选型参考介绍如下：

嵌入式控制器3是基于穿戴式传感器的老年人健康监护背心的核心控制器其控制血糖、血压、心率、体温四项生理指标检测模块和GPS定位以及加速度传感器异常运动判断模块，同时控制电源模块控制各个模块的运行，可以采用WaveShare公司的STM32F103ZET6 STM32 ARM 开发板配合ST公司的HC-05蓝牙模块进行开发，但不限于此。

血糖测试模块4是用以测量使用者血糖含量并将测试结果发送给嵌入式控制器，供其进行数据的分析预警等工作，可以采用Atmega公司开发的Atmega128开发板以及电化学传感器进行开发，但不限于此。

血压测试模块6用以测量使用者血液的舒张压、血液的收缩压以及心率，并将测试结果发送给嵌入式控制器，供其进行数据的分析预警等工作，可以采用Atmega公司开发的Atmega128开发板压力传感器进行开发，但不限于此。

体温测试模块14用以测量使用者体温，并将测试结果发送给嵌入式控制器，供其进行数据的分析预警等工作，可以采用Atmega公司开发的Atmega128开发板以及温度传感器进行开发，但不限于此。

电源模块18用以给各个模块进行供电并在嵌入式控制器的控制下控制各个模块的运行状态，可以采用ST公司的LM2596以及LM2587配合松下公司的APA3312微型继电器进行开发，但不限于此。

加速度传感模块5用以采集使用者运动状态，并将采集的数值实时发送给嵌入式控制器，供其进行数据的分析预警等工作，可以采用REES公司的MMA7760模块进行开发，但不限于此。

GPS定位模块17用以采集使用者出现生理指数异常以及运动状态异常时的事发地点，并将测试结果发送给嵌入式控制器，供其进行数据的分析预警等工作，可以采用blox公司开发的UBLOX NEO-6M模块进行开发，但不限于此。

由上述具体模块组成的基于穿戴式传感器的老年人健康监护背心可以以背心的方式穿戴在使用者身上，各传感器模块、控制器均封装在背心内部，该健康监护背心能够实现在嵌入式控制器的控制下实时监测使用者的血液收缩压、血液舒张压、心率、体温数据并在使用者配合下对血液中血糖含量进行检测，同时嵌入式控制器利用蓝牙技术与移动通讯终端进行通讯，进行数据的存储、分析、预警、与外界监护人医护工作者通讯的功能，同时配合人体异常运动判断模块，对使用者的运动状态进行监测预警。移动终端与外界进行通讯辅以GPS定位系统，方便对异常情况的及时处置。监测的时间及项目可由移动通讯终端通过蓝牙技术对嵌入式控制器进行设置。

Claims

1.一种基于穿戴式传感器的老年人健康监护背心，其特征在于，它包括可穿戴式背心（1）、金属按扣（2）、嵌入式控制器（3）、血糖测试模块（4）、加速度传感模块（5）、血压测试模块（6）、模块端血压测试的气压外接接口（7）、体温测试模块的外接接口（8）、血压测试袖带（9）、橡胶气管（10）、袖带端血压测试外接接口（11）、体温测试模块传感器（12）、体温测试模块探头（13）、体温测试模块（14）、体温测试模块传输线（15）、体温测试模块袖带（16）、GPS定位模块（17）、电源模块（18）、移动通讯终端（19）、试纸插槽（25）、试纸（26）、采血器（27）、针头（28）和消毒器（29）；其中，所述金属按扣（2）安装在可穿戴式背心（1）的连接部位；嵌入式控制器（3）、血糖测试模块（4）、加速度传感模块（5）、血压测试模块（6）、模块端血压测试的气压外接接口（7）、体温测试模块的外接接口（8）、GPS定位模块（17）、电源模块（18）都安装在可穿戴式背心（1）内部，试纸插槽（25）位于血糖测试模块（4）上，试纸（26）、采血器（27）、针头（28）、消毒器（29）均置于血糖测试模块（4）内部，嵌入式控制器（3）、血糖测试模块（4）、加速度传感模块（5）、血压测试模块（6）、体温测试模块（14）和GPS定位模块（17）均由电源模块（18）相连接。

2.根据权利要求1所述基于穿戴式传感器的老年人健康监护背心，其特征在于，所述橡胶气管（10）一端与血压测试袖带（9）相连接，另一端与袖带端血压测试外接接口（11）相连接，袖带端血压测试外接接口（11）与可穿戴式背心（1）上的模块端血压测试的气压外接接口（7）相连接构成血压检测模块的整体。

3.根据权利要求1所述基于穿戴式传感器的老年人健康监护背心，其特征在于，所述体温测试模块探头（13）与体温测试模块传感器（12）相连接，体温测试模块传感器（12）与体温测试模块（14）相连接，体温测试模块（14）外接出体温测试模块传输线（15），体温测试模块传输线（15）与可穿戴式背心（1）上的体温测试模块的外接接口（8）相连接；体温测试模块传感器（12）、体温测试模块探头（13）、体温测试模块（14）、均固定在体温测试模块袖带（16）内部。