專利名稱：家庭無線體征監測儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種無線體征監測儀，具體是一種集測量體溫、心電、脈搏于一體的家庭無線體征監測儀。
背景技術：
到2015年，全國60以上老年人將增加到2. 21億人，這對老年人獨居及醫療保健服務提出了嚴峻的挑戰，此外，如何更好地護理家中的認知障礙者，殘疾人，慢性病者，嬰幼兒，也是中國構建和諧社會需要重視的問題。開發家庭無線體征監測儀，符合當今社會關注健康的主題，符合智能醫療發展的趨勢，同時為家人購買了一份價格低廉但非常實用的保險，可以讓我們時刻遠程關注家人身體健康狀況。現有的監測人體體征的設備都是通過模塊化的接口來實現，選擇性的使用不同的傳感器模塊來實現不同的體征參數采集，最終在設備上或通過無線傳輸進行存儲和顯示，與本申請最接近的文獻的發明專利申請公開號為CN 102415878 A
公開日為2012. 04. 18，該發明專利，只能通過GPRS通信信道傳輸技術，使用GSM短信這一單一形式對數據進行發送，且數據只能存放在指定的接收遠程系統。
發明內容本實用新型包括電源模塊、感知部件、嵌入式處理器、通信部件。設備上電后，嵌入式處理器給感知部件發送開啟采集命令，感知部件收到指令后，進行人體體溫、脈搏及心電數據采集，體溫數據通過嵌入式處理器的模數轉換接口、脈搏數據通過嵌入式處理器的I/O接口，心電數據通過嵌入式處理器的發送/接收串口送給嵌入式處理器進行處理，處理包括模數轉換計算體溫值，定時器計時計算脈搏值，串口定時接收心電數據，并將處理后的人體生理參數作為負載封裝成6LOWPNA幀進行發送。嵌入式處理器對接收到的數據進行6LoWPAN幀封裝成信息幀，通過SPI接口將此信息幀發送給無線收發芯片，由無線收發芯片將6LoWPNA信息幀送到網關進行數據的轉發處理。如串口 IOms接收一個心電數據，I分鐘后，將得到100個心電數據，`將I個體溫值、I個脈搏值以及100個心電值作為負載封裝成幀，最后通過嵌入式處理器的串行外設接口 SPI將此信息幀送給通信部件進行發送，通過SPI接口將此信息幀發送給無線收發芯片，由無線收發芯片將6LoWPNA信息幀送到網關進行數據的轉發處理。本實用新型能夠自動接入6LoWPAN家庭無線傳感網絡，準確實時地采集人體體溫、脈搏、心電值，最終將體溫值、脈搏值以及心電圖曲線顯示在手機、PDA、個人電腦等終端上，克服GPRS通信信道傳輸只有單一形式對數據傳輸的缺陷。

圖1為本實用新型電原理框圖；圖2為本實用新型經6LoWPAN家庭無線傳感網接入互聯網的網絡拓撲圖。
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚明白，
以下結合附圖對本實用新型做詳細說明。如圖1所示，本實用新型使用5V干電池供電，感知部件包括體溫采集、脈搏采集、心電監測，感知部件感知人體提問和脈搏信號分別通過A/D接口和輸入/輸出接口送入嵌入式處理器，心電信號處理模塊通過電極片采集心電數據，通過串口送入嵌入式處理器，嵌入式處理器對人體生理參數和心電數據進行相關處理，通過無線收發芯片發送。其中傳感部件包括體溫傳感器、脈搏傳感器、心電處理模塊。a)體溫采集通過體溫傳感器感知人體體溫，體溫傳感器可選用高精度的鉬電阻，其阻值隨著人體體溫值的變化而變化，設備上電后，鉬電阻阻值開始發生變化，電阻值經采樣電路后轉換成電壓值，再經過放大和濾波電路，將電壓信號傳送給嵌入式處理器的指定模數轉換引腳，將體溫模擬量轉換成數字量體溫值，嵌入式處理器將此數字量體溫值存儲在體溫變量中。b)脈搏采集通過脈搏傳感器感知人體脈搏跳動，脈搏傳感器可采用一種壓電式小型壓力傳感器，設備上電后，壓力傳感器開始檢測脈搏跳動，其動態壓力信號通過薄膜變成電荷量，再經過放大電路和濾波電路轉換成高電平信號輸出給嵌入式處理器的指定I/o管腳，嵌入式處理器通過定時器計時，計算在定時時間(如I分鐘)內此指定I/o管腳變成高電平的次數，獲得脈搏的跳動次數，嵌入式處理器同樣將計算出的脈搏值存儲在脈搏變量中。c)心電監測通過綜合II導聯及心電處理模塊實現，設備上電后，嵌入式處理器給心電處理模塊發送心電采集命令，心電負極電極片、正極電極片、接地電極片分別開始采集右鎖骨中點下緣、左腋前 線第四肋間、劍突下偏右處的心電數據，再通過三根心電導聯線將實時采集的數據送給心電信號處理模塊，該心電信號處理模塊包括依次連接著導聯線的放大器、濾波器、模數轉換器，以及與放大器電性相連接的時間常數模塊，采集到的人體電信號經過信號處理模塊中的放大、濾波、模數轉換后，由該處理模塊進行數字濾波、波形識別，最后將二進制心電數據通過串口傳送給嵌入式處理器，嵌入式處理器對將心電數據以數組元素的形式存儲在心電數組中。如圖2所示為本實用新型經6LoWPAN (基于IPv6的低速無線個域網)家庭無線傳感網接入互聯網的網絡拓撲圖，嵌入式處理器運行精簡的低功耗的6LoWPNA網絡協議棧，其底層采用IEEE802. 15.4的物理層和競爭式介質訪問控制子層協議MAC層，網絡層采用IPv6 (互聯網協議版本6)協議，且在網絡層和MAC層之間增加網絡適配層，使用UDP (用戶數據包協議)作為其傳輸層，設備上電后，將自動讀取MAC地址，配置所需的IPv6地址。在預定時間內計算出脈搏值(如I分鐘)，嵌入式處理器需在預定時間后，再對采集到的三個體征數據進行6LoWPAN幀封裝，通過SPI接口將此信息幀發送給無線收發芯片，最后由工作在780MHz的無線個人局域網WPAN頻段的無線收發芯片將6LoWPNA信息幀進行無線發送，通過多跳無線網格網絡Mesh組網的方法將數據送到網關進行數據的轉發處理，最后接入各種承載網絡(如Ethernet、W1-F1、3G、GPRS)，可方便地通過手機、個人電腦等移動終端查看家人體溫、脈搏值，以及心電圖，便于家人或醫生隨時隨地查看被看護者的健康情況。
權利要求1.一種家庭無線體征監測儀，其特征在于，包括電源模塊、感知部件、嵌入式處理器、通信部件，感知部件感知人體體溫和脈搏信號，并分別通過模數轉換接口和輸入/輸出接口送入嵌入式處理器，心電信號處理模塊通過電極片采集心電數據，通過串口送入嵌入式處理器，嵌入式處理器對接收到的數據進行相關處理，將其作為負載封裝成幀，通過無線收發芯片發送。
2.根據權利要求1所述的家庭無線體征監測儀，其特征在于，其中傳感部件包括體溫傳感器、脈搏傳感器、心電處理模塊。
3.根據權利要求1所述的家庭無線體征監測儀，其特征在于，嵌入式處理器對接收到的數據進行6LoWPAN幀封裝成信息幀，通過SPI接口將此信息幀發送給無線收發芯片，由無線收發芯片將6LoWPNA信息幀送到網關進行數據的轉發處理。
4.根據權利要求2所述的家庭無線體征監測儀，其特征在于，體溫傳感器選用鉬電阻，根據體溫確定的電阻值經采樣電路后轉換成電壓值，經過放大和濾波電路，將電壓信號傳送給嵌入式處理器轉換成數字量體溫值，并存儲在體溫變量中。
5.根據權利要求2所述的家庭無線體征監測儀，其特征在于，脈搏傳感器采用壓電式小型壓力傳感器，壓力傳感器檢測脈搏跳動，其動態壓力信號通過薄膜變成電荷量，再經過放大電路和濾波電路轉換成高電平信號輸出給嵌入式處理器，嵌入式處理器獲得脈搏跳動次數存儲在脈搏變量中。
6.根據權利要求2所述的家庭無線體征監測儀，其特征在于，心電處理模塊通過心電導聯線將實時采集的人體電信號送給心電信號處理模塊，采集到的人體電信號經過信號處理模塊中的放大、濾波、模數轉換后，進行數字濾波、波形識別，將二進制心電數據通過串口傳送給嵌入式處理器，以數組元素的形式存儲在心電數組中。
專利摘要一種家庭無線體征監測儀，包括感知部件、嵌入式處理器模塊、通信部件，其中感知部件包括脈搏、體溫傳感器，心電電極片及心電處理模塊；嵌入式處理器模塊通過感知部件和通信部件，實現對體溫、脈搏、心電的實時采集和無線發送，本監測儀采用模塊化設計，解決各生理參數采集過程中的干擾問題，且本監測儀運行精簡的6LoWPAN網絡協議棧，可實現多終端的遠程數據查看，滿足智能醫療的需求。
文檔編號A61B5/01GK202859092SQ20122024480
公開日2013年4月10日 申請日期2012年5月29日 優先權日2012年5月29日
發明者付蔚, 王平, 稅夢玲, 方健, 劉謀黎, 蒲路萍, 謝浩, 羅達 申請人:重慶郵電大學