家具式體征監測系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種家具式體征監測系統，其至少包括：設置在用于休息的家具上的檢測裝置及與所述檢測裝置連接的監控裝置。其中，所述檢測裝置包括：感應單元和處理單元，所述感應單元包括振動感應器用于將動物活體在所述家具上所產生的振動轉換成振動電信號，并予以輸出，其中，所述振動包括動物活體的器官所引起的振動；所述處理單元利用濾波器從所述振動電信號中提取動物活體的器官所產生的振動電信號，并根據所提取的各器官所產生的振動電信號確定用于反映各器官工作的運動信息，并將所述運動信息予以輸出；所述監控裝置用于在監測到所述處理單元所輸出的各器官所對應的運動信息超出預設的正常范圍時，輸出所述動物活體的體征出現異常的警報。
【專利說明】家具式體征監測系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種人體監測系統，特別是涉及一種家具式體征監測系統。
【背景技術】
[0002]幸福養老系統的目標是通過信息化手段，為老年人提供更優質、更便捷、更完善的健康服務。隨著老齡化日趨嚴重的現象，而我國的獨生子女無暇分身的實際情況，許多老人選擇的晚年生活為獨居，或選擇養老機構作為其晚年生活的地方。無論以哪種方式生活，老人在睡覺、休息時，通常無人看護。為了確保老人在發生意外時，能夠及時被發現，很多廠商為老人提供了便于攜帶的體征監測設備，比如，監測心跳的腕式裝置、夾在指尖的指尖式監測裝置、掛在脖子上的胸帶式裝置等。這些裝置都屬于佩戴裝置，而佩戴裝置在睡眠時其舒適性較差，此外，佩帶設備需要常換電池或充電等，其監測的持續性較差。因此，為了解決上述缺點，本領域技術人員需要提供一種新的無需佩戴的體征監測系統。
實用新型內容
[0003]鑒于以上所述現有技術的缺點，本實用新型的目的在于提供一種家具式體征監測系統，用于解決現有技術中體征監測系統對使用者的舒適性差、持續監測能力較差等問題。
[0004]為實現上述目的及其他相關目的，本實用新型提供一種家具式體征監測系統，其至少包括:設置在用于休息的家具上的檢測裝置，包括:
[0005]感應單元,包括:振動感應器,用于將動物活體在所述家具上所產生的振動轉換成振動電信號，并予以輸出，其中，所述振動包括:所述動物活體的器官所引起的振動；及與所述感應單元連接且包含濾波器的處理單元，用于利用所述濾波器從所述振動電信號中提取動物活體的至少一個器官所產生的振動電信號，并根據所提取的器官所產生的振動電信號確定用于反映相應器官工作的運動信息，并將所述運動信息予以輸出；
[0006]與所述檢測裝置連接的監控裝置，用于在監測到所述處理單元所輸出的反映所述器官的運動信息超出預設的正常范圍時，輸出所述動物活體的體征出現異常的警報。
[0007]優選地，所述處理單元包括:與所述振動感應器連接的模數轉換器；與所述模數轉換器連接的至少一個數字濾波器，用于按照預設的器官振動的頻帶對所述模數轉換器所轉換后的振動信號進行濾波；與每個所述數字濾波器連接的處理器，用于根據各所述數字濾波器所提取的相應器官所產生的振動電信號確定用于反映相應器官工作的運動信息，并將各所述運動信息予以輸出。
[0008]優選地，在多個所述家具上分別設有所述檢測裝置，且每個檢測裝置通過網關與所述監控裝置通信連接。
[0009]優選地，所述感應單元還包括:用于感應所述家具所處環境的環境信息的感應器。
[0010]優選地，所述監控裝置還用于基于所述感應單元所提供的所述環境信息來選取各器官處于正常工作時所對應的正常范圍，并在監測到所述監測單元所輸出的各器官所對應的運動信息超出所選取的相應正常范圍時，輸出所述動物活體的體征出現異常的警報。[0011]如上所述，本實用新型的家具式體征監測系統，具有以下有益效果:在床上設置振動感應器，能夠收集包括人體器官振動在內的各種振動，由于器官振動的頻率與其他振動的頻率完全不同，且有規律可循，則處理單元能夠從所述振動感應器所提供的振動電信號中獲得各器官所對應的振動電信號，利用上述規律來提取器官工作所引起的振動，能夠在不對使用者造成束縛的情況下獲得使用者在坐、臥等休息狀態時器官的運動信息，并根據所獲得的各運動信息來監測使用者的身體狀況；另外，所述檢測裝置中所使用的各種感應器均為低功耗產品，其使用期限為3-5年，因此能夠有效地持續監測人們在休息、睡眠時的體征，無需經常維護。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1顯示為本實用新型的家具式體征監測系統的結構示意圖。
[0013]圖2顯示為本實用新型的家具式體征監測系統的一種優選方案的結構示意圖。
[0014]元件標號說明
[0015]I 家具式體征監測系統
[0016]11 檢測裝置
[0017]111 感應單元
[0018]112 振動感應器
[0019]113 處理單元
[0020]12 監控裝置
[0021]13 網關
[0022]2 家具
【具體實施方式】
[0023]以下由特定的具體實施例說明本實用新型的實施方式，熟悉此技術的人士可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本實用新型的其他優點及功效。
[0024]請參閱圖1至圖2。須知，本說明書所附圖式所繪示的結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內容，以供熟悉此技術的人士了解與閱讀，并非用以限定本實用新型可實施的限定條件，故不具技術上的實質意義，任何結構的修飾、比例關系的改變或大小的調整，在不影響本實用新型所能產生的功效及所能達成的目的下，均應仍落在本實用新型所揭示的技術內容得能涵蓋的范圍內。
[0025]如圖1所示，本實用新型提供一種家具式體征監測系統。所述監測系統I包括:檢測裝置11和監控裝置12。
[0026]所述檢測裝置設置11在用于休息的家具2上。其中，所述家具2包括但不限于:床、沙發、椅子等。例如，所述檢測裝置11可以安裝在床腳下，也可以安裝在床墊上。優選地，所述檢測裝置11的數量對應于家具的數量，每個家具2上設置一個所述檢測裝置11。所述檢測裝置11為金屬外殼封裝的檢測裝置11。所述檢測裝置11包括:感應單元111和處理單元113。
[0027]所述感應單元111包括:振動感應器112。
[0028]所述振動感應器112用于將動物活體在所述家具2上所產生的振動轉換成振動電信號，并予以輸出，其中，所述振動包括:所述動物活體的器官所引起的振動。所述器官可以是心臟、肺部等，所述器官所引起的振動可以是心臟跳動所引起的振動、呼吸時肺部擴張-收縮所引起的振動等。所述振動感應器112可以是壓電陶瓷片等。
[0029]事實上，所述振動感應器112受所述家具所傳來的壓力而產生形變，并按照形變的幅度，將變化的壓力(振動)轉換成相應電壓的振動電信號并予以輸出。其中，人們在所述家具上產生的振動不僅是器官所引起的振動，還包括:坐在椅子上、在床上翻身、或在床上/沙發上走動等所引起的振動，所述振動感應器112將所感應到的所有振動轉換成振動電信號并予以輸出。
[0030]所述處理單元113與所述感應單元111連接且包含濾波器，用于利用所述濾波器從所述振動電信號中提取動物活體的至少一個器官所產生的振動電信號，并根據所提取的器官所產生的振動電信號確定用于反映相應器官工作的運動信息，并將各所述運動信息予以輸出。
[0031 ] 具體地，所述處理單元113接收所述振動感應器112所輸出的振動電信號，根據預設的各器官的振動頻譜，將所述振動電信號分別對應的進行濾波，再按照各器官的振動特點對相應的濾波后的振動電信號進行測量，以從中取得對應各器官的運動信息，并予以輸出。其中，所述運動信息包括但不限于:呼吸頻率、呼吸幅度、心跳頻率、心跳幅度等。所述處理單元113可以為一種能夠按照事先存儲的程序，自動、高速地進行大量數值計算和各種信息處理的現代化智能電子設備，且能與所述監控裝置12進行通信，其硬件包括但不限于微處理器、FPGA、DSP、嵌入式設備等。優選地，所述處理單元113為包含模擬器件和數字器件的電路。
[0032]例如，所述處理單元113中的濾波器按照預設的肺部擴張-收縮的頻譜范圍將所接收的振動電信號進行濾波，并由電壓檢測電路對所濾出的振動電信號的波峰和波谷進行檢測，接著，由運算電路根據所測得的相鄰波峰/波谷之間的時間間隔來計算每秒鐘呼吸的頻率，并將所述頻率予以輸出。
[0033]優選地，所述處理單元包括:模數轉換器、至少一個數字濾波器、及處理器(均未予圖示)。
[0034]所述模數轉換器與所述振動感應器112連接，用于實時地將所接收到的振動電信號進行模數轉換。
[0035]所述數字濾波器與所述模數轉換器連接，用于按照預設的器官振動的頻帶對所述模數轉換器所轉換后的振動信號進行濾波。例如，肺部的膨脹和收縮所引起的振動頻率為
0.1-lHz，則相應的數字濾波器的濾波范圍為0.1-lHz，經過該數字濾波器濾波的振動電信號的頻率也在0.1-1Hz之間。
[0036]所述處理器與每個所述數字濾波器連接，用于根據各所述數字濾波器所提取的相應器官所產生的振動電信號確定用于反映相應器官工作的運動信息，并將各所述運動信息予以輸出。其中，所述處理器可以為一種能夠按照事先存儲的程序，自動、高速地進行大量數值計算和各種信息處理的現代化智能電子設備，且能與所述監控裝置12進行通信，其硬件包括但不限于單片機、FPGA、DSP、嵌入式設備等。
[0037]具體地，所述處理器從所述數字濾波器所輸出的心臟的振動電信號中提取波峰和波谷的電壓值、及相鄰所述波峰/波谷的時間間隔等特征信息，同時，預設的心電特征為:一個心電周期中各波峰、波谷的電壓值及相鄰波峰/波谷之間的時間間隔，所述處理器再根據所述心電特征從所提取的特征信息中匹配符合所述心電特征的特征信息，接著，所述處理器基于單位時間內所確定的振動電信號的數量或相鄰振動電信號之間的采樣數量來確定心跳頻率，并將所確定的包含心跳頻率的心臟的運動信息予以輸出。
[0038]優選地，所述心電特征為心電圖中一個心電周期的特征信息，所述處理器利用心沖擊技術提取所述數字濾波器所輸出的心臟的振動電信號的特征信息，并將所提取的特征信息與所述心電特征進行匹配，所述處理器基于所匹配的特征信息所對應的振動電信號來確定心臟的運動信息，并予以輸出。
[0039]例如，預設的心電圖中一個心電周期為W形狀，所述心電特征為所述W形狀的特征信息，所述處理器利用心沖擊技術實時地提取所述數字濾波器所輸出的心跳的振動電信號的特征信息，并將所提取的特征信息與預設的心電特征進行匹配，當所提取的特征信息與預設的心電特征吻合，則根據相吻合的特征信息所對應的振動電信號在一秒鐘內的數量來計算心跳頻率，并將所得到的心跳頻率予以輸出，反之，則繼續匹配。
[0040]另外，所述處理器還從所述數字濾波器所輸出的肺部的振動電信號中確定肺部擴張-收縮周期所對應的波形，并基于每個波形的周期來確定肺部的運動信息，并予以輸出。
[0041]具體地，所述處理器通過對所接收的呼吸的振動電信號進行趨勢分析，得到所接收的呼吸的振動電信號的電壓值逐漸升高為肺部在吸氣時的擴張過程，電壓值逐漸降低為肺部在呼氣時的收縮過程，根據上述趨勢分析，所述處理器得到肺部擴張至最大時的電壓值和肺部收縮至最小時的電壓值，再基于相鄰的肺部擴張至最大時的電壓值或肺部收縮至最小時的電壓值之間的時間間隔來確定肺部的運動信息，并予以輸出。
[0042]所述監控裝置12與所述檢測裝置11相連接，用于在監測到所述檢測裝置11所輸出的反映所述器官的運動信息超出預設的正常范圍時，輸出所述動物活體的體征出現異常的警報。其中，所述監控裝置12可以為一種能夠按照事先存儲的程序，自動、高速地進行大量數值計算和各種信息處理的現代化智能電子設備，其硬件包括但不限于單片機、FPGA、DSP、嵌入式設備等。
[0043]具體地，所述監控裝置12通過數據線與所述檢測裝置11相連，所述數據線可以為USB數據線。所述監控裝置12接收到所述檢測裝置11所提供的心跳/呼吸的運動信息時，確定所接收的心跳/呼吸頻率是否落于預設的正常的心跳/呼吸頻率范圍內，當所接收的心跳/呼吸頻率在正常范圍之內，則表示所監控的動物活體的體征正常，反之，當所接收的心跳和呼吸頻率中的至少一個不在正常范圍之內，則表示所監控的動物活體的體征異常，并輸出相應的警報。其中，所述監控裝置12發出警報的方式包括但不限于:聲光報警、與急救中心連線等。
[0044]優選地，如圖2所示，所述監控裝置12通過網關13與多個檢測裝置11通信連接。具體地，每個檢測裝置11通過USB數據線與所述網關13相連，所述網關13通過有線網絡/無線網絡與所述監控裝置12相連，所述監控裝置12通過預設的每個檢測裝置11的地址來對應監控各檢測裝置11所輸出的運動信息是否出現異常，當某個檢測裝置11所輸出的運動信息出現異常時，為相應的檢測裝置11提供警報。
[0045]所述體征監測系統I的連接關系舉例如下:
[0046]在每個臥室的床上安裝所述檢測裝置11，每個所述檢測裝置11通過USB數據線連接至網關13，所述網關13通過有線網絡與位于監控室的監控裝置12相連。
[0047]所述體征監測系統I的工作過程如下:
[0048]在每個房間的床上安裝一個所述檢測裝置11，當有人壓迫某個床時，所述床將人所產生的振動傳遞給所述檢測裝置11中的振動感應器112，所述振動感應器112根據人對床的壓力變化輸出振動電信號，所述處理單元113中的模數轉換器將所接收的振動電信號轉換成數字信號，并分別輸至預設的數字濾波器中進行濾波，其中，所述數字濾波器按照人體的肺部和心臟等器官的運動頻率分別對所述振動電信號進行濾波，以得到對應肺部和心臟的振動電信號，接著，由處理器從肺部的振動電信號中提取出肺部的運動信息，以及從心臟的振動電信號中提取出心臟的運動信息，并將所提取的肺部的運動信息和心臟的運動信息進行封裝后通過所述網關13發送至所述監控裝置12，所述監控裝置12根據封裝的地址信息對每個檢測裝置11所提供的肺部和心臟的運動信息進行監測，當某個檢測裝置11所提供的運動信息異常時，根據相應的地址信息向醫護人員或管理人員發出該房間中的人的體征出現異常的警報。
[0049]作為一種優選方案，所述檢測裝置11中的感應單元111還包括:用于感應所述家具所處環境的環境信息的感應器(未予圖示)。所述感應器包括:溫度感應器、環境光感應器、噪聲感應器中的至少一種。
[0050]所述溫度感應器用于感應所述家具所在環境溫度，并予以輸出。所述溫度感應器可以是電阻式溫度傳感器。優選地，所述溫度感應器為LM35芯片。
[0051]所述環境光感應器用于用于感應所述家具所處環境的光線強度，并予以輸出。所述環境光感應器為光電二極管。
[0052]所述噪聲感應器用于感應所述家具所處環境的噪聲，并予以輸出。所述噪聲感應器為娃麥克風。
[0053]所述監控裝置12還用于基于所述感應單元111所提供的環境信息來選取各器官處于正常工作時所對應的正常范圍，并在監測到所述處理單元所輸出的各器官所對應的運動信息超出所選取的相應正常范圍時，輸出所述動物活體的體征出現異常的警報。
[0054]具體地，預先將溫度、光線強度及噪聲劃分出不同的范圍，各器官的正常范圍受溫度、光線強度及噪聲范圍控制略有不同，所述監控裝置12基于所接收到的溫度、光線強度及噪聲中的至少一種選取適當的各器官所對應的工作范圍，并監測所接收的各器官所對應的運動信息是否處于所選取的相應器官的工作范圍內，若均處于相應的工作范圍，則確定所述動物活體的體征處于正常，反之，若有至少一個器官的運動信息超出相應的工作范圍，則確定所述動物活體的體征處于異常，此時將發出警報。
[0055]綜上所述，本實用新型的家具式體征監測系統，在床上設置振動感應器，能夠收集包括人體器官振動在內的各種振動，由于器官振動的頻率與其他振動的頻率完全不同，且有規律可循，則處理單元能夠從所述振動感應器所提供的振動電信號中獲得各器官所對應的振動電信號，利用上述規律來提取器官工作所引起的振動，能夠在不對使用者造成束縛的情況下獲得使用者在坐、臥等休息狀態時器官的運動信息，并根據所獲得的各運動信息來監測使用者的身體狀況；另外，所述檢測裝置中所使用的各種感應器均為低功耗產品，其使用期限為3-5年，因此能夠有效地持續監測人們在休息、睡眠時的體征，無需經常維護；還有，通過對所采集的振動電信號進行濾波、平滑等預處理，能夠準確的得到器官工作所對應的振動電信號，以便后續各器官的處理模塊能夠快速的獲得器官的運動信息；此外，所述檢測裝置還獲取所處環境的光線、溫度等環境信息，能夠針對白天、夜晚人們體征的變化，輔助監控裝置更為準確的監控使用者的身體狀況，提高報警的準確度。所以，本實用新型有效克服了現有技術中的種種缺點而具高度產業利用價值。
[0056]上述實施例僅例示性說明本實用新型的原理及其功效，而非用于限制本實用新型。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本實用新型的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬【技術領域】中具有通常知識者在未脫離本實用新型所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本實用新型的權利要求所涵蓋。
【權利要求】
1.一種家具式體征監測系統，其特征在于，至少包括: 設置在用于休息的家具上的檢測裝置，包括: 感應單元,包括:振動感應器，用于將動物活體在所述家具上所產生的振動轉換成振動電信號，并予以輸出，其中，所述振動包括:所述動物活體的器官所引起的振動； 與所述感應單元連接且包含濾波器的處理單元，用于利用所述濾波器從所述振動電信號中提取動物活體的至少一個器官所產生的振動電信號，并根據所提取的器官所產生的振動電信號確定用于反映相應器官工作的運動信息，并將所述運動信息予以輸出； 與所述檢測裝置連接的監控裝置，用于在監測到所述處理單元所輸出的反映所述器官的運動信息超出預設的正常范圍時，輸出所述動物活體的體征出現異常的警報。
2.根據權利要求1所述的家具式體征監測系統，其特征在于，所述處理單元包括: 與所述振動感應器連接的模數轉換器； 與所述模數轉換器連接的至少一個數字濾波器，用于按照預設的器官振動的頻帶對所述模數轉換器所轉換后的振動信號進行濾波； 與每個所述數字濾波器連接的處理器，用于根據各所述數字濾波器所提取的相應器官所產生的振動電信號確定用于反映相應器官工作的運動信息，并將各所述運動信息予以輸出。
3.根據權利要求1所述的家具式體征監測系統，其特征在于，在多個所述家具上分別設有所述檢測裝置，且每個檢測裝置通過網關與所述監控裝置通信連接。
4.根據權利要求1所述的家具式體征監測系統，其特征在于，所述感應單元還包括:用于感應所述家具所處環境的環境信息的感應器。
5.根據權利要求4所述的家具式體征監測系統，其特征在于，所述監控裝置還用于基于所述感應單元所提供的所述環境信息來選取各器官處于正常工作時所對應的正常范圍，并在監測到所述監測單元所輸出的各器官所對應的運動信息超出所選取的相應正常范圍時，輸出所述動物活體的體征出現異常的警報。
【文檔編號】A61B5/00GK203379119SQ201320409933
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年7月10日 優先權日:2013年7月10日
【發明者】陸美珠 申請人:上海寬帶技術及應用工程研究中心