專利名稱：一種基于智能手機應用的生命體征監(jiān)護報警器的制作方法
技術領域：
一種基于智能手機應用的生命體征監(jiān)護報警器技術領域[0001]本實用新型涉及一種通過Zigbee無線網絡、GSM網和Internet網，對被監(jiān)護人的生命體征實施遠程實時監(jiān)護的技術。
背景技術：
[0002]目前有利用手機開發(fā)的監(jiān)護系統(tǒng)，一般指其監(jiān)護系統(tǒng)與眾多的醫(yī)療檢測儀器連接的監(jiān)護系統(tǒng)，如奧地利歐洲第一個基于手機網絡的病人移動電子商務醫(yī)療服務(Austria is the first mobile operator in Europe to launch a nationwide, patient-centric mobile e-health solution.),東芝公司研發(fā)的Lifeminder系統(tǒng)，由腕表型的穿戴傳感器模塊和PDA組成。穿戴傳感器模塊集合了加速計、脈搏計、溫度計和皮膚電反應電極以及用于和PDA通信的藍牙模塊，以及手動操作的報警功能，這些應用，導致體征參數傳感器必須保持在藍牙模塊允許的距離范圍內，同時不能在突發(fā)狀態(tài)下，實現無需人工操作的呼叫報警。發(fā)明內容[0003]為解決前述遠距離對被監(jiān)護人的實時生命體征的監(jiān)護，本實用新型提供一種基于智能手機應用的生命體征監(jiān)護報警器；這種監(jiān)護報警器的技術方案是，一生命體征檢測器， 置于被監(jiān)護人身上，被監(jiān)護人并攜帶一智能手機，該智能手機藉助一射頻收發(fā)模塊，接收生命體征檢測器發(fā)送的人體生命警示信息，自動將該警示信息通過移動網絡，發(fā)送至監(jiān)護人或監(jiān)護中心處的手機。[0004]所述收發(fā)模塊，植于智能手機內，或者制成一適配器通過微型USB接口與智能手機連接。[0005]所述一生命體征檢測器上設有人體溫度傳感器、脈搏信號傳感器、血壓信號傳感器、微處理器以及電源裝置，微處理器接收人體溫度傳感器、脈搏信號傳感器、血壓信號傳感器的實時生命體征信息，與微處理器預設的該被監(jiān)護者正常的上述信息參數比較，如有異常，微處理器便啟動其內設的收發(fā)器工作，通過Zigbee無線網發(fā)送警示信號至射頻收發(fā)模塊?！0006]所述生命體征檢測器，是一種戴在手腕、手指、手臂、腳腕的環(huán)形帶子，或者是貼附于身上生命體征敏感的位置的佩件。[0007]所述電源裝置設有鋰電池、換能元件和電源管理電路，換能元件藉助人體活動產生電壓，經升壓電路升壓后，由電源管理電路選擇采用升壓電路升壓后的電源，或者采用鋰電池電源供電。[0008]所述的一種基于智能手機應用的生命體征監(jiān)護報警器的發(fā)送報警信號至被監(jiān)護人攜帶的智能手機的方法有如下步驟[0009](I)初始化 Zigbee 模塊；[0010](2)初始化成功否？[0011](3)成功，則建立連接；[0012](4)等待被監(jiān)護人體征數據；[0013](5)體征數據儲存；[0014](6)數據異常否？[0015](7)數據異常，則發(fā)送報警信號；[0016]( 8 )如不異常，則發(fā)送到服務平臺，服務平臺與英特網連接。[0017]所述一種戴在手腕、手指、手臂、腳腕的環(huán)形帶子，或者是貼附于身上生命體征敏感位置的佩件，一端設置生命體征檢測傳感器的人體溫度傳感器、脈搏信號傳感器、血壓信號傳感器，傳感器上覆蓋緩沖層；另一端上、下對稱設置微處理器控制部件及電池。[0018]本實用新型的優(yōu)點在于，針對突發(fā)性的病人和老人，發(fā)生生命危險，可實現無操作的自動報警，對于那些已失去主動報警能力的病人或老人，可以最大程度的提高被救治的可能性。[0019]該裝置可以按各人的體征狀況，通過個性化設置，設定不同體溫，脈搏和血壓的預警值和報警值。該裝置中的傳感器采集的信息，經分析比較后，在出現超出預警值和報警值時，自動向用戶(被監(jiān)護人)持有的手機傳送信息和 報警。預警和報警信號通過用戶持有的手機自動直接鏈接至監(jiān)護人、親屬、護理中心、急救中心或其他指定的聯(lián)絡處。并可以通過更換內部設置，實現連續(xù)輸出采集的體征數據，延伸至醫(yī)療監(jiān)護的應用。[0020]該裝置的設計以輕巧和配戴舒適為原則，可以在任何日常環(huán)境中使用。帶有向手機端發(fā)出脫離人體狀態(tài)和充電電量的警示功能。


[0021]附圖1是本實用新型生命體征檢測環(huán)帶的平面結構圖；[0022]附圖2是本實用新型原理電路框圖；[0023]附圖3是本實用新型適配器方框圖；[0024]附圖4是本實用新型微處理器發(fā)送生命體征數據流程圖；[0025]附圖5是用戶智能手機轉發(fā)報警信號流程圖；[0026]附圖6是微處理器工作流程圖；[0027]附圖7是系統(tǒng)中斷操作流程圖；[0028]附圖8是電源電路原理圖。[0029]圖中標號說明[0030]1-生命體征環(huán)帶；2_微處理器；3_傳感器；4_手表；5_緩沖層；7_體溫、脈搏、血壓傳器；8_信號調理電路；9_電源裝置；10_適配器；11_智能手機(用戶手機)；20_監(jiān)護人手機(接受端手機);12-換能元件；13_能量轉換電路；14_蓄能電路；15_升壓電路；16_鋰電池(充電電池)；17-外充電接口(USB接口)；18_電源管理電路；19_電源輸出電路。
具體實施方式
[0031]請參閱附圖1、2所示，本實用新型的技術方案是，一生命體征檢測環(huán)帶1，可以選擇戴于被監(jiān)護人手腕、或手指、或手臂、或腳腕，被監(jiān)護人并攜帶一智能手機，所述生命體征檢測環(huán)帶上設有人體溫度傳感器、脈搏信號傳感器、血壓信號傳感器7、微處理器2以及電源裝置9，微處理器2接收人體溫度傳感器、脈搏信號傳感器、血壓信號傳感器的實時生命體征信息，與微處理器2預設的該被監(jiān)護者正常的上述信息參數比較，如有異常，微處理器 2便啟動其內設的收發(fā)器工作，發(fā)送報警信號至適配器10，適配器10與智能手機11連接， 智能手機11收到報警信號后，便啟動其內設的軟件(如圖5所示)，自動將該報警信號通過移動網絡發(fā)至接受端(監(jiān)護人)手機20，接受端手機20可能是監(jiān)護人，或者是監(jiān)護中心的人員。[0032]所述適配器10由射頻收發(fā)器和嵌入式系統(tǒng)組成，射頻收發(fā)器采用美國TI公司的 CC系列電路，而基于單片機的嵌入式系統(tǒng)，包括射頻信號控制和用戶端手機接口功能，通過微型USB接口與手機連接。[0033]所述電源裝置，請參閱附圖8，設有鋰電池16、換能元件12和電源管理電路18，換能元件12藉助人體的活動產生電壓，經升壓電路15升壓后，由電源管理電路18選擇采用升壓電路升壓后的電源，或者采用鋰電池16電源供電，換能元件12可以采用壓電晶體。[0034]所述一種戴在手腕上的環(huán)形帶子1，或一種貼附于身上生命體征敏感的位置的佩件一端設置生命體征檢測傳感器7的人體溫度傳感器、脈搏信號傳感器、血壓信號傳感器， 傳感器7上覆蓋緩沖層5 ;另一端上、下對稱設置微處理器2控制部件及電池16。[0035]請參閱附圖2所示，體溫、脈搏、血壓傳感器7采集的人體生命體征信息，經信號調理電路8放大整理后，由微處理器2 (CC系列)處理后，與被監(jiān)護者正常的上述信息參數比較，如有異常，微處理器2便啟動其內設的收發(fā)器工作，發(fā)送報警信號至適配器10，適配器10與監(jiān)護人攜帶的智能手機11連接，該智能手機11通過移動網絡，便自動將該報警信號發(fā)至監(jiān)護人手機20。[0036]本實用新型對警示信號設置不同級別，射頻收發(fā)器向用戶手機自動發(fā)送不同內容的警示信號，如最高級別 的警示，報警信號，可以通過用戶手機在發(fā)送至用戶親友的同時直接發(fā)送至救護中心。預警，電池電量過低信號，可以經用戶手機發(fā)送至用戶親友及護理人員，由接受方在聯(lián)系用戶后決定是否需要通知救護中心。[0037]例如，生命體征檢測器通過PVDF傳感器監(jiān)視用戶的心搏，當用戶的心博突然出現超出預設數值，生命體征檢測器會馬上通過射頻收發(fā)器向自己的手機自動發(fā)出報警信號，該手機的射頻收發(fā)器得到信號后，手機自動向已綁定的應急號碼發(fā)送短訊或語音報警。[0038]本實用新型的體溫，脈搏，血壓傳感器采用已有的器件[0039]a. 體溫采集模塊采用DALLAS公司生產的單總線數字溫度傳感器，其產品具有線路簡單，體積小的特點。[0040]b.脈搏信號采樣和脫機警示傳感器采用PVDF壓電薄膜高分子壓電材料，考慮到它具備的一些特征，如壓電性薄膜柔軟機械性能，使其可以與人體接觸安全舒適，能緊貼體壁，以及聲阻抗與人體組織聲阻抗十分接近等一系列特點，所以選擇它制作脈搏壓力傳感器。其實現方法[0041](I)選用20um法國Piezotech公司的TOVDF產品，將微弱低頻的脈搏壓力信號轉換成電信號。[0042](2)經信號調理電路，包括前置放大，低通濾波，電壓放大和A/D轉換等，進行信號處理，以保證脈搏信號反映的生理特性的正確和完整性。[0043]c. 血壓信號采樣選擇Motorola公司的壓力傳感器，其內部含有信號運放和信號調節(jié)功能，可以直接將動脈血液對血管壁的壓力轉換為電信號。并經過前置放大，過濾，后置放大完成其信號處理。[0044]數據處理與發(fā)送模塊(以下簡稱處理模塊)負責控制整個節(jié)點的數據處理操作、功耗管理、任務管理等。處理模塊是無線傳感器節(jié)點的計算核心，其被采集數據的分析、預警和報警信號的發(fā)送、任務調度、能量計算、功能協(xié)調、通信協(xié)議和數據整合程序都將在這個模塊的支持下完成。本設計采用美國IT公司的CC系列模塊。[0045]生命體征檢測器與手機如何實現定點通訊不同于一般的無線傳感網絡，位于體域網BAN的報警器僅在個體區(qū)域內與其綁定的手機進行近距離的通信，報警器作為其中心節(jié)點，不需要耗能的路由操作。針對醫(yī)療保健類應用，體域網與個人區(qū)域網的無線通訊方式應該首先考慮芯片的功耗，所需的外圍元件數量、芯片成本、數據傳輸方式的使用方便等因素，本設計采用Zigbee技術，實現生命體征檢測器與用戶手機之間的定點通訊，即在生命體征檢測器，利用CC系列模塊中寄生射頻收發(fā)器完成所有的警示信號的自動發(fā)送。[0046]在智能手機端，采用CC系列收發(fā)模塊，實現對所有警示信號的自動接收。智能手機按已在內部設定的接受方(監(jiān)護人)號碼發(fā)送警示短訊。[0047]監(jiān)護人一方在接受到警示信號后，可以主動聯(lián)系智能手機用戶(被監(jiān)護人)。[0048]采用基于Zigbee技術的無線網絡實現對用戶體征數據采集后，通過手機傳輸數據到用戶設定的接受方手機。Zigbee協(xié)議棧由一系列分層結構組成，每一層為上一層提供服務。數據實體提供數據傳輸服務，管理實體提供其他功能服務。[0049]數據數據發(fā)送程序流見圖4，數據發(fā)送功能既可采用TCP/IP協(xié)議發(fā)送，也可通過短信息發(fā)送。[0050]為避免其它報警器需要頻繁充電的弊端，要求本報警器采用低功耗設計。因此不僅在選擇器件時要考慮器件的低功耗，同時系統(tǒng)中控制操作模式須要考慮多種操作模式， 如活動模式、呼吸模式和休眠模式。本報警器對從體征采樣，數據處理到信號發(fā)送的整個過程中 的各個環(huán)節(jié)均采用沖突避免機制，自適應時間同步機制等省電型自動動態(tài)操作策略及流程，實現了延長充電間隔的設計目標，如讓處理器進入低功耗休眠模式，直到下一次任務開啟時喚醒進入全速運行模式。其系統(tǒng)中斷操作流程如圖7所示。[0051]圖8是電源模塊的原理電路圖，其中可充電電池16采用鋰電池，該電池能量密度高，體積小，適合傳感器節(jié)點小的特點。同時把來自人體活動產生的能量通過換能元件12， 通過能量轉換電路13將機械能轉換成電能存貯起來。然后通過電源管理電路18，在滿足提供系統(tǒng)用電的同時可以為鋰電池充電。當振動產生的能量不足時，自動實時切換到電池供電16。為方便鋰電池16充電，還配備了微型USB的外充電接口 17。
權利要求1.一種基于智能手機應用的生命體征監(jiān)護報警器，其特征在于，一生命體征檢測器，置于被監(jiān)護人身上，被監(jiān)護人并攜帶一智能手機，該智能手機藉助一射頻收發(fā)模塊，接收生命體征檢測器發(fā)送的人體生命警示信息，自動將該警示信息通過移動網絡，發(fā)送至監(jiān)護人或監(jiān)護中心處的手機。
2.按權利要求1所述的基于智能手機應用的生命體征監(jiān)護報警器，其特征在于，所述收發(fā)模塊，植于智能手機內，或者制成一適配器通過微型USB接口與智能手機連接。
3.按權利要求1所述的基于智能手機應用的生命體征監(jiān)護報警器，其特征在于，所述一生命體征檢測器上設有人體溫度傳感器、脈搏信號傳感器、血壓信號傳感器、微處理器以及電源裝置，微處理器接收人體溫度傳感器、脈搏信號傳感器、血壓信號傳感器的實時生命體征信息，與微處理器預設的該被監(jiān)護者正常的上述信息參數比較，如有異常，微處理器便啟動其內設的收發(fā)器工作，通過Zigbee無線網發(fā)送警示信號至射頻收發(fā)模塊。
4.按權利要求1所述的基于智能手機應用的生命體征監(jiān)護報警器，其特征在于，所述生命體征檢測器，是一種戴在手腕、手指、手臂、腳腕的環(huán)形帶子，或者是貼附于身上生命體征敏感的位置的佩件。
5.按權利要求3所述的基于智能手機應用的生命體征監(jiān)護報警器，其特征在于，所述電源裝置設有鋰電池、換能元件和電源管理電路，換能元件藉助人體活動產生電壓，經升壓電路升壓后，由電源管理電路選擇采用升壓電路升壓后的電源，或者采用鋰電池電源供電。
6.按權利要求4所述的一種基于智能手機應用的生命體征監(jiān)護報警器，其特征在于，所述一種戴在手腕、手指、手臂、腳腕的環(huán)形帶子，或者是貼附于身上生命體征敏感位置的佩件，一端設置生命體征檢測傳感器的人體溫度傳感器、脈搏信號傳感器、血壓信號傳感器，傳感器上覆蓋緩沖層；另一端上、下對稱設置微處理器控制部件及電池。
專利摘要本實用新型提供一種基于智能手機應用的生命體征監(jiān)護報警器；這種監(jiān)護報警器設置一生命體征檢測器，置于被監(jiān)護人身上，被監(jiān)護人并攜帶一智能手機，該智能手機藉助一射頻收發(fā)模塊，接收生命體征檢測器發(fā)送的人體生命警示信息，自動將該警示信息通過移動網絡，發(fā)送至監(jiān)護人或監(jiān)護中心處的手機。優(yōu)點在于，針對突發(fā)性的病人和老人，發(fā)生生命危險，可實現無操作的自動報警，可以最大程度的提高被救治的可能性。
文檔編號H04M1/725GK202843588SQ20122036435
公開日2013年4月3日 申請日期2012年7月26日 優(yōu)先權日2012年7月26日
發(fā)明者翁整, 南南·倫仃, 路紅生 申請人:翁整, 南南·倫仃, 路紅生