專利名稱：人體生命體征遠程監(jiān)測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及人體生命體征遠程監(jiān)測裝置，尤其是一種可實現(xiàn)非接觸式人體生命體征探測及人體自動跟蹤的遠程檢測裝置。
背景技術(shù)：
隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，生活水平的提高，人們對身體健康越來越重視，大量的病弱人群需要監(jiān)護照料。伴隨老齡化社會的到來，老年人口迅速增長，高齡化、空巢化現(xiàn)象愈趨明顯。由于社會競爭的激烈，工作和生活節(jié)奏的加快，人們無暇照顧年邁或病弱的親人，老年、病弱群體的護理已經(jīng)成為一個棘手的社會問題。為此，大量的人體健康監(jiān)測產(chǎn)品應(yīng)運而生，基于人體基本生理參數(shù)檢測的各種監(jiān)護儀器走進人們的生活。申請?zhí)枮?006100148831、名稱為《便攜式多參數(shù)監(jiān)護設(shè)備》的發(fā)明，公開了一種可以通過GPRS通信網(wǎng)絡(luò)傳輸病人生理信息的裝置，遠程監(jiān)視利用心電導聯(lián)、脈搏探頭等傳感器采集病人的生理信息。不過，此發(fā)明所述的生理信息傳感器采用傳統(tǒng)的傳感器技術(shù)，這些傳感器敷設(shè)于病人身體特定部位，其連接線纜還會對肢體造成纏繞，給需要長年監(jiān)護的老年、病弱對象帶來了不便。目前，公知的大部分生理參數(shù)遠程監(jiān)護設(shè)備與此發(fā)明技術(shù)類似。申請?zhí)枮?004100887492、名稱為《一種非接觸式心動和呼吸檢測技術(shù)》的發(fā)明，利用壓力傳感器測量人體心跳及呼吸，病人可以擺脫傳感器在身體上的敷設(shè)，但是必需依靠在一個安置了壓力傳感器的床墊或靠墊上才能實現(xiàn)檢測，此發(fā)明仍然限制了被監(jiān)測人員身體的自由活動。申請?zhí)枮?22246MX、名稱為《雷達非接觸式生命參數(shù)探測裝置》的實用新型，利用雷達技術(shù)探測人體呼吸、脈搏引起的身體微動，在一定距離的范圍內(nèi)非接觸監(jiān)測人體主要生命參數(shù)，擺脫了傳統(tǒng)傳感器敷設(shè)人體及其連接線纜對肢體的纏繞，但此發(fā)明公開的僅僅是生命參數(shù)探測裝置本身的電路結(jié)構(gòu)，未涉及探測裝置的自動跟蹤、遠程監(jiān)護技術(shù)，在實用上有諸多不便。申請?zhí)枮?51921762、名稱為《探測活的物體的生命功能的方法和裝置》的發(fā)明，利用電磁波信號非接觸式探測人體生命功能，該裝置可置于天花板上監(jiān)測室內(nèi)活體目標，由于無自動跟蹤電路，普通定向天線不能完全覆蓋室內(nèi)范圍，若使用大角度、全方位覆蓋的收發(fā)天線，則易造成接收噪聲信號加大，探測干擾信號加大，嚴重影響裝置的正常工作。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有人體生命體征遠程監(jiān)測技術(shù)的缺陷，本實用新型提供了一種新的人體生命體征遠程監(jiān)測裝置。該人體生命體征遠程監(jiān)測裝置可自動跟蹤監(jiān)測目標，并在相隔一定距離的范圍內(nèi)，非接觸式測出監(jiān)測目標的主要生命體征，在所測生命體征參數(shù)異常時自動發(fā)送報警信息。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是人體生命體征遠程監(jiān)測裝置， 由生命體征監(jiān)測電路、遠程報警電路、電源電路及主控電路組成，所述生命體征監(jiān)測電路采用非接觸式雷達探測電路，主要由雷達探測天線、雷達信號收發(fā)與處理電路、生命體征探測信號分析與處理電路組成，其特征是所述主控電路還連接了人體跟蹤電路，以使監(jiān)測目標始終落入雷達探測天線主瓣方向覆蓋范圍內(nèi)，人體跟蹤電路主要包括監(jiān)測目標感應(yīng)電路、 雷達探測天線主瓣方向調(diào)節(jié)電路。所述生命體征監(jiān)測裝置的雷達探測天線可采用定向天線，安裝于人體生命體征遠程監(jiān)測裝置的前方位置，雷達探測天線主瓣方向調(diào)節(jié)電路中包括轉(zhuǎn)動雷達探測天線用的機械傳動裝置、電動機及電動機驅(qū)動電路，主控電路在監(jiān)測目標感應(yīng)電路感知目標方位后，經(jīng)分析比較，輸出方向調(diào)節(jié)控制信號到電動機驅(qū)動電路，驅(qū)動電動機轉(zhuǎn)動，并通過機械傳動裝置轉(zhuǎn)動雷達探測天線。所述雷達探測天線也可采用電調(diào)方向參數(shù)的天線，此時，所述雷達探測天線主瓣方向調(diào)節(jié)電路主要由饋電控制與切換電路構(gòu)成， 主控電路經(jīng)監(jiān)測目標感應(yīng)電路感知目標方位后，經(jīng)分析比較，輸出方向調(diào)節(jié)控制信號到饋電控制與切換電路，通過對天線相關(guān)單元的饋電切換、相位變換等方式調(diào)節(jié)雷達探測天線主瓣方向。所述遠程報警電路由報警信號設(shè)置電路、通信電路組成，通過通信網(wǎng)以語音或短信方式向設(shè)定的監(jiān)控電話發(fā)送報警信號。報警信號設(shè)置電路也可同時通過主控制器系統(tǒng)連接寬帶網(wǎng)絡(luò)通信電路，報警信號經(jīng)打包處理，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)竭h端的計算機或智能終端。所述人體生命體征遠程監(jiān)測裝置也可增加遠程網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控電路，遠程網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控電路由攝像機組件、傳聲器、視音頻編碼電路、寬帶網(wǎng)絡(luò)通信電路組成，監(jiān)護人員可在遠端通過計算機或智能終端監(jiān)聽、監(jiān)看監(jiān)測目標的實際情況。報警信號設(shè)置電路配有外設(shè)按鍵，使用者操作相應(yīng)按鍵，預先設(shè)置生命體征異常報警參數(shù)值及報警信號接收電話號碼，同時還可預設(shè)定時發(fā)送生命體征參數(shù)短信到預訂電話的時間、次數(shù)。所述攝像機組件也可配置云臺，此時，雷達探測天線與攝像機組件共同安裝于云臺上，主控制器系統(tǒng)連接云臺控制電路，控制云臺自動跟蹤，雷達探測天線與攝像機組件同時對準監(jiān)測目標。本實用新型技術(shù)方案中所述的非接觸式人體生命體征監(jiān)測裝置利用雷達探測技術(shù)，其原理是發(fā)射波束直接照射到一定距離外的人體表面，人體表面反射的回波信號載有人體呼吸、心跳等微動信息，回波信號在監(jiān)測裝置中與本地振蕩參考信號混頻，其輸出信號再通過信號分析處理電路提取出呼吸、心跳等人體生命體征參數(shù)，供觀測監(jiān)護。同時，在報警信號設(shè)置電路中預設(shè)生命體征參數(shù)異常報警的上下限值，當實測參數(shù)達到報警限值后， 立即通過主控電路及通信電路、網(wǎng)絡(luò)傳輸發(fā)出報警信息。本實用新型的有益效果是，可自動或遙控跟蹤監(jiān)測目標，并在相隔一定距離的范圍內(nèi)非接觸監(jiān)測監(jiān)測目標的主要生命體征，被監(jiān)護人員可在一定范圍內(nèi)自由活動，擺脫了傳統(tǒng)監(jiān)護裝置對被監(jiān)護人員的傳感器佩戴及線纜纏繞等行動限制，在所測生命體征參數(shù)異常時，可自動通過現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)及互聯(lián)網(wǎng)向遠端發(fā)送救急信號。本實用新型技術(shù)可廣泛應(yīng)用于獨居的老年、病弱群體的遠程監(jiān)護，為老齡化、快節(jié)奏社會下的家庭醫(yī)療護理提供了極大的方便。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步描述。


圖1是本實用新型實施例的整體工作原理結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實用新型一種實施例的簡化電路框圖。圖3是本實用新型一種實施例的雷達探測天線主瓣方向調(diào)節(jié)方式結(jié)構(gòu)示意圖。[0015]圖中1.生命體征監(jiān)測電路，2.雷達探測天線，3.人體跟蹤電路，4.遠程報警電路，5.電源電路，6.主控電路，7.監(jiān)測目標，8.監(jiān)控電話，9.遠端的計算機或智能終端， 10.報警信號設(shè)置電路，11.生命體征探測信號分析與處理電路，12.雷達信號收發(fā)與處理電路，13.電動機驅(qū)動電路，14.電動機，15.監(jiān)測目標感應(yīng)電路，16.視音頻編碼電路，17.攝像機組件，18.傳聲器，19.顯示電路，20.擴展電路接口，21.通信電路，22.寬帶網(wǎng)絡(luò)通信電路，23.本地報警輸出電路，24.蓄電池組及充放電控制電路，25.電源控制電路，26.雷達天線介質(zhì)透鏡，27.微帶貼片饋源，28.電子開關(guān)芯片。
具體實施方式
圖1是本實用新型實施例的整體工作原理結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，本實用新型主要由生命體征監(jiān)測電路(1)、人體跟蹤電路(3 )、遠程報警電路(4 )、電源電路(5 )及主控電路(6 ) 組成，以微處理器芯片為核心的主控電路(1)通過預裝工作程序及各輸出輸入接口，協(xié)調(diào)、 控制各部分電路的工作。本實用新型通常安裝于監(jiān)測目標(7)所在室內(nèi)，由人體跟蹤電路 (3 )感知監(jiān)測目標(7 )所處方位，并調(diào)整生命體征監(jiān)測電路(1)中的雷達探測天線(2 )的主瓣方向始終對準監(jiān)測目標(7 )。生命體征監(jiān)測電路(1)采用非接觸式雷達探測電路，雷達發(fā)射波束直接照射到一定距離外監(jiān)測目標(7)的人體表面，而在雷達接收的人體表面反射回波信號載有人體呼吸、心跳等微動信息，回波信號在監(jiān)測裝置中與本地振蕩參考信號混頻， 其輸出信號再經(jīng)分析處理，提取出呼吸、心跳等人體生命體征參數(shù)，這些參數(shù)通過遠程報警電路(4)處理，經(jīng)公共通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到遠端的監(jiān)控電話(8)、計算機或智能終端(9)，供親屬或護理人員觀測監(jiān)護。本實用新型在產(chǎn)品形態(tài)上可設(shè)計為獨立的室內(nèi)懸掛式結(jié)構(gòu)，也可與電視機、機頂盒、計算機、路由器、電話機、家庭服務(wù)機器人等家電結(jié)合，作為這些家庭電器的附加部件而擴大其應(yīng)用范圍。圖2是本實用新型一種實施例的簡化電路框圖。圖中，由雷達探測天線(2)、雷達信號收發(fā)與處理電路(12)、生命體征探測信號分析與處理電路(11)構(gòu)成非接觸式雷達探測電路，在本實施例中，雷達電路采用微波波段信號。雷達信號收發(fā)與處理電路(12)中通過壓控振蕩器產(chǎn)生微波信號，再通過微波功率放大器放大，送至定向耦合器，在定向耦合器中微波信號分為兩路一路作為本地振蕩參考信號輸入混頻器，另一路通過環(huán)形器送至雷達探測天線(2)向外發(fā)射。微波發(fā)射波束在監(jiān)測目標(7)表面反射，形成載有人體呼吸、心跳等微動信息的回波信號。雷達探測天線(2)將接收到的回波信號通過環(huán)形器送入接收射頻放大器放大，再送至混頻器，與本地振蕩參考信號進行混頻而輸出低頻信號，該信號在生命體征探測信號分析與處理電路(11)中經(jīng)放大、濾波、預處理，分別取出呼吸、心跳等信號， 然后經(jīng)A/ D轉(zhuǎn)換，送到主控電路(6)進行處理，并通過顯示電路(19)顯示。圖中，報警信號設(shè)置電路(10)、通信電路(21)，寬帶網(wǎng)絡(luò)通信電路(22)與主控電路共同組成遠程報警電路。報警信號設(shè)置電路(10)配有外設(shè)按鍵，使用者操作相應(yīng)按鍵，預先設(shè)置生命體征異常報警參數(shù)值及報警信號接收電話號碼，同時還可預設(shè)定時發(fā)送生命體征參數(shù)短信到預訂電話的時間、次數(shù)，使得生命體征參數(shù)以語音或短信形式通過通信電路(21)及公共通信網(wǎng)送至監(jiān)控電話(8)，以圖文數(shù)據(jù)等形式通過寬帶網(wǎng)絡(luò)通信電路(22)送至遠端的計算機或智能終端(9)，同時還通過本地報警輸出電路(23)發(fā)出聲、光等警示信號。鑒于微波傳播的特性及減少干擾的需要，雷達探測天線(2)選擇了較強方向性的天線。為了使監(jiān)測目標(7)始終落入雷達探測天線主瓣方向覆蓋范圍內(nèi)，由主控電路連接監(jiān)測目標感應(yīng)電路(15)與雷達探測天線主瓣方向調(diào)節(jié)電路組成人體跟蹤電路(3)。雷達探測天線主瓣方向調(diào)節(jié)電路包括轉(zhuǎn)動雷達探測天線用的機械傳動裝置、電動機(14)及電動機驅(qū)動電路(13)。主控電路(6) 在監(jiān)測目標感應(yīng)電路(15)感知目標方位后，經(jīng)分析比較，輸出方向調(diào)節(jié)控制信號到電動機驅(qū)動電路(13)，驅(qū)動電動機(14)轉(zhuǎn)動，并通過機械傳動裝置轉(zhuǎn)動雷達探測天線(2)，直至其鎖定對中監(jiān)測目標(7)為止。雷達探測天線(2)通常安裝于人體生命體征遠程監(jiān)測裝置的前方位置。監(jiān)測目標感應(yīng)電路(15)用到的探測技術(shù)，可采用公知的雷達探測、紅外、激光、 超聲波探測技術(shù)，近年發(fā)展的攝像機人體運動圖像分析跟蹤技術(shù)，也可利用到本實施例的自動跟蹤目標感應(yīng)中去。主控電路(6)還連接視音頻編碼電路(16)、攝像機組件(17)、傳聲器(18)，與寬帶網(wǎng)絡(luò)通信電路(22)組成遠程網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控電路，在監(jiān)測人體生命體征參數(shù)的同時，還可通過遠端的計算機或智能終端(9)獲取監(jiān)測目標(7)及其周圍的圖像、聲音信息。所述攝像機組件(17)也可配置云臺，此時，雷達探測天線與攝像機組件共同安裝于云臺上，主控電路連接電動機驅(qū)動電路(13)、電動機(14)、機械傳動裝置驅(qū)動云臺轉(zhuǎn)動，控制雷達探測天線與攝像機組件同時對準監(jiān)測目標。本實施例的電源電路(5)包括蓄電池組及充放電控制電路(24 )及電源控制電路(25 )，蓄電池組及充放電控制電路(24 )由蓄電池組及其充、放電控制電路組成，電路自動監(jiān)測并控制蓄電池的充、放電工作。電源控制電路 (25)管理整個裝置的外接供電，當外接供電中斷時，自動切換至蓄電池組供電。本實施例主控電路預留了擴展電路接口(20)，在需要的時候，可擴展接入家庭安防、安全等多種事件的監(jiān)控。圖3是本實用新型一種實施例的雷達探測天線主瓣方向調(diào)節(jié)方式結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，人體生命體征遠程監(jiān)測裝置的雷達探測天線(2)也可采用電調(diào)方向參數(shù)的天線，本實施例中采用的是微波介質(zhì)天線。在這里，雷達探測天線主瓣方向調(diào)節(jié)電路主要由饋電控制與切換電路構(gòu)成，主控電路(6 )經(jīng)監(jiān)測目標感應(yīng)電路(15 )感知目標方位后，經(jīng)分析比較，輸出方向調(diào)節(jié)控制信號到電子開關(guān)芯片(28)，通過對不同微帶貼片饋源(27)的饋電控制切換， 調(diào)節(jié)雷達探測天線(2 )主瓣方向。雷達天線介質(zhì)透鏡(26 )裝置于微帶貼片饋源(27 )前方， 電子開關(guān)芯片(28)另一端連接至雷達信號收發(fā)與處理電路(12)。上述實施例的具體電路及所需微處理器運行程序?qū)俟夹g(shù)，此處不予詳述。
權(quán)利要求1.人體生命體征遠程監(jiān)測裝置，由生命體征監(jiān)測電路、遠程報警電路、電源電路及主控電路組成，所述生命體征監(jiān)測電路采用非接觸式雷達探測電路，主要由雷達探測天線、雷達信號收發(fā)與處理電路、生命體征探測信號分析與處理電路組成，其特征是所述主控電路還連接了人體跟蹤電路，以使監(jiān)測目標始終落入雷達探測天線主瓣方向覆蓋范圍內(nèi)，人體跟蹤電路主要包括監(jiān)測目標感應(yīng)電路、雷達探測天線主瓣方向調(diào)節(jié)電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人體生命體征遠程監(jiān)測裝置，其特征是所述生命體征監(jiān)測裝置的雷達探測天線采用定向天線，安裝于人體生命體征遠程監(jiān)測裝置的前方位置，雷達探測天線主瓣方向調(diào)節(jié)電路中包括轉(zhuǎn)動雷達探測天線用的機械傳動裝置、電動機及電動機驅(qū)動電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的人體生命體征遠程監(jiān)測裝置，其特征是所述雷達探測天線也可采用電調(diào)方向參數(shù)的天線，此時，所述雷達探測天線主瓣方向調(diào)節(jié)電路主要由饋電控制與切換電路構(gòu)成，通過對天線相關(guān)單元的饋電切換、相位變換來調(diào)節(jié)雷達探測天線主瓣方向。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人體生命體征遠程監(jiān)測裝置，其特征是所述遠程報警電路由報警信號設(shè)置電路、通信電路組成，通過通信網(wǎng)以語音或短信方式向設(shè)定的監(jiān)控電話發(fā)送報警信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的人體生命體征遠程監(jiān)測裝置，其特征是報警信號設(shè)置電路也可同時通過主控制器系統(tǒng)連接寬帶網(wǎng)絡(luò)通信電路，報警信號經(jīng)打包處理，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)竭h端的計算機或智能終端。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人體生命體征遠程監(jiān)測裝置，其特征是所述人體生命體征遠程監(jiān)測裝置也可增加遠程網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控電路，遠程網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控電路由攝像機組件、傳聲器、視音頻編碼電路、寬帶網(wǎng)絡(luò)通信電路組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的人體生命體征遠程監(jiān)測裝置，其特征是所述攝像機組件也可配置云臺，此時，雷達探測天線與攝像機組件共同安裝于云臺上，主控制器系統(tǒng)連接云臺控制電路，控制云臺自動跟蹤，雷達探測天線與攝像機組件同時對準監(jiān)測目標。
專利摘要人體生命體征遠程監(jiān)測裝置，由生命體征監(jiān)測電路、人體跟蹤電路、遠程報警電路、電源電路及主控電路組成，所述生命體征監(jiān)測電路采用非接觸式雷達探測電路，其主控電路還連接了人體跟蹤電路，以使監(jiān)測目標始終落入雷達探測天線主瓣方向覆蓋范圍內(nèi)。該裝置可獨立懸掛于室內(nèi)開闊位置，也可作為部件設(shè)置于家庭計算機或電視機、機頂盒、電話機、家庭服務(wù)機器人等家電中，在相隔一定距離的范圍內(nèi)，非接觸式自動跟蹤監(jiān)測獨居室內(nèi)的老年、病弱者的心率、呼吸等生命體征參數(shù)，并通過通信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)向與遠端監(jiān)控設(shè)備、電話傳送實時參數(shù)及告警信號，實現(xiàn)監(jiān)護機構(gòu)及親屬對老年、病弱者的遠程監(jiān)護。被監(jiān)護人員可在室內(nèi)自由活動，擺脫了傳統(tǒng)監(jiān)護裝置對被監(jiān)護人員的傳感器佩戴及線纜纏繞等行動限制。本實用新型技術(shù)可廣泛應(yīng)用于獨居的老年、病弱群體的遠程監(jiān)護，為老齡化、快節(jié)奏社會下的家庭醫(yī)療護理提供了極大的方便。
文檔編號A61B5/11GK202154683SQ20112020732
公開日2012年3月7日 申請日期2011年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月20日
發(fā)明者劉長印, 胡奎生, 胡楊 申請人:山東省普來特能源與電器研究院