专利名称：空巢老人远程监护方法及所用远程监护仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种基于GSM通讯的人体运动状态和HRV指标的检测仪器，特别是一 种空巢老人远程监护方法及所用远程监护仪。
背景技术：
随着社会的发展和人们生活节奏的加快，空巢老人现象已经成为当今社会不容忽 视的问题；如何确�？粘怖先说娜粘Ｉ罱】党闪巳嗣瞧惹邢Ｍ饩龅奈侍�。而传统的 PPG心率检测仪或者三维加速度传感器测试仪，不但功能单一且通常需要通过USB传输数 据，造成用户使用的不便；因此很多用户干脆放弃在线功能，而只使用离线功能。使用此类 PPG心率检测仪或者三维加速度传感器测试仪，外界还是无法及时了解空巢老人的日常生 活健康。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种使用方便且能及时在线传递用户健康状况 的空巢老人远程监护方法及所用远程监护仪。为了解决上述技术问题，本发明提供一种空巢老人远程监护仪，包括3D加速度传 感器、PPG检测器和控制组件；控制组件包括分别与电源模块相连的滤波�？�、A/D转换模 块、信号放大模块、前置处理�？�、数据存储器、中央处理器、接口电路和监护仪GSM模块， 滤波�？�、A/D转换�？楹椭醒氪砥饕来蜗嗔藕欧糯竽？�、前置处理�？楹椭醒氪� 器依次相连，监护仪GSM模块、接口电路和中央处理器依次相连，数据存储器和中央处理器 相连；3D加速度传感器与滤波模块相连，PPG检测器与信号放大�？橄嗔Ｗ魑痉⒚鞯目粘怖先嗽冻碳嗷ひ堑母慕鳳PG检测器由检测按钮、驱动电路、 LED发射器和LED接收器组成，检测按钮、驱动电路和LED发射器依次相连，LED发射器和 LED接收器无线相连；LED接收器与信号放大�？橄嗔�。作为本发明的空巢老人远程监护仪的进一步改进控制组件包括分别与电源�？� 相连的晶振时钟模块和调节按钮，晶振时钟�？楹偷鹘诎磁シ直鹩胫醒氪砥飨嗔�。作为本发明的空巢老人远程监护仪的进一步改进控制组件包括分别与电源模块 相连的驱动�？镮、驱动�？镮I和驱动�？镮II，驱动�？镮、驱动�？镮I和驱动�？镮II 分别与中央处理器相连；扬声器与驱动�？镮相连，LCD显示器与驱动模块II相连，LED背 光灯源与驱动�？镮II相连。作为本发明的空巢老人远程监护仪的进一步改进控制组件包括与电源�？橄嗔� 的紧急报警按钮，紧急报警按钮与中央处理器相连。本发明还同时提供了利用上述空巢老人远程监护仪所进行的空巢老人远程监护 方法，包括以下步骤1)、3D加速度传感器将检测到的位移信息实时地依次经滤波�？榈穆瞬ù砗� A/D转换�？榈男藕抛淮砗蟠莞醒氪砥鳎芍醒氪砥鞲涸鸺扑闳颂宓脑硕畔ⅲ醒氪砥鹘鲜鲈硕畔⒋娲⒃谑荽娲⑵�)中；2)、PPG检测器将捕捉到的脉搏信息依次通过信号放大�？榈姆糯蟠怼⑶爸么� �？榈那爸么砗笠允中藕诺男问酱莞醒氪砥鳎�
3)、中央处理器将上述运动信息和脉搏信息组合后与预先保存在数据存储器内的 健康状态判断标准进行对比；根据对比结果，由中央处理器通过驱动�？镮I使IXD显示器 作出相应的反应；中央处理器还将相应的运动信息和脉搏信息依次通过接口电路和监护仪GSM模 块传递给检测中心平台，使检测中心平台能够及时获知该类信息。作为本发明的空巢老人远程监护方法的改进通过调节按钮向中央处理器发出 “显示健康建议”的请求，中央处理器接收到此请求后，从数据存储器内调取最新的健康建 议，并通过驱动�？镮I的传递使健康建议在IXD显示器上得以显示。作为本发明的空巢老人远程监护方法的进一步改进通过调节按钮向中央处理器 发出“实时显示”的请求时，中央处理器将上述步骤1)中计算获得的运动信息不但传递至 数据存储器进行存储，还同时通过驱动�？镮I传递给LCD显示器，使上述运动信息在LCD 显示器上作实时显示；中央处理器将上述步骤2)中获得的脉搏信息不但传递至数据存储器进行存储， 还同时通过驱动�？镮I传递给IXD显示器，使上述脉搏信息在IXD显示器上被显示。作为本发明的空巢老人远程监护方法的进一步改进通过调节按钮向中央处理器 发出“上报时间调整”的请求，中央处理器收到该请求后对晶振时钟�？槟诘亩ㄊ笔奔浣� 调整；当设定的时间到后，晶振时钟�？榛嵯蛑醒氪砥鞣⒊鎏崾荆芍醒氪砥鞲涸鸬魅� 数据存储器中保存的最新的运动信息和脉搏信息，并将此类信息依次通过接口电路和监护 仪GSM�？榇莞觳庵行钠教ǎ辜觳庵行钠教芄换裰美嘈畔�。作为本发明的空巢老人远程监护方法的进一步改进按动紧急报警按钮，中央处 理器一方面通过驱动�？镮使扬声器发出报警声；另一方面将上述报警信号依次通过接口 电路和监护仪GSM�？榇莞觳庵行钠教�。本发明的空巢老人远程监护仪，实际使用时，通过监护仪GSM�？橛爰觳庵行钠� 台无线相连；通过3D加速度传感器记录用户的人体活动数据，通过PPG检测器检测用户心 率、心率变异性(HRV)等指标；上述检测到的数据指标能在LCD显示器上作实时显示，从而 使用户能一目了然地及时了解自己的健康状况；上述检测到的数据指标还通过监护仪GSM �？楸晃尴叽葜良觳庵行钠教ǎ杉觳庵行钠教ǜ涸鸾蟹治龊凸芾�。检测中心平台不 但能实时获知使用者的日常生活健康信息，还能根据此日常生活健康信息进行分析判断， 并作出相应的指导建议，然后将上述指导建议无线回传给本发明的空巢老人远程监护仪， 以指导用户的日常健康生活。
下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步详细说明。图1是本发明的空巢老人远程监护仪的连接关系示意图；图2是图1的实际使用状态示意图。
具体实施例方式图1给出了一种空巢老人远程监护仪，包括3D加速度传感器1、PPG检测器2、控 制组件3、扬声器4、IXD显示器5和LED背光灯源6。3D加速度传感器1用于获知人体的 运动信息；PPG检测器2用于获知人体的心率和HRV等信息，并将上述信息以光电血管容积 图PPG信号的形式进行发送。PPG检测器2由检测按钮21、驱动电路22、LED发射器23和LED接收器24组成， 检测按钮21、驱动电路22和LED发射器23依次相连，LED发射器23和LED接收器24无线 相连。LED发射器23例如可采用广州MQ品牌的MQ-LA-002，LED接收器24例如可采样广 州MQ品牌的MQ-RE-OO1。 控制组件3包括分别与电源�？�300相连的晶振时钟�？�301、调节按钮302、滤 波�？�303、A/D转换�？�304、信号放大�？�305、前置处理�？�306、数据存储器307、中央 处理器308、驱动模块1309、驱动�？�11310、驱动�？�111311、接口电路312、监护仪GSM模 块313和紧急报警按钮314，由电源�？�300负责提供电源；为了图面的清晰，上述连接关 系在图1中作了省略处理。滤波�？�303、A/D转换�？�304和中央处理器308依次相连；信号放大�？�305、 前置处理�？�306和中央处理器308依次相连，监护仪GSM�？�313、接口电路312和中央 处理器308依次相连，晶振时钟�？�301、调节按钮302、数据存储器307、驱动�？�1309、驱 动�？�11310、驱动模块III311和紧急报警按钮314分别与中央处理器308相连。数据存 储器307内预先保存有健康状态判断标准，该健康状态判断标准是综合了 3D加速度传感器 1和PPG检测器2的检测数据来设定的。为了容易辨识，将老年人的综合状态划分为类似 “红绿灯”的三种标准状态，具体为·绿色标准状态正常状态，或适应较好，不需要采取任何预防与治疗措施；·黄色标准状态紧张过度，或适应不良，需要采取保健和预防措施；·红色标准状态调节系统衰弱，身体功能以被破坏，要进行可能的疾病诊断和治疗。3D加速度传感器1与滤波�？�303相连，LED接收器24与信号放大�？�305相 连，扬声器4与驱动�？�1309相连，IXD显示器5与驱动�？镮I310相连，LED背光灯源6 与驱动模块III311相连。上述3D加速度传感器1例如可选用日本北陆电气工业株式会社生产的3D加速度 传感器(为372、327B等型号)；其是一种能够测量三维空间(X/Y/Z)加速度的电子设备， 能最大程度的避免各种干扰信号，从而获得三维空间上的加速度数据。本发明的空巢老人远程监护仪实际使用时，如图2所示，与检测中心平台7无线相 连。检测中心平台7包括依次相连的平台GSM�？�71、检测中心72和数据库73，平台GSM �？�71与监护仪GSM�？�313无线相连。3D加速度传感器1可固定于人体的任何位置，具 体工作过程如下1、人体在运动过程中产生的三轴(X、Y、Z)上的运动或倾斜会引起3D加速度传感 器1内的活动硅结构的少量位移，3D加速度传感器1将检测到的上述位移信息实时地依次 经滤波�？�303的滤波处理和A/D转换�？�304的信号转换处理后传递给中央处理器308， 由中央处理器308负责计算人体的有效步数、能量消耗、运动时间、运动速度、行走距离等运动信息，中央处理器308将上述运动信息以天为单位存储在数据存储器307中。数据存 储器307能存储7天的数据，当第八天数据存入时，会自动覆盖掉第一天的数据，以此类推。2、脉搏主要是由人体动脉舒张和收缩产生的，在人体指尖组织中的动脉成分含量 高，而且指尖厚度相对其他人体组织而言比较�。腹种负蠹觳獾降墓馇肯喽越洗�。因 此，实际使用中将手指的指尖放置于LED发射器23和LED接收器24之间；按动检测按钮 21，驱动电路22开始工作，使LED发射器23发射稳定的光线，光线经手指反射后，被LED接 收器24接收，脉搏信息被捕捉到，该脉搏信息依次通过信号放大模块305的放大处理、前置 处理�？�306的前置处理后以数字信号的形式传递给中央处理器308。
前置处理�？�306例如可采用ADI的ADuC7024，其可将被放大的模拟信号进行模 数转换、分析处理，从而获得关于脉搏信息的2个值，分别是平均心率、HRV ；并输出给中央 处理器308 ；中央处理器308将该脉搏信息存储在数据存储器307中。当后一条脉搏信息 被输入至数据存储器307内时，会自动覆盖掉前一条脉搏信息。3、中央处理器308将运动信息和脉搏信息组合后与预先保存在数据存储器307的 健康状态判断标准进行对比。当对比结果与绿色标准状态相符时，LCD显示器5不作任何显 示；当对比结果与黄色标准状态相符时，中央处理器308通过驱动�？镮I310使IXD显示器 5显示报警符号；当对比结果与红色标准状态相符时，中央处理器308通过驱动�？镮I310 使IXD显示器5闪烁显示报警信息。这样，便于使用者及时了解身体状况和疾病的发生风 险程度。当对比结果与黄色标准状态或者红色标准状态相符时，中央处理器308还将相应 的运动信息和脉搏信息依次通过接口电路312和监护仪GSM�？�313传递给检测中心平台 7，使检测中心平台7能够及时获知该类信息。检测中心平台7根据接收到的运动信息和脉搏信息进行综合分析，具体为监护 仪GSM�？�313将运动信息和脉搏信息传递给平台GSM�？�71，平台GSM�？�71再传递给 检测中心72。检测中心72 —方面将上述信息在自带的显示器上进行显示，检测中心72另 一方面将上述信息传递给数据库73进行保存，检测中心72还同时对上述信息进行综合分 析并给出相应的健康建议，该健康建议依次通过平台GSM模块71、监护仪GSM�？�313、接 口电路312传递给中央处理器308。中央处理器308 —方面将上述健康建议存入数据存储 器307 (当数据存储器307容量不够时，中央处理器308会及时删除数据存储器307内时间 最早的健康建议信息，以保证最新的健康建议信息的存入)，中央处理器308另一方面通过 驱动�？镮I310命令IXD显示器5工作，并通过驱动模块II310的传递使健康建议在IXD 显示器5上得以体现。4、用户也可以通过调节按钮302向中央处理器308发出“显示健康建议”的请求， 中央处理器308接收到此请求后，从数据存储器307内调取最新的健康建议，并通过驱动模 块II310的传递使健康建议在IXD显示器5上得以体现。5、当用户通过调节按钮302向中央处理器308发出“实时显示”的请求时，中央处 理器308通过驱动�？镮I310命令IXD显示器5工作。具体如下中央处理器308将上述步骤1中计算获得的运动信息不但传递至数据存储器307 进行存储，还同时通过驱动�？镮I310传递给IXD显示器5，使上述运动信息在IXD显示器 5上作实时显示。同样，中央处理器308将上述步骤2中获得的脉搏信息不但传递至数据存储器307进行存储，还同时通过驱动�？镮I310传递给IXD显示器5，使上述脉搏信息在 IXD显示器5上以图形或数字的形式被显示。显示内容包括心率、步数、消耗卡路里、平均运 动速度、中等强度以上的运动时间等。6、用户还可通过调节按钮302向中央处理器308发出“上报时间调整”的请求，中 央处理器308收到该请求后对晶振时钟�？�301内的定时时间进行调整。当设定的时间到 后，晶振时钟�？�301会向中央处理器308发出提示，中央处理器308负责调取数据存储器 307中保存的最新的运动信息和脉搏信息，并将此类信息依次通过接口电路312和监护仪 GSM�？�313传递给检测中心平台7，使检测中心平台7能够按时获知该类信息。检测中心平台7对该信息的处理方式同步骤3。 7、当发生紧急状态时，按动紧急报警按钮314，中央处理器308 —方面通过驱动模 块1309使扬声器4发出报警声，及时通知用户身边的其它人员进行相应处理；中央处理器 308另一方面将上述报警信号依次通过接口电路312和监护仪GSM�？�313传递给检测中 心平台7，具体为监护仪GSM�？�313将报警信号传递给平台GSM模块71，平台GSM�？� 71再传递给检测中心72，由检测中心72在自带的显示器上进行显示，使管理人员实时得知 该紧急状态，并人工进行干预。8、日常情况下，中央处理器308将晶振时钟�？�301内的时间信息通过驱动�？� II310的传递在IXD显示器5上显示，起到手表的作用。9、当连续按动2秒钟的调节按钮302，中央处理器308通过驱动�？镮I1311使LED 背光灯源6点亮；7秒钟后，中央处理器308通过驱动模块III311关闭LED背光灯源6。这 样，既可以保证在黑暗的环境下观看LCD显示器5，又能节电。最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的一个具体实施例。显然，本发明 不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直 接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
权利要求
一种空巢老人远程监护仪，其特征是包括3D加速度传感器(1)、PPG检测器(2)和控制组件(3)；所述控制组件(3)包括分别与电源�？�(300)相连的滤波�？�(303)、A/D转换模块(304)、信号放大�？�(305)、前置处理�？�(306)、数据存储器(307)、中央处理器(308)、接口电路(312)和监护仪GSM�？�(313)，所述滤波模块(303)、A/D转换模块(304)和中央处理器(308)依次相连，信号放大�？�(305)、前置处理�？�(306)和中央处理器(308)依次相连，监护仪GSM�？�(313)、接口电路(312)和中央处理器(308)依次相连，数据存储器(307)和中央处理器(308)相连；所述3D加速度传感器(1)与滤波�？�(303)相连，PPG检测器(2)与信号放大模块(305)相连。
2.根据权利要求1所述的空巢老人远程监护仪，其特征是PPG检测器(2)由检测按 钮(21)、驱动电路(22)、LED发射器(23)和LED接收器(24)组成，所述检测按钮(21)、驱 动电路(22)和LED发射器(23)依次相连，LED发射器(23)和LED接收器(24)无线相连； LED接收器(24)与信号放大�？�(305)相连。
3.根据权利要求2所述的空巢老人远程监护仪，其特征是所述控制组件(3)包括 分别与电源模块(300)相连的晶振时钟�？�(301)和调节按钮(302)，所述晶振时钟�？� (301)和调节按钮(302)分别与中央处理器(308)相连。
4.根据权利要求3所述的空巢老人远程监护仪，其特征是所述控制组件(3)包括分 别与电源�？�(300)相连的驱动模块I (309)、驱动�？镮I (310)和驱动�？镮II (311)，所 述驱动模块I (309)、驱动�？镮I (310)和驱动模块III (311)分别与中央处理器(308)相 连；扬声器(4)与驱动�？镮 (309)相连，IXD显示器(5)与驱动模块II (310)相连，LED背 光灯源(6)与驱动�？镮II (311)相连。
5.根据权利要求4所述的空巢老人远程监护仪，其特征是所述控制组件(3)包括与 电源�？�(300)相连的紧急报警按钮(314)，所述紧急报警按钮(314)与中央处理器(308) 相连。
6.利用如权利要求1 5中任意一种空巢老人远程监护仪所进行的空巢老人远程监护 方法，其特征是包括以下步骤1)、3D加速度传感器(1)将检测到的位移信息实时地依次经滤波�？�(303)的滤波处 理和A/D转换�？�(304)的信号转换处理后传递给中央处理器(308)，由中央处理器(308) 负责计算人体的运动信息，中央处理器(308)将上述运动信息存储在数据存储器(307) 中；2)、PPG检测器(2)将捕捉到的脉搏信息依次通过信号放大�？�(305)的放大处理、前 置处理�？�(306)的前置处理后以数字信号的形式传递给中央处理器(308)；3)、中央处理器(308)将上述运动信息和脉搏信息组合后与预先保存在数据存储器 (307)内的健康状态判断标准进行对比；根据对比结果，由中央处理器(308)通过驱动�？� II (310)使LCD显示器(5)作出相应的反应；中央处理器(308)还将相应的运动信息和脉搏信息依次通过接口电路(312)和监护仪 GSM�？�(313)传递给检测中心平台(7)，使检测中心平台(7)能够及时获知该类信息。
7.根据权利要求6所述的空巢老人远程监护方法，其特征是包括以下步骤通过调节 按钮(302)向中央处理器(308)发出“显示健康建议”的请求，中央处理器(308)接收到此 请求后，从数据存储器(307)内调取最新的健康建议，并通过驱动�？镮I (310)的传递使健康建议在IXD显示器(5)上得以显示。
8.根据权利要求7所述的空巢老人远程监护方法，其特征是包括以下步骤通过调节 按钮(302)向中央处理器(308)发出“实时显示”的请求时，中央处理器(308)将上述步骤1)中计算获得的运动信息不但传递至数据存储器(307) 进行存储，还同时通过驱动�？�11(310)传递给IXD显示器(5)，使上述运动信息在IXD显 示器(5)上作实时显示；中央处理器(308)将上述步骤2)中获得的脉搏信息不但传递至数据存储器(307)进 行存储，还同时通过驱动�？镮I (310)传递给IXD显示器(5)，使上述脉搏信息在IXD显示 器(5)上被显示。
9.根据权利要求8所述的空巢老人远程监护方法，其特征是包括以下步骤通过调节 按钮(302)向中央处理器(308)发出“上报时间调整”的请求，中央处理器(308)收到该 请求后对晶振时钟�？�(301)内的定时时间进行调整；当设定的时间到后，晶振时钟�？� (301)会向中央处理器(308)发出提示，由中央处理器(308)负责调取数据存储器(307)中 保存的最新的运动信息和脉搏信息，并将此类信息依次通过接口电路(312)和监护仪GSM �？�(313)传递给检测中心平台(7)，使检测中心平台(7)能够获知该类信息。
10.根据权利要求9所述的空巢老人远程监护方法，其特征是包括以下步骤按动紧急 报警按钮(314)，中央处理器(308) —方面通过驱动�？镮 (309)使扬声器(4)发出报警声； 另一方面将上述报警信号依次通过接口电路(312)和监护仪GSM�？�(313)传递给检测中 心平台(7)。
全文摘要
本发明公开了一种空巢老人远程监护仪，包括3D加速度传感器(1)、PPG检测器(2)和控制组件(3)；控制组件(3)包括分别与电源模块(300)相连的中央处理器(308)等，滤波模块(303)、A/D转换�？�(304)和中央处理器(308)依次相连，信号放大�？�(305)、前置处理�？�(306)和中央处理器(308)依次相连，监护仪GSM�？�(313)、接口电路(312)和中央处理器(308)依次相连。本发明还同时公开了利用上述远程监护仪所进行的空巢老人远程监护方法。本发明使用方便，且能及时在线传递用户健康状况。
文档编号G01P15/18GK101847313SQ201010172909
公开日2010年9月29日 申请日期2010年5月14日 优先权日2010年5月14日
发明者顾高生 申请人:海盐易威斯堡健身用品有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
