一種多功能家庭監護系統的制作方法

一種多功能家庭監護系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種多功能家庭監護系統，包括家庭監護計算機終端、智能手機終端、云數據中心、智能PDA終端和其他智能終端；家庭監護計算機終端包括：參數監測部分、信號處理與控制電路、單片機、藍牙硬件模塊、觸摸屏模塊、報警裝置硬件模塊和電源模塊；參數監測部分包括：心電模塊、血壓模塊、體溫模塊、脈搏血氧飽和度模塊及加速度傳感器模塊。本案所公開的一種多功能家庭監護系統，將實時監護與網絡傳輸有機結合，實現了遠程診斷和遠程監護；同時引入智能手機作為紐帶，便于實現數據傳輸、共享及界面人性化；依托云數據服務中心，實現數據的隱私和共享的平衡，便于醫生和家屬對病人生理數據的查看。
【專利說明】一種多功能家庭監護系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種醫療監護系統，特別涉及一種基于藍牙和互聯網的多功能家庭監護系統。
【背景技術】
[0002]隨著社會的發展和科技的進步，人們越來越想通過高科技產品來提高自己的健康水準。同時，我國也逐步邁入老齡化社會，老年人的健康問題日趨嚴重，獨生子女居多，因此獨居老人的比例也越來越高。我們越來越迫切的想能夠在家里實現一些生理信號的采集或監測。目前，監護功能的常用技術發展日益成熟，諸如心電、血壓、體溫、血氧飽和度等技術已經實現小型化和集成化。
[0003]藍牙技術是一種支持設備短距離通信的無線電技術。能在包括移動電話、PDA、無線耳機、筆記本電腦、相關外設等眾多設備之間進行無線信息交換。利用藍牙技術，能夠有效簡化移動通信終端設備之間的通信，也能夠成功地簡化設備與互聯網之間的通信，從而數據傳輸變得更加迅速有效，為無線通信拓寬道路。
[0004]近年來，隨著芯片技術的進步，手機的功能越來越強大，智能手機也越來越成為人們生活中不可或缺的設備，智能手機普及率也超過70%，遠遠大于電腦的普及率。因此，采用智能手機作為家庭監護設備與云數據中心的橋梁，是未來家庭式監護系統的發展趨勢。

【發明內容】

[0005]本發明提供一種多功能家庭監護系統，能夠使病人在自己家中也一直處于親屬和醫院的遠程監控中。
[0006]本發明所提供的一種多功能家庭監護系統，包括家庭監護計算機終端、智能手機終端、云數據服務中心和智能PDA終端；
[0007]所述家庭監護計算機終端包括:單片機、藍牙硬件模塊、報警裝置硬件模塊和電源模塊；所述電源模塊與所述單片機電連接，所述藍牙硬件模塊和報警裝置硬件模塊與所述單片機電連接，且受到所述單片機的控制；
[0008]智能手機終端，其與所述家庭監護計算機終端通過藍牙硬件模塊通訊連接；
[0009]智能PDA終端，其設置在所述家庭監護計算機終端的殼體表面，所述家庭監護計算機終端的殼體上表面設置有插座，智能PDA終端插接在插座上，且插座上具有與智能PDA的充電端相配合的充電電極和通訊接口 ；智能PDA終端還通過彈性繩纜連接在所述家庭監護計算機終端的殼體上表面，智能PDA終端具有觸摸屏，觸摸屏的觸摸信息通過所述通訊接口傳遞給所述家庭監護計算機終端；
[0010]云數據服務中心，其與所述智能手機終端通訊連接。
[0011]優選地，所述的一種多功能家庭監護系統，還包括其他智能終端，所述其他智能終端包括醫院終端和親屬手機終端，所述醫院終端與所述云數據服務中心通訊連接，所述親屬手機終端分別與所述智能手機終端、云數據服務中心心通訊連接。[0012]優選地，所述的一種多功能家庭監護系統，所述家庭監護計算機終端還包括信號處理與控制電路和參數監測部分；所述信號處理與控制電路分別與所述單片機、參數監測部分電連接；所述參數監測部分包括:心電模塊、血壓模塊、體溫模塊、脈搏血氧飽和度模塊及加速度傳感器模塊；五種模塊之間相互獨立，所述心電模塊、血壓模塊、體溫模塊及脈搏血氧飽和度模塊分別與所述信號處理與控制電路通過USB連接，所述加速度傳感器模塊集成在所述信號處理與控制電路；所述加速度傳感器上固設有一個備用電源和一個故障報警模塊，所述備用電源與所述加速度傳感器電連接；所述故障報警模塊與所述加速度傳感器電連接。
[0013]優選地，所述的一種多功能家庭監護系統，所述云數據服務中心設有數據備份裝置，所述數據備份裝置固設于所述云數據服務中心內，并與云數據服務中心電連接。
[0014]優選地，所述的一種多功能家庭監護系統，所述家庭監控計算機終端還包括觸摸屏模塊，所述觸摸屏模塊采用電容式觸摸屏。
[0015]優選地，所述的一種多功能家庭監護系統，所述報警裝置硬件模塊包括報警燈和報警蜂鳴器，所述報警燈是紅色LED燈。[0016]優選地，所述的一種多功能家庭監護系統，所述智能手機終端是采用基于安卓系統的智能手機。
[0017]本發明的有益效果是:1)將實時監護與網絡傳輸有機結合，實現了遠程診斷和遠程監護；2)引入智能手機作為紐帶，便于實現數據傳輸、共享及界面人性化；3)依托云數據中心，實現數據的隱私和共享的平衡，便于醫生和家屬對病人生理數據的查看；4)及時傳遞病人信息，提高了救治速度，降低了病情擴大的風險。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發明所述的一種多功能家庭監護系統整體架構圖。
[0019]圖2為本發明所述的一種多功能家庭監護系統中家庭監護計算機終端組成圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖對本發明做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據以實施。
[0021]請參見圖1和圖2，其說明本發明一實施例的一種多功能家庭監護系統，包括家庭監護計算機終端、智能手機終端、云數據服務中心、智能PDA終端和其他智能終端。云數據服務中心可以接入多個家庭監護平臺和智能終端的數據。每一組家庭監護系統都可以包含一個家庭監護計算機終端、一個智能手機終端、一個智能PDA終端和若干個其他智能終端設備。若干個家庭監護系統可以共同使用一個云數據服務中心。家庭監護計算機終端負責監測病人的各項基本生理參數，對傳感器傳上來的生理信號進行處理，在處理之后通過藍牙發送到智能手機終端。另外，家庭監護計算機終端作為一個微控制器系統，能夠顯示相應的測量結果、設置各監測模塊功能參數、處理報警信息。智能手機終端通過藍牙接收到家庭監護計算機終端上傳的監護數據，經過簡單的處理，通過GPRS或Wifi上傳至云數據服務中心。另外，智能手機終端還可以經過安裝在其內部應用程序的判斷，直接將報警信息發送至親屬手機終端。云數據服務中心負責所有數據的集中、處理、保存和反饋，將智能手機終端上傳的數據保存在對應的賬號數據庫中。同時，云數據服務中心還可以判定病人的病情，在出現危險征兆時，通過互聯網推送實時消息到親屬的智能手機終端或醫院終端，使病人獲救時間最短化。
[0022]家庭監護計算機終端包括參數監測部分、信號處理與控制電路、單片機、藍牙硬件模塊、觸摸屏模塊、報警裝置硬件模塊和電源模塊。
[0023]智能PDA終端，其設置在家庭監護計算機終端的殼體表面，家庭監護計算機終端的殼體上表面設置有插座，智能PDA終端插接在插座上，且插座上具有與智能PDA的充電端相配合的充電電極和通訊接口 ；智能PDA終端還通過彈性繩纜連接在家庭監護計算機終端的殼體上表面，智能PDA終端具有觸摸屏，觸摸屏的觸摸信息通過通訊接口傳遞給家庭監護計算機終端；智能PDA終端可以實現人機交互，其可通過人為輸入操作指令來控制家庭監護計算機終端，也可通過其觸摸顯示屏向使用者反饋一些監測參數。
[0024]參數監測部分可以配置心電模塊、血壓模塊、體溫模塊、脈搏血氧飽和度模塊、加速度傳感器模塊等。各模塊與 信號處理與控制電路電連接，分別將監測的信號傳導至單片機處理。五種模塊可選配，亦可獨立工作。其中，心電模塊用來監測心電波形、心率等參數。血壓模塊用于測量血壓，包括收縮壓、舒張壓、平均壓和脈率。體溫模塊用于實時監測病人體表溫度。脈搏血氧飽和度模塊用來測量病人脈搏血氧飽和度情況。加速度傳感器模塊用來測定病人人體的運動情況，在發生跌倒或暈厥等情況時，記錄并發出報警信息。其中，心電模塊、血壓模塊、體溫模塊、血氧飽和度模塊分別與信號處理與控制電路通過USB連接，方便在不進行檢測的時候取下，而加速度傳感器模塊集成在信號處理與控制電路上，隨時隨地監測病人活動情況，若出現暈厥或跌倒情況則通過云數據中心推送消息到親屬終端或醫院終端。
[0025]信號處理與控制電路包括兩個部分，即信號處理電路和命令控制電路。其中，信號處理電路經過信號采集、信號放大、信號濾波、AD轉換將各種生理信號轉換成相應的數字信號。命令控制電路對單片機發送至各參數監測模塊的控制信號進行處理和發送，以實現單片機對各參數監測模塊的控制。
[0026]單片機作為家庭監護平臺的硬件核心，處理各種生理信息、對各監測部分發出各種指令，同時負責各種外設設備的控制，如藍牙收發、觸摸屏操作與顯示、控制報警裝置等。單片機負責參數監測部分的控制、生理監測信號的預處理、數據的上傳、報警信息的發送、觸摸屏的接收顯示控制等功能。作為家庭監護平臺的核心部分，采用較為強大的STM32進行設計。
[0027]藍牙硬件模塊實現家庭監護計算機終端與智能手機終端的信息傳遞。家庭監護計算機終端的藍牙模塊與智能手機終端自帶的藍牙首先完成配對，再通過智能手機終端的應用程序完成數據的接收和命令的發送。同時，當前的藍牙技術能夠實現一對多的配對，所以一部智能手機亦可以同時負責多個家庭監護計算機終端的信息接收和處理。藍牙模塊實現信息的無線傳輸功能，是連接家庭監護計算機終端與智能手機終端的橋梁。采用Nordi c推出的低功耗藍牙芯片nRFSOOl來實現。該芯片只要消耗之前藍牙芯片的十分之一的能源就能做到同樣的傳輸效果。同時，滿足藍牙4.0的協議，功能強大且利于使用。
[0028]觸摸屏模塊主要用來顯示監測到的心電數據、血壓、體溫以及脈搏血氧飽和度。該模塊同時具備觸摸功能，能夠進行信息的輸入，完成參數監測部分的配置等。這些配置功能也可以通過智能手機終端來配置。觸摸屏模塊采用電容式觸摸屏，它有兩個優點:首先是采用電容式觸摸屏能夠有效的防止誤觸，其次是顯示效果較好。
[0029]報警裝置硬件模塊包括報警燈和報警蜂鳴器，當病人出現暈厥或跌倒等意外情況時，報警燈閃爍，報警蜂鳴器鳴響，提示相關人員及時處理意外突發事件。同時，報警燈還可以用來提示系統的錯誤信息，當家庭監護平臺內部出現故障信號時，通過報警燈提示錯誤，同時觸摸顯示屏可以顯示具體的錯誤信息，以便進行設備維護。
[0030]電源模塊分別與其他模塊相連，為監護平臺提供其工作所需的電源，本電源模塊采用鋰電池作為供電設備，同時設計充電電路，在鋰電池電量不足的時候，會通過屏幕內容顯示電量不足信息，家庭監護平臺的USB端口連接至充電器或PC機USB 口充電。考慮到家庭監護平臺的功耗，所采用的鋰電池至少為3000mAh。
[0031]智能手機終端作為連接家庭監護計算機終端與云數據服務中心的紐帶，既能夠實現監護平臺的信息接收與集成控制，又能夠實現云數據服務中心的訪問和數據上傳。智能手機的發展較快，目前比較流行的操作系統是安卓系統，由于其開放性和易用性，受到越來越多的智能手機廠商和程序開發者的青睞。由于安卓系統的開放性，采用基于安卓系統的智能終端能夠獲取ROOM權限，獲取藍牙接口操作、網絡數據接口操作，輕松實現生理監測信號的獲取和數據的上傳。智能手機與云數據中心的數據傳輸可以通過兩種方式來實現，一是通過運營商提供的GPRS服務，二是通過無線網絡互聯技術Wifi實現。若采用第二種方式來實現，智能手機終端需具備Wifi功能，且存在可利用的WLAN。作為本發明的紐帶部分，在智能手機上安裝一個具備如下功能的安卓客戶端:(I)能夠通過藍牙接收家庭監護計算機終端上傳的數據。(2)能夠通過藍牙發送控制命令給家庭監護計算機終端。(3)能夠顯示監測到的數據，如心電圖、心率、血壓結果、體溫、脈搏血氧飽和度。⑷能夠通過互聯網與云數據服務中心建立連接，實現數據的上傳和下載。具體的網絡連接方式可以為Wif1、GPRS等。(5)能夠與親屬手機終端建立聯系，當病人發生暈厥或跌倒等意外時，也可以選擇通過直接發送短信到親屬手機 終端。
[0032]云數據服務中心是所有信息的匯總中心，云數據服務中心通過網絡與許多家庭監護計算機終端相連接。每套家庭監護計算機終端獨自擁有一個帳號，通過該帳號的唯一性識別，云數據服務中心將對應的信息儲存到相應帳號的數據庫中，保證用戶數據的私密性。云數據服務中心還具有簡單診斷功能，在分析到用戶上傳的生理參數數據中存在不正常的情況下，會及時的推送實時消息給親屬手機終端或醫院的網絡終端，及時的告知詳情。云數據服務中心位于某一服務器上，成本較高，可由企業或醫院建立，普通用戶可通過付費方式租用。
[0033]其他智能終端包括親屬手機終端和醫院終端，作為信息接收終端，需連接在互聯網上，以能夠及時的接收到來自云數據服務中心推送的消息，及時處理相關病人的不良狀態。同時，手機終端和醫院網絡終端能夠登陸云數據服務中心的賬號，獲取賬號下保存的多種數據。
[0034]盡管本發明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本發明的領域，對于熟悉本領域的人員而言，可容易地實現另外的修改，因此在不背離權利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發明并不限于特定的細節和這里示出與描述的圖例。
【權利要求】
1.一種多功能家庭監護系統，其特征在于，包括家庭監護計算機終端、智能手機終端、云數據服務中心和智能PDA終端； 所述家庭監護計算機終端包括:單片機、藍牙硬件模塊、報警裝置硬件模塊和電源模塊；所述電源模塊與所述單片機電連接，所述藍牙硬件模塊和報警裝置硬件模塊與所述單片機電連接，且受到所述單片機的控制； 智能手機終端，其與所述家庭監護計算機終端通過藍牙硬件模塊通訊連接； 智能PDA終端，其設置在所述家庭監護計算機終端的殼體表面，所述家庭監護計算機終端的殼體上表面設置有插座，智能PDA終端插接在插座上，且插座上具有與智能PDA的充電端相配合的充電電極和通訊接口 ；智能PDA終端還通過彈性繩纜連接在所述家庭監護計算機終端的殼體上表面，智能PDA終端具有觸摸屏，觸摸屏的觸摸信息通過所述通訊接口傳遞給所述家庭監護計算機終端； 云數據服務中心，其與所述智能手機終端通訊連接。
2.根據權利要求1所述的一種多功能家庭監護系統，其特征在于，還包括其他智能終端，所述其他智能終端包括醫院終端和親屬手機終端，所述醫院終端與所述云數據服務中心通訊連接，所述親屬手機終端分別與所述智能手機終端、云數據服務中心心通訊連接。
3.根據權利要求1所述的一種多功能家庭監護系統，其特征在于，所述家庭監護計算機終端還包括信號處理與控制電路和參數監測部分；所述信號處理與控制電路分別與所述單片機、參數監測部分電連接；所述參數監測部分包括:心電模塊、血壓模塊、體溫模塊、脈搏血氧飽和度模塊及加速度傳感器模塊；五種模塊之間相互獨立，所述心電模塊、血壓模塊、體溫模塊及脈搏血氧飽和度模塊分別與所述信號處理與控制電路通過USB連接，所述加速度傳感器模塊集成在所述信號處理與控制電路；所述加速度傳感器上固設有一個備用電源和一個故障報警模塊，所述備用電源與所述加速度傳感器電連接；所述故障報警模塊與所述加速度傳感器電連接。
4.根據權利要求1所述的一種多功能家庭監護系統，其特征在于，所述云數據服務中心設有數據備份裝置，所述數據備份裝置固設于所述云數據服務中心內，并與云數據服務中心電連接。
5.根據權利要求1所述的一種多功能家庭監護系統，其特征在于，所述家庭監控計算機終端還包括觸摸屏模塊，所述觸摸屏模塊采用電容式觸摸屏。
6.根據權利要求1所述的一種多功能家庭監護系統，其特征在于，所述報警裝置硬件模塊包括報警燈和報警蜂鳴器，所述報警燈是紅色LED燈。
7.根據權利要求1所述的一種多功能家庭監護系統，其特征在于，所述智能手機終端是采用基于安卓系統的智能手機。
【文檔編號】G08C17/02GK103536286SQ201310535354
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年11月1日 優先權日:2013年11月1日
【發明者】錢慶, 王鐘周, 程文播 申請人:中國科學院蘇州生物醫學工程技術研究所