專利名稱：面向偏癱患者康復訓練的物聯網控制系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種面向偏癱患者康復訓練的物聯網控制系統。
背景技術：
“物聯網”(Internet of Things)是指通過各種信息傳感設備,實時采集任何需要監控、連接、互動的物體或過程，采集各種需要的信息，通過專用網或互聯網結合形成的一個巨大網絡。其目的是實現物與物、物與人，所有的物品與網絡的連接，方便識別、管理和控制。如果說互聯網實現了人與人之間的交流，那么物聯網可以實現人與物體的溝通和對話，也可以實現物體與物體互相間的連接和交互。2010年3月召開的全國兩會上，政府工作報告中明確指出用物聯網技術推動經濟發展方式的轉變，物聯網成為國家經濟技術發展的戰略新興產業之一。物聯網是互聯網向物理世界的延伸和拓展，各種通信網絡可以作為傳輸物聯網信息的重要途徑之一，以各種專用網絡或互聯網為平臺，將傳感器節點、射頻標簽等具有感知功能的信息網絡整合起來，實現人類社會與物理系統的互聯互通。將這種新一 代的信息技術充分運用在各行各業之中，可以實現以更加精細和動態的方式管理生產和生活，提高資源利用率和生產力水平，改善人與自然間的關系。人類社會以逐步進入老齡化社會,這使得老年疾病如腦血栓、腦梗等腦疾病患者激増，同時社會上還存在高血壓疾病中年化和血管畸形少年化的問題。腦血管疾病成為危害人類健康的第一殺手，而世界對于腦病后遺癥偏癱等運動神經元疾病至今還沒有ー個特效的治療方法。經過大量研究，康復鍛煉是治療這些疾病的有效方法，可是效果很慢，通常需要好幾年的時間，使得家庭承受了巨大的財カ和身心上的負擔。很多病人往往會堅持不下來，甚至走上極端而走向輕生的道路。由于我國大部分綜合醫院目前的主要精力放在發病的急性期的治療與控制，康復期的治療比較薄弱，同時，綜合醫院和康復機構都缺乏必要的康復輔助設備，基本的康復訓練方法是康復大夫與患者一対一的訓練，或利用簡單的器械進行手工操作，康復治療效率較低、康復效果因人而異，治療成本高，再由于我國康復專業人員和康復醫院的床位嚴重不足，很多患者只能在家接受家屬的護理和自然康復，加上我國康復知識普及宣傳不夠，ー些患者只能接受非科學的康復訓練，嚴重制約了患者的疾病恢復，有些甚至加重了患者的病情、給病人造成了傷害。在康復產品中,最需要高科技支持的產品是面向偏_等運動神經元疾病患者的康復訓練和治療的裝備。然而在國外發展迅猛的針對偏癱康復訓練的產品在我國還基本是空白(只有ー些傳統訓練手法的輔助訓練器械)。自從二十世紀中期的第一臺エ業機器人誕生到現在，機器人技術早已不再局限于傳統的エ業和制造業，特別是近年來機器人技術的重心逐漸從制造業向非制造業、從第二產業向第三產業轉移，而在康復醫療中的運用目前已成為機器人領域的一個前沿研究熱點。一方面，傳統機械學、力學、材料學、計算機科學等的迅猛發展，給機器人技術在康復醫療中的應用帶來了契機，促進了康復領域的自動化和機器人化。另ー方面機器人技術在康復醫學上的應用反過來也帶動了相關領域的新技術和新理論的發展。康復機器人作為康復醫學與現代機器人技術的結合產物，它的產生替代了醫護人員在康復領域內的大量重復勞動，同時在大量臨床經驗基礎上通過計算機控制的康復機器人將更準確更科學地指導并幫助人們進行康復活動，提高康復效率。隨著世界各國人口的普遍老齡化以及人們生活水平的提高，康復機器人將大量投入康復醫療領域。綜上所述，在傳統康復運動訓練治療過程中，患者通常需要借助簡單器具或者由治療師輔助完成各種運動訓練。傳統康復治療方法功能有限，而且治療師的勞動強度很大，難以保證訓練的持續性和穩定性，治療效果還受到治療師水平的影響。上個世紀90年代初，國內外研究機構開始探索將機器人技術引入到偏癱患者的康復訓練中制造康復訓練設備。這樣不僅可將治療人員從醫患ー對一繁重的治療過程中解放出來，而且通過輸入定量運動刺激，定量檢測和評價手段的實現，為患者提供更為科學的康復訓練模式，在保證訓練安全性，提高了訓練效率。但這種傳統的康復機器工作模式簡單，而且需要隨時有醫師在旁邊指導患者的康復訓練，當有多名患者同時訓練時，需要配備多名醫生；而當患者自行練習 時，又往往得不到醫生的實時指導，時間長后患者容易失去耐心和信心。在這種背景下將物 聯網技術和用于治療偏癱的康復機器人結合起來，改善和恢復病人的健康具有重要的意義和實用價值。
實用新型內容本實用新型的目的是克服現有技術存在的缺陷，提供ー種能供多個患者同時自行進行康復訓練，井能根據各患者不同的情況給予適合其的科學的康復訓練的面向偏癱患者康復訓練的物聯網控制系統。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是ー種面向偏癱患者康復訓練的物聯網控制系統，包括-若干智能偏癱患者康復訓練機器人，用于患者的康復訓練，并采集患者用力數據，然后將該數據發送，同時還可以轉發其他智能偏癱患者康復訓練機器人發送的數據并接收從監護設備發來的控制信息；-協調器，通過無線網絡與所有智能偏癱患者康復訓練機器人連接，用于接收智能偏癱患者康復訓練機器人發送的數據，并將該數據發送；-監護設備，通過有線或無線方式與協調器連接，用于接收上述協調器發送的數據，并對該數據進行整合、分析、顯示，并通過協調器對各智能偏癱患者康復訓練機器人的運行進行控制。所述智能偏癱患者康復訓練機器人包括偏癱患者康復訓練機器人和無線監測控制模塊，所述無線監測控制模塊包括-傳感器采集電路，與偏癱患者康復訓練機器人連接，用于采集患者用カ數據；-電機驅動電路，與偏癱患者康復訓練機器人自帶的電機電連接，用于控制該電機運行；-天線，用于發送和接收數據；-主處理器，分別與傳感器采集電路、電機驅動電路和天線電連接，用于處理傳感器采集電路采集的數據，并通過天線向協調器發送該數據，并接收協調器發來的信息控制電機驅動電路對電機運行進行控制。[0017]所述主處理器采用CC2530芯片。各智能偏癱患者康復訓練機器人通過無線網絡與其他智能偏癱患者康復訓練機器人連接，任意兩個智能偏癱患者康復訓練機器人之間通過天線發送、接收數據。所述智能偏癱患者康復訓練機器人與智能偏癱患者康復訓練機器人，智能偏癱患者康復訓練機器人與協調器之間的通信最大距離是100米。所述的無線網絡用ZigBee技術無線組網。所述的監護設備是PC、手機或PDA。有益效果本實用新型將物聯網技術引入到康復機器人領域，醫生可隨時隨地使用專用監護設備，如PC、手機、PDA等，通過無線方式可同時監控多臺康復機器人，并通過康復機器人上的各種傳感器采集的數據監測病人的訓練狀態和康復情況，并控制康復機器人的運行來提高患者的康復進度，大大節約了醫療資源，提高了患者的康復效果和速度。
以下結合附圖
和具體實施方式
對本實用新型作進ー步詳細的說明。圖I是本實用新型的組網結構圖；圖2是智能偏癱患者康復訓練機器人的控制功能結構圖。其中I、智能偏癱患者康復訓練機器人；1_1、偏癱患者康復訓練機器人；1_11、電機；1_2、無線監測控制模塊；1_21、傳感器采集電路；1-22、電機驅動電路；1_23、天線；1-24、主處理器；2、協調器；3、監護設備。
具體實施方式
如圖I、2所示的ー種面向偏癱患者康復訓練的物聯網控制系統，包括-若干智能偏癱患者康復訓練機器人1，用于患者的康復訓練，并采集患者用力數據，然后將該數據發送，同時還可以轉發其他智能偏癱患者康復訓練機器人發送的數據并接收從監護設備3發來的控制信息；_協調器2，通過無線網絡與所有智能偏癱患者康復訓練機器人I連接，用于接收智能偏癱患者康復訓練機器人I發送的數據，并將該數據發送；-監護設備3，可以是PC、手機或PDA，通過有線或無線方式與協調器2連接，用于接收上述協調器2發送的數據，并對該數據進行整合、分析、顯示，并通過協調器2對各智能偏癱患者康復訓練機器人I的運行進行控制，如果采用有線方式，可以是USB，RS232C，INTERNET網線；如果采用無線方式，可以是WIFI、藍牙等。所述智能偏癱患者康復訓練機器人I包括偏癱患者康復訓練機器人1-1和無線監測控制模塊1-2，所述無線監測控制模塊1-2包括-傳感器采集電路1-21，與偏癱患者康復訓練機器人1-1連接，用于采集患者用力數據；-電機驅動電路1-22，與偏癱患者康復訓練機器人1-1自帶的電機1-11電連接，用于控制該電機1-11運行；-天線1-23，用于發送和接收數據；-主處理器1-24，分別與傳感器采集電路1-21、電機驅動電路1_22和天線1_23電連接，用于處理傳感器采集電路1-21采集的數據，并通過天線1-23向協調器2發送該數據，并接收協調器2發來的信息控制電機驅動電路1-22對電機1-11運行進行控制。主處理器1-24采用CC2530芯片。各智能偏癱患者康復訓練機器人I通過無線網絡與其他智能偏癱患者康復訓練機器人連接，任意兩個智能偏癱患者康復訓練機器人之間通過天線1-23發送、接收數據，因此，智能偏癱患者康復訓練機器人I不但可以將數據直接傳輸給協調器2，也可以通過其他的智能偏癱患者康復訓練機器人將數據接力傳輸到協調器2。智能偏癱患者康復訓練機器人I的傳感器信息最終通過協調器2傳到監護設備3上，用戶可直接在監護設備3上查看到偏癱患者康復訓練的數據，還可以直接控制每ー個智能偏癱患者康復訓練機器人I。的運行理論上ー個網絡工作區域內可以加入65533個智能偏癱患者康復訓練機器人1，智能 偏癱患者康復訓練機器人I與智能偏癱患者康復訓練機器人，智能偏癱患者康復訓練機器人I與協調器2之間的通信最大距離是100米。所述的無線網絡用ZigBee技術無線組網。工作方式主要有兩種ー種是智能模式，由主處理器1-24根據傳感器采集電路1-21采集的信息自動根據康復訓練數學模型來通過電機1-11控制偏癱患者康復訓練機器人1-1的運行與動作，完成患者的康復訓練；另ー種是監護模式，由醫生或專家根據網絡中的監護設備3上采集的訓練數據，完成對偏癱患者康復訓練機器人1-1運行的控制，指導協助患者完成康復訓練。應當理解，以上所描述的具體實施例僅用于解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。由本實用新型的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本實用新型的保護范圍之中。
權利要求1.一種面向偏癱患者康復訓練的物聯網控制系統，其特征在于包括 -若干智能偏癱患者康復訓練機器人(I )，用于患者的康復訓練，并采集患者用力數據，然后將該數據發送，同時還可以轉發其他智能偏癱患者康復訓練機器人發送的數據； -協調器(2)，通過無線網絡與所有智能偏癱患者康復訓練機器人(I)連接，用于接收智能偏癱患者康復訓練機器人(I)發送的數據，并將該數據發送； -監護設備(3)，通過有線或無線方式與協調器(2)連接，用于接收上述協調器(2)發送的數據，并對該數據進行整合、分析、顯示，并通過協調器(2)對各智能偏癱患者康復訓練機器人(I)的運行進行控制。
2.根據權利要求I所述的面向偏癱患者康復訓練的物聯網控制系統，其特征在于所述智能偏癱患者康復訓練機器人(I)包括偏癱患者康復訓練機器人(1-1)和無線監測控制模塊(1-2)，所述無線監測控制模塊(1-2)包括-傳感器采集電路(1-21 )，與偏癱患者康復訓練機器人(1-1)連接，用于采集患者用力數據； -電機驅動電路(1-22)，與偏癱患者康復訓練機器人(1-1)自帶的電機(1-11)電連接，用于控制該電機(1-11)運行； -天線(1-23)，用于發送和接收數據； -主處理器(1-24)，分別與傳感器采集電路(1-21)、電機驅動電路(1-22)和天線(1-23)電連接，用于處理傳感器采集電路(1-21)采集的數據，并通過天線(1-23)向協調器(2)發送該數據，并接收協調器(2)發來的信息控制電機驅動電路(1-22)對電機(1-11)運行進行控制。
3.根據權利要求2所述的面向偏癱患者康復訓練的物聯網控制系統，其特征在于所述主處理器(1-24)采用CC2530芯片。
4.根據權利要求2所述的面向偏癱患者康復訓練的物聯網控制系統，其特征在于各智能偏癱患者康復訓練機器人(I)通過無線網絡與其他智能偏癱患者康復訓練機器人連接，任意兩個智能偏癱患者康復訓練機器人之間通過天線(1-23)發送、接收數據。
5.根據權利要求4所述的面向偏癱患者康復訓練的物聯網控制系統，其特征在于所述智能偏癱患者康復訓練機器人(I)與智能偏癱患者康復訓練機器人，智能偏癱患者康復訓練機器人(I)與協調器(2)之間的通信最大距離是100米。
6.根據權利要求I 5中任意一項所述的面向偏癱患者康復訓練的物聯網控制系統，其特征在于所述的無線網絡用ZigBee技術無線組網。
7.根據權利要求I 5中任意一項所述的面向偏癱患者康復訓練的物聯網控制系統，其特征在于所述的監護設備(3)是PC、手機或PDA。
專利摘要本實用新型涉及一種面向偏癱患者康復訓練的物聯網控制系統，包括若干智能偏癱患者康復訓練機器人，用于患者的康復訓練，并采集患者用力數據，然后將該數據發送；協調器，通過無線網絡與所有智能偏癱患者康復訓練機器人連接，用于接收智能偏癱患者康復訓練機器人發送的數據，并將該數據發送；監護設備，通過有線或無線方式與協調器連接，用于接收上述協調器發送的數據，對該數據進行整合、分析、顯示，并通過協調器對各智能偏癱患者康復訓練機器人的運行進行控制。本實用新型提供了一種能供多個患者同時自行進行康復訓練，并能根據各患者不同的情況給予適合其的科學的康復訓練的面向偏癱患者康復訓練的物聯網控制系統。
文檔編號H04L29/08GK202587045SQ20122027564
公開日2012年12月5日 申請日期2012年6月12日 優先權日2012年6月12日
發明者張光南, 劉鵬輝 申請人:寶雞文理學院, 張光南, 劉鵬輝