一種生命體征監測系統及監測方法技術方案

本發明專利技術公開了一種生命體征監測系統及監測方法，特點是包括RFID手環、雷達、RFID定位基站、電機、控制裝置、云端處理器和傳輸模塊。優點是將RFID、雷達與云計算等技術結合在一起，實現了生命體征的全自動監測與預警，功能強大、精度高、應用范圍廣，無隱私風險，對老年人使用友好，適于在多人環境中使用。適于在多人環境中使用。適于在多人環境中使用。

【技術實現步驟摘要】
一種生命體征監測系統及監測方法


[0001]本專利技術涉及醫療監測設備
，尤其涉及一種生命體征監測系統及監測方法。

技術介紹

[0002]隨著老年人的養老形勢也日趨嚴峻，目前已經有越來越多的老年人選擇在養老院養老。隨著年齡的增大，這些老年人或多或少的都存在健康方面的問題，有一些老年人甚至因為疾病完全失去自理能力，因此需要非常細致的照顧，但是一般的養老院很難配備足夠多專業的醫護人員來專門針對老年人的健康進行專業的監護，因此目前現有的養老院大多采用生命體征監測裝置對老年人的健康狀況進行監測。
[0003]現有常見的用于生命體征的監測設備基本有以下幾種形式：第一種為雷達，其作為生命體征監測的一種方式，具有無接觸、無隱私風險等優點，但是雷達檢測設備存在部分檢測方向難以有效識別，識別范圍小，在特定角度監測能力弱等問題，且雷達主要依靠測距識別生理特征，無法直接識別用戶的身份信息，在養老院這樣的多人環境中，單純的雷達監測無法知曉監測到的具體用戶是誰，難以應用在養老院這種需要精準到人的特殊場合；第二種為攝像頭，攝像頭監控雖然可以準確檢測到老年人的信息，但是無法得知其生理指標，且隱私風險不可控；第三種為可穿戴的監測設備，此種設備需要頻繁充電，而且使用起來比較復雜，需要教會老年人進行使用，對于記憶力差或者無自理能力的老年人而言不太友好。

技術實現思路

[0004]本專利技術的目的在于提供一種生命體征監測系統及監測方法，以有效解決上述問題。
[0005]本專利技術解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種生命體征監測系統，包括：RFID手環，用于提供給用戶佩戴，以提供用戶的身份信息；雷達，用于監測用戶的距離信息；RFID定位基站，用于識別RFID手環信息，以獲取用戶身份和信號強度信息；電機，用于帶動雷達轉向；控制裝置，用于接收來自RFID定位基站和雷達的信息，預處理后上傳到云端處理器，并控制電機工作；云端處理器，用于接收來自控制裝置傳輸過來的經預處理的信息，并進行深入處理，包括：計算用戶位置、分析生命體征、檢測用戶是否跌倒，并將所有處理結果進行存儲；傳輸模塊，用于實現控制裝置與云端處理器之間的信息交換。
[0006]所述的RFID手環內嵌設有用于與所述的RFID定位基站配合響應的RFID貼片。
[0007]所述的RFID手環采用防水親膚材料制成。
[0008]所述的雷達、RFID定位基站、電機、控制裝置和傳輸模塊集成在一個殼體內。
[0009]所述的殼體包括底板和罩設在所述的底板上的罩殼，所述的罩殼罩設在所述的底板上形成一安裝內腔，所述的雷達、RFID定位基站、電機、控制裝置和傳輸模塊設置在所述的安裝內腔中，所述的RFID定位基站和所述的控制裝置設置在底板上，所述的雷達與所述的底板之間通過支架連接，所述支架可轉動地設置在所述的底板上，所述的電機安裝在所述的支架上用于帶動所述的支架轉動。
[0010]所述的傳輸模塊為WIFI模塊,所述的雷達為調頻連續波雷達。
[0011]所述的控制裝置具有用于驅動所述的電機轉動的驅動模塊，所述的殼體內還設置有用于給所述的控制裝置、傳輸模塊、雷達、RFID定位基站以及電機供電的可充電的電源模塊。
[0012]一種生命體征監測方法，包括由RFID手環、調頻連續波雷達、RFID定位基站、電機、控制裝置、云端處理器和傳輸模塊構成的生命體征監測系統，所述的雷達、RFID定位基站、電機、控制裝置和傳輸模塊集成在一個殼體形成一個整體式的感應模組；基于上述生命體征監測系統的監測方法包括如下步驟：（1）準備階段：（1
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1）多個感應模組安裝在使用空間的屋頂上，形成陣列；（1
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2）測試者佩戴上RFID手環在使用空間的不同位置采集RFID定位基站的數據和所在位置的位置數據；（1
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3）上述數據通過傳輸模塊傳輸到云端處理器進行存儲；（2）使用階段：（2
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1）用戶佩戴RFID手環,監護人員使用配套的監測軟件；（2
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2）當用戶處在安裝有感應模組的使用空間內時，在用戶附近的RFID定位基站獲取RFID手環信息,并計算用戶位置；（2
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3）根據上述用戶位置信息，距離該位置最近并空閑的調頻連續波雷達旋轉定位到用戶, 獲取與用戶之間的距離信息；（2
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4）用戶位置信息、雷達距離信息通過傳輸模塊傳輸到云端處理器，云端處理器處理這些信息,獲取得到用戶的心跳、呼吸信息和跌倒信號；（2
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5）如監測到用戶的心跳異常、呼吸異常或跌倒，云端處理器向監測軟件發送警報。
[0013]針對步驟（2
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2）中，RFID定位基站的探測范圍為6米，即RFID定位基站能夠獲取在其探測范圍6米內的用戶的RFID手環信息。
[0014]RFID定位基站獲取RFID手環的身份信息并計算出被監測用戶的所在的位置的具體過程如下：（1）RFID定位基站接收到位于該RFID定位基站探測范圍內的RFID手環發出的身份信息和信號強度信息；（2）一個控制裝置對應收集一個RFID定位基站接收到的RFID手環信息,各自通過傳輸模塊上傳到云端處理器；（3）云端處理器綜合使用以下信息進行計算, 判斷出RFID手環佩戴者的所在位置：根據同一RFID手環在不同RFID定位基站的信號強度信息，通過信號衰減模型可以
計算出RFID手環的近似位置；將測試者在準備階段采集的RFID定位基站數據和對應的位置數據作為訓練數據,建立RFID定位基站和位置之間的映射模型；使用KNN算法,輸入測試數據(即同一RFID手環在多個基站的信號強度),找到與之最鄰近的K個訓練數據,這K個數據對應的位置的中心點就是RFID手環所在位置。
[0015]調頻連續波雷達旋轉定位被監測者的具體流程如下：（1）根據被監測者的位置,找到最近且空閑的調頻連續波雷達，此雷達被選中進行監測；（2）云端處理器計算出的被監測者的位置信息通過傳輸模塊發送給控制裝置；（3）控制裝置根據選中雷達的位置和接收到的被監測者位置,計算出雷達的最佳監測方向；（4）最佳監測方向被轉換為電機的控制信號,發送給需要驅動的雷達的所對應的電機；（5）電機驅動雷達旋轉,將最佳監測角度對準被監測者。
[0016]基于用戶的心跳、呼吸信息和跌倒信號判定的具體流程如下：（1）調頻連續波雷達發射線性調頻信號,形成頻率掃描；（2）信號與人體心跳和呼吸運動相互作用,產生微小頻率偏移；（3）調頻連續波雷達測量這些頻率偏移；（4）頻率偏移信息通過控制裝置和傳輸模塊上傳到云端處理器；（5）云端處理器分析頻率偏移,得到心跳和呼吸信息；（6）調頻連續波雷達同時測量人體位置和移動速度；（7）當人體跌倒時,位置和移動速度會突變，調頻連續波雷達檢測到這些變化并傳輸給云端處理器；（8）云端處理器通過分析位置和移動速度的變化,判斷是否發生跌倒。
[0017]與現有技術相比，本專利技術的優點在于：（1）采用RFID手環與RFID定位基站配合實現用戶的身本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種生命體征監測系統，其特征在于包括：RFID手環，用于提供給用戶佩戴，以提供用戶的身份信息；雷達，用于監測用戶的距離信息；RFID定位基站，用于識別RFID手環信息，以獲取用戶身份和信號強度信息；電機，用于帶動雷達轉向；控制裝置，用于接收來自RFID定位基站和雷達的信息，預處理后上傳到云端處理器，并控制電機工作；云端處理器，用于接收來自控制裝置傳輸過來的經預處理的信息，并進行深入處理，包括：計算用戶位置、分析生命體征、檢測用戶是否跌倒，并將所有處理結果進行存儲；傳輸模塊，用于實現控制裝置與云端處理器之間的信息交換。2.根據權利要求1所述的一種生命體征監測系統，其特征在于所述的RFID手環內嵌設有用于與所述的RFID定位基站配合響應的RFID貼片。3.根據權利要求1或2所述的一種生命體征監測系統，其特征在于所述的雷達、RFID定位基站、電機、控制裝置和傳輸模塊集成在一個殼體內。4.根據權利要求3所述的一種生命體征監測系統，其特征在于所述的殼體包括底板和罩設在所述的底板上的罩殼，所述的罩殼罩設在所述的底板上形成一安裝內腔，所述的雷達、RFID定位基站、電機、控制裝置和傳輸模塊設置在所述的安裝內腔中，所述的RFID定位基站和所述的控制裝置設置在底板上，所述的雷達與所述的底板之間通過支架連接，所述支架可轉動地設置在所述的底板上，所述的電機安裝在所述的支架上用于帶動所述的支架轉動。5.根據權利要求1所述的一種生命體征監測系統，其特征在于所述的傳輸模塊為WIFI模塊,所述的雷達為調頻連續波雷達。6.根據權利要求4所述的一種生命體征監測系統，其特征在于所述的控制裝置具有用于驅動所述的電機轉動的驅動模塊，所述的殼體內還設置有用于給所述的控制裝置、傳輸模塊、雷達、RFID定位基站以及電機供電的可充電的電源模塊。7.一種生命體征監測方法，其特征在于包括由RFID手環、調頻連續波雷達、RFID定位基站、電機、控制裝置、云端處理器和傳輸模塊構成的生命體征監測系統，所述的雷達、RFID定位基站、電機、控制裝置和傳輸模塊集成在一個殼體形成一個整體式的感應模組；基于上述生命體征監測系統的監測方法包括如下步驟：（1）準備階段：（1
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1）多個感應模組安裝在使用空間的屋頂上，形成陣列；（1
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2）測試者佩戴上RFID手環在使用空間的不同位置采集RFID定位基站的數據和所在位置的位置數據；（1
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3）上述數據通過傳輸模塊傳輸到云端處理器進行存儲；（2）使用階段：（2
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1）用戶佩戴RFID手環,監護人員使用配套的監測軟件；（2
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2）當用戶處在安裝有感應模組的使用空間...

【專利技術屬性】
技術研發人員：馮佳睿，鄭豪，
申請(專利權)人：馮佳睿，
類型：發明
國別省市：