一种独居老人生命体征实时监测报警系统的制作方法

1.本实用新型一种独居老人生命体征实时监测报警系统，属于人体生命体征实时监测报警技术领域。


背景技术：

2.随着我国目前科学技术的不断发展和进步，人民精神物质生活质量的不断提高，使得人均预期寿命不断延长，人均寿命提高将对现在及将来的社会带来相应的问题及挑战；近年来随着人口老龄化日趋严重，造成养老压力大，体现在相应的养老院护理人员数量不足，护理质量低，养老相关产业缺乏商业资金注入，导致大量老年人仍然选择在家养老，又由于老人的子女可能大部分时间段都无法陪伴在老人身边，造成空巢老人数量逐年增加。
3.根据调查，很多老年人如果在室外遇到意外事故，通常都有热心群众帮助进行及时的救助，将其快速送往医院进行救治，相反，往往在室内居住的独居老人如果发生意外，由于事发在私人密闭场所，由于自身身体或周围环境带来突发情况时，都无法从外界获得救助，也无法及时通知自己的子女，导致老年人在室内发生意外的死亡率极高。
4.针对上述情况，目前可以要求老年人随时随身佩戴手机或智能手环，在发生意外时，可以向外界呼救以获得及时的救助；但该种方式也存在各种各样的缺陷，根据实际使用反馈，要求老年人使用智能设备当出现意外时进行“被动监控”式的呼救，并不能保证每次都能呼救成功，由于老年人生活不便，手机或智能手环等设备经常忘记携带，或设备在长时间使用后没有充电导致自动关机，在这些空窗期发生意外，均会造成无法挽回的损失，同时使用的部分装置设备并不具备检测老年人生理数据的功能，仅能根据老年人的描述得出主观结论，使得到的健康状况数据并不客观，对后续生活造成隐患，而贴身设置专业生理数据传感器将使老年人行动不便，成本高，且监控效率低。


技术实现要素：

5.本实用新型为了克服现有技术中存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种独居老人生命体征实时监测报警系统硬件结构的改进。
6.为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种独居老人生命体征实时监测报警系统，包括安装在老人居住房间内的生命体征探测雷达，设置在居委会的监控服务器，提供给老人亲属的监控终端，所述生命体征探测雷达由壳体封装，所述壳体安装在底座的底部，在底座的底面通过螺栓安装固定有控制装置，所述底座的边缘位置贯穿设置有多个螺孔，安装时使用螺栓穿过螺孔将底座安装在居住房间的墙顶；
7.所述底座的侧面还设置有音频采集模块；
8.在居住房间正门外侧还设置有蜂鸣器和报警灯；
9.所述控制装置的内部设置有微控制器和超宽谱雷达，所述微控制器通过导线分别与音频采集模块、蜂鸣器、报警灯、超宽谱雷达、数据存储模块、通信模块相连；
10.所述通信模块通过有线或无线的形式分别与监控服务器、监控终端进行数据交互；
11.所述控制装置的外侧还设置有红外开关模块相连，所述红外开关模块的信号输出端通过导线与微控制器相连。
12.所述微控制器的电源输入端与电源模块连接，所述电源模块的输入端通过插头接入市电。
13.所述通信模块具体为无线通信模块，所述通信模块通过无线网络分别与监控服务器、监控终端无线连接。
14.所述通信模块具体为有线通信模块，所述通信模块通过数据通信线缆与基站连接；
15.所述基站内部设置的服务器通过数据通信线缆与监控服务器相连；
16.所述基站还通过无线网络与监控终端无线连接。
17.所述超宽谱雷达具体为一种具备检测人体生理参数功能的雷达，所述超宽谱雷达发射毫米波用于监测人体心率、脉搏、呼吸的生理参数。
18.本实用新型相对于现有技术具备的有益效果为：本实用新型主要针对独居老人身体状态监测的问题，提供一套可以全时段对老人生命体征进行监测的系统，系统由红外开关、超宽谱雷达探测器、无线呼叫器等装置构成，其中红外开关用于感应老人是否身处房间内，根据判断开关雷达探测器，该雷达探测器发射超宽谱信号，可以远距离无接触、全时段感应检测区域内人体生理特征数据，检测的生理数据包括人体心跳、脉搏、呼吸等，雷达探测器将检测信息存储后并进行实时上传，使管理员和老人亲属实时了解老人身体状况，如监测到老人生理数据发生异常，将触发系统的报警机制，一方面使老人房间发出声光报警，另一方面立刻通知管理人员或亲属尽快赶回进行确认，有效提高监控效率，提高发现意外后的救治效率，提高老人在室内发生意外后的生存几率。
附图说明
19.下面结合附图对本实用新型做进一步说明：
20.图1为本实用新型的结构示意图；
21.图2为本实用新型生命体征探测雷达的结构示意图；
22.图3为本实用新型的电路结构示意图；
23.图4为本实用新型实施例的结构示意图；
24.图中：1为监控服务器、2为监控终端、11为壳体、12为底座、13为控制装置、14为音频采集模块、15为蜂鸣器、16为报警灯、21为微控制器、22为超宽谱雷达、23为数据存储模块、24为通信模块、25为红外开关模块、26为电源模块、31为基站。
具体实施方式
25.如图1至图3所示，本实用新型一种独居老人生命体征实时监测报警系统，包括安装在老人居住房间内的生命体征探测雷达，设置在居委会的监控服务器1，提供给老人亲属的监控终端2，所述生命体征探测雷达由壳体11封装，所述壳体11安装在底座12的底部，在底座12的底面通过螺栓安装固定有控制装置13，所述底座12的边缘位置贯穿设置有多个螺
孔，安装时使用螺栓穿过螺孔将底座12安装在居住房间的墙顶；
26.所述底座12的侧面还设置有音频采集模块14；
27.在居住房间正门外侧还设置有蜂鸣器15和报警灯16；
28.所述控制装置13的内部设置有微控制器21和超宽谱雷达22，所述微控制器21通过导线分别与音频采集模块14、蜂鸣器15、报警灯16、超宽谱雷达22、数据存储模块23、通信模块24相连；
29.所述通信模块24通过有线或无线的形式分别与监控服务器1、监控终端2进行数据交互；
30.所述控制装置13的外侧还设置有红外开关模块25相连，所述红外开关模块25的信号输出端通过导线与微控制器21相连。
31.所述微控制器21的电源输入端与电源模块26连接，所述电源模块26的输入端通过插头接入市电。
32.所述通信模块24具体为无线通信模块，所述通信模块24通过无线网络分别与监控服务器1、监控终端2无线连接。
33.所述通信模块24具体为有线通信模块，所述通信模块24通过数据通信线缆与基站31连接；
34.所述基站31内部设置的服务器通过数据通信线缆与监控服务器1相连；
35.所述基站31还通过无线网络与监控终端2无线连接。
36.所述超宽谱雷达22具体为一种具备检测人体生理参数功能的雷达，所述超宽谱雷达22发射毫米波用于监测人体心率、脉搏、呼吸的生理参数。
37.本实用新型主要针对独居老人身体状态监测的问题，提供一套可以全时段对老人生命体征进行监测的系统，主要由红外开关、超宽谱雷达探测器、无线呼叫器等装置构成，在安装有该套监测报警系统的房间内，首先设置红外开关启动器，该装置可以使系统根据老人进门或出门情况自行开关生命体征探测雷达的电源，具体控制过程为，当红外开关模块感应到区域内有人活动时，将向微控制器反馈人体捕获信号，微控制器在收到有人的信号后，向超宽谱雷达发送启动信号，此时超宽谱雷达将向区域内发射雷达信号；当系统检测到有人进入房间的检测区域后，由探测雷达向该区间内发射超宽谱雷达信号，该雷达信号打在人体上后进行反射，人体将根据自身生理参数变化情况，将当前生理特征的信号反映在雷达信号中，该特征信号可以根据人体心跳、脉搏、呼吸进行相应变化，变化的特征信号通过雷达信号反射回探测雷达的微控制器中，该控制器用于接收和处理该反射信号，并将信号处理为相应的人体生理数据，同时将该数据实时上传至预先匹配的服务器及移动监控终端；本实用新型另外设置有监控报警机制，系统预先向微控制器写入人体正常生理参数，并设置相应监控人体生理参数的阈值，使用时当雷达监测到房间内人员的某项生理参数出现异常，将立刻触发系统的报警机制，控制房间现场发出声光报警，同时将异常情况实时上传至管理员或亲属的监控端，以通知其立即采取相应的救助措施，以提高独居老人发生意外后的存活几率。
38.进一步的，本实用新型具体提供一种独居老人生存警示器，可以为独居老人提供一种生存监护装置，将超宽谱雷达探测器及控制器组合封装在一起构成警示器，将警示器应用到独居老人生活空间内，全时段无死角监控老人的健康状况，当老人的意识与体力不
济时，装置通过雷达捕获当前老人的生理参数，判断其超出的监控阈值，此时可以触发报警，另外雷达装置上还设置有用于通话的音频采集器，方便老人及时向监控装置呼救，报警的同时还可以向预设的联系对象发出信号，该对象可以是社区管理人员、邻居、亲属等人员，使老人在发生意外后可以得到及时救助；本实用新型提供的技术方案区别于现有使用装置设备的被动监护，采取主动监护的方式，可以有效提高被护理对象的体验效果。
39.本实用新型主要使用一种生命体征探测雷达用于感应区域内人员的生理状况，且由于目前红外遥感、红外测温、压电传感、超宽谱雷达探测等技术在社会各领域中的应用已经十分广泛，使用技术已较为成熟，本实用新型即是将红外控制与超宽谱雷达探测器组合应用的一个实例。
40.本实用新型在安装时，需要在房间内安装独居老人生存状态警示器，确定安装位置可以为卧室、厨房、卫生间、客厅等房间，连接信号线及电源线并保持畅通，将各监控装置的电源插头接入相应的插座中，检查每个位置安装的警示器，确保其接通电源；启动装置的红外开关，检测当前区域中有人进入即打开装置电源进线工作，人离开当前区域即停止工作。
41.本实用新型根据居住环境中房间区域面积的不同，可以在不同或相同房间内安装多个生命体征探测雷达，用于无死角全区域覆盖雷达信号；安装时需考虑室内布线走线，为得到最好的声光报警效果，通常将报警蜂鸣器和指示灯安装在正门外侧，当报警时可以立刻使周边邻居获得并锁定报警位置。
42.系统各装置设备安装完毕后应进行调试，连接检查待装的独居老人生存状态警示器，接通电源，确定警示器是否开启工作，以自己为对象观查，预设通信参数，为老人设定报警接受对象、亲人、社区。
43.系统各装置设备安装完成后即可使用，正常使用时要求老人的生活空间全部处在警示器监控范围内，老人回家进入房间正门后，将触碰红外开关动作接通超宽谱雷达探测器的电源使其进入工作状态，系统随即自动实时监测老人呼吸、心跳等数据，当老人呼吸、脉搏处于设定阈值中（如设定阈值为10次/分≥呼吸≥24次/分、50次/分≥脉搏≥120次/分），反映当前老人身体健康参数正常，当雷达信号反馈数据超出或不足设定阈值时，即揭示老人健康出现问题，出现该现象可能是自身生理参数出现突变，也有可能是外界环境影响导致变化，系统将通过预设的终端及时联系对象通过网络收到信息，使老人尽快获得救治。
44.如图4所示，根据监控需要，还可以在一栋居民楼或养老院楼房内的所有房间安装本系统，由于监控装置设置数量众多，为提高监测信号传输的稳定可靠性，装置内部的通信装置可以选择为有线通信模块，将楼内各房间中的探测雷达通过接线的方式均接入设置在楼顶的基站中，该基站可以通过线缆接入管理控制室的服务器中，也可以通过手机无线信号的方式与多个移动监控终端建立数据连接。
45.进一步的，本实用新型具体使用一种毫米波雷达监测人体心率呼吸等生理参数，该技术主要基于机器学习算法，采集相应的普通成年人的心跳、呼吸的位移、频率参数，并通过探测由于目标微小振动所引起的在特定的range bin的fmcw信号的相位变化，相位变化如心脏或胸腔引起的位移变化，并通过相位变化去计算心跳、呼吸的频率，对于单个目标，心跳信号可看作是一个同时具有频率和相位的正弦信号，采集时，生命体征波形沿“慢
时间轴”采样，因此生命体征采样率等于系统的帧率；本实用新型使用的雷达波收发装置具体为基于ti的awr 1642超宽谱雷达控制器。
46.本实用新型根据使用环境的不同，可安装使用不同型号的功能模块，如生命体征探测雷达在采用无线组网通信时，通信模块可使用lora无线通信装置，型号可选用e46-ttl-1w；当采用有线中继通信模式时，通信模块可使用常规的rs485通信总线控制模块，型号可选用sn75179；本实用新型使用的超宽谱雷达的型号可以为awr1642，控制器内部使用的芯片型号可以为msp430f643，红外开关模块的型号可以为hc-sr501。
47.关于本实用新型具体结构需要说明的是，本实用新型采用的各部件模块相互之间的连接关系是确定的、可实现的，除实施例中特殊说明的以外，其特定的连接关系可以带来相应的技术效果，并基于不依赖相应软件程序执行的前提下，解决本实用新型提出的技术问题，本实用新型中出现的部件、模块、具体元器件的型号、连接方式除具体说明的以外，均属于本领域技术人员在申请日前可以获取到的已公开专利、已公开的期刊论文、或公知常识等现有技术，无需赘述，使得本案提供的技术方案是清楚、完整、可实现的，并能根据该技术手段重现或获得相应的实体产品。
48.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。