一种通过生命体征监护手环控制的人体吸氧系统

摘要

本发明公开了一种通过生命体征监护手环控制的人体吸氧系统，包括佩戴在人体手腕上用于检测人体血氧饱和度的生命体征监护手环、用于接收生命体征监护手环发来的血氧饱和度值的控制终端、用于向人体提供氧气的供氧装置、以及安装在供氧装置上并在控制终端的作用下打开或关闭所述供氧装置的自动控制装置，生命体征监护手环将检测到的血氧饱和度值通过蓝牙传输装置传送到控制终端，控制终端对血氧饱和度值进行判断，通过蓝牙的方式向自动控制装置发送控制指令，将供氧装置打开或关闭，以向人体供氧或停止供氧，本发明能在人体缺氧的时候自动向人体供氧，能在供氧充分后自动切断供氧通道，以保证人体的健康，避免过度吸氧。

权利要求

1.一种通过生命体征监护手环控制的人体吸氧系统，包括：

生命体征监护手环，佩戴在人体手腕上用于检测人体的血氧饱和度；

控制终端，用于接收生命体征监护手环发来的血氧饱和度值；

供氧装置，用于向人体提供氧气；

自动控制装置，安装在供氧装置上并在控制终端的作用下打开或关闭所述供氧装置；

其特征在于，

所述生命体征监护手环内还设置有蓝牙传输装置，生命体征监护手环通过所述蓝牙传输装置与控制终端进行无线连接；在自动控制装置也设置有蓝牙传输装置，控制终端也通过蓝牙通道与自动控制装置进行无线连接；

所述自动控制装置包括蓝牙接收模块、控制芯片、供电电源、电磁阀，能通过蓝牙通道接收控制终端发送来的蓝牙控制指令；

所述供氧装置为氧气袋或氧化瓶，所述自动控制装置为蓝牙自动控制阀门；所述生命体征监护手环包括主印制板和设置在主印制板上的微处理器、存储器、红外温度传感器和模拟信号处理芯片；在生命体征监护手环的腕带上设置柔性连接线缆、测量印制板和设置在测量印制板上的体表温度传感器、光敏传感器和LED灯，LED灯向人体的手腕发射可见及不可见光，测量印制板上的光敏传感器将接收到的反射光信号转换为电信号，经过模拟信号处理芯片处理后传输给所述微处理器；生命体征监护手环中的微处理器和存储器通过蓝牙传输装置与控制终端进行数据传输；生命体征监护手环中的微处理器和存储器通过蓝牙传输装置按照共同的协议与控制终端进行数据传输，生命体征监护手环通过蓝牙传输装置向控制终端发送数据信息，并通过控制终端的APP系统而显示；控制终端为蓝牙通道中的主设备，生命体征监护手环和自动控制装置均为蓝牙通道中的从设备。

2.根据权利要求1所述的通过生命体征监护手环控制的人体吸氧系统，其特征在于：所述自动控制装置为蓝牙自动控制电源开关；所述供氧装置为制氧机；所述控制芯片为PLC控制器，所述供电电源为干电池或可充电电池。

说明书

一种通过生命体征监护手环控制的人体吸氧系统

技术领域

[0001] 本发明涉及医疗电子技术领域，具体涉及一种通过生命体征监护手环控制的人体吸氧系统。

背景技术

[0002] 在高原地区，空气稀薄，往往比较缺氧，初到高原的人，通常会产生缺氧反应，往往需要吸氧，在高海拔地区，其夜间缺氧往往比白天更严重，于是人们大多晚上戴上氧气罩，一边吸氧一边进入睡眠。但是，如果吸氧过度对人体的健康也不利，甚至有可能会产生轻微的氧气中毒，尤其是在夜晚人们入睡后，更不能自主控制吸氧量的多少，容易产生过度吸氧，既不利于健康，也造成氧气资源的浪费。

[0003] 现有的吸氧装置，均没有设置自动控制装置，无法根据人体自身的缺氧需要来自动控制吸氧装置的开闭。

[0004] 中国专利CN201020214457.X公开了一种便携式高原吸氧装置，包括：氧气瓶，氧气瓶的瓶口处依次安装有用于控制氧气瓶开合的瓶头阀、用于降低氧气压力的减压阀、用于控制氧气输出的供氧调节器，供氧调节器连接有用于输送氧气的供氧波纹管，供氧波纹管通过供氧浓度调节阀与口鼻式吸氧面罩相连通，该专利结构设计合理，携带、使用方便，供氧效果好，适于高原等低气压环境下使用，但其不能根据人体的需求自动供氧或停止供氧，不能满足人们对健康指标的要求。

发明内容

[0005] 针对现有技术存在的上述不足，本发明提出一种通过生命体征监护手环控制的人体吸氧系统，包括佩戴在人体手腕上用于检测人体血氧饱和度的生命体征监护手环、用于接收生命体征监护手环发来的血氧饱和度值的控制终端、用于向人体提供氧气的供氧装置、以及安装在供氧装置上并在控制终端的作用下打开或关闭所述供氧装置的自动控制装置，生命体征监护手环将检测到的血氧饱和度值通过蓝牙传输装置传送到控制终端，控制终端对血氧饱和度值进行判断，通过蓝牙的方式向自动控制装置发送控制指令，将供氧装置打开或关闭，以向人体供氧或停止供氧，本发明能在人体缺氧的时候自动向人体供氧，能在供氧充分后自动切断供氧通道，以保证人体的健康，避免过度吸氧。

[0006] 本发明解决其技术问题，所采用的技术方案是：一种通过生命体征监护手环控制的人体吸氧系统，包括佩戴在人体手腕上用于检测人体的血氧饱和度的生命体征监护手环、用于接收生命体征监护手环发来的血氧饱和度值的控制终端、用于向人体提供氧气的供氧装置、以及安装在供氧装置上并在控制终端的作用下打开或关闭所述供氧装置的自动控制装置，生命体征监护手环包括主印制板和设置在主印制板上的微处理器、存储器和模拟信号处理芯片，在主印制板上还设置了红外温度传感器；在生命体征监护手环的腕带上设置了柔性连接线缆、测量印制板和设置在测量印制板上的体表温度传感器、光敏传感器和LED灯，测量印制板上的电子元器件通过腕带上的柔性连接线缆与生命体征监护手环电连接，测量印制板上的光敏传感器将接收到的反射光信号转换为电信号，经过模拟信号处理芯片进行信号放大、信号滤波和信号模数变换处理后传输给微处理器。

[0007] 上述通过生命体征监护手环控制的人体吸氧系统，生命体征监护手环内还设置有蓝牙传输装置，生命体征监护手环通过所述蓝牙传输装置与控制终端进行无线连接，在自动控制装置也设置有蓝牙传输装置，控制终端也通过蓝牙通道与自动控制装置进行无线连接。

[0008] 上述通过生命体征监护手环控制的人体吸氧系统，所述供氧装置为氧气袋或氧化瓶。

[0009] 上述通过生命体征监护手环控制的人体吸氧系统，所述自动控制装置为蓝牙自动控制阀门。

[0010] 上述通过生命体征监护手环控制的人体吸氧系统，所述供氧装置为制氧机。

[0011] 上述通过生命体征监护手环控制的人体吸氧系统，所述自动控制装置为蓝牙自动控制电源开关。

[0012] 上述通过生命体征监护手环控制的人体吸氧系统，所述蓝牙自动控制阀门包括蓝牙接收模块、控制芯片、电磁阀，能通过蓝牙通道接收控制终端发送来的蓝牙控制指令。

[0013] 上述通过生命体征监护手环控制的人体吸氧系统，所述蓝牙自动控制电源开关包括蓝牙接收模块、控制芯片、供电电源、电磁阀，能通过蓝牙通道接收控制终端发送来的蓝牙控制指令，所述控制芯片为PLC控制器，所述供电电源为干电池或可充电电池。

[0014] 上述通过生命体征监护手环控制的人体吸氧系统，生命体征监护手环中的微处理器和存储器通过蓝牙传输装置与控制终端进行数据传输，生命体征监护手环通过蓝牙传输装置向控制终端发送数据信息；控制终端也通过蓝牙通道向自动控制装置发送控制指令。

[0015] 上述通过生命体征监护手环控制的人体吸氧系统，控制终端为蓝牙通道中的主设备，生命体征监护手环和自动控制装置均为蓝牙通道中的从设备。

[0016] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提出的通过生命体征监护手环控制的人体吸氧系统，将微处理器、存储器和模拟信号处理芯片设置在生命体征监护手环内，将装配有体表温度传感器、光敏传感器和LED灯等测量部件的测量印制板设置在生命体征监护手环的腕带上，测量印制板和生命体征监护手环通过设置在腕带上的柔性连接线缆进行电连接，通过生命体征监护手环精准的检测人体的血氧饱和度值，将检测到的血氧饱和度值通过蓝牙传输装置传送到控制终端，控制终端对血氧饱和度值进行判断，通过蓝牙的方式将向自动控制装置发送控制指令，将供氧装置打开或关闭，以向人体供氧或停止供氧，保证人体的健康。

[0017] 在生命体征监护手环的腕带上设置柔性连接线缆是为了方便测量印制板和生命体征监护手环之间的连接，柔性连接线缆可随腕带而任意弯折，其连接可靠且寿命长，通常的柔性连接线缆包括柔性印制板或扁平电缆。在生命体征监护手环的腕带上布设测量印制板并在测量印制板上设置体表温度传感器是为了采集人体的体表温度，体表温度传感器的测量探头透过腕带内侧的采集窗直接与手腕下面的皮肤接触，或者在腕带内侧安装体表温度传感器的位置设置金属导热材质，并通过该金属导热材质而让温度传感器的测量探头与手腕下面的皮肤间接接触，采集手腕下面皮肤的温度；如将其腕带夹在腋下则可采集人体腋窝部位的温度，其使用方便，采集快捷，通常只需几秒钟即可测得所接触部位的体表温度值。在测量印制板上设置LED灯和光敏传感器是利用光反射的原理来测定血氧饱和度，本发明的LED灯采用发射红光和红外光的双色LED灯，其向手腕下面的皮肤发射红色普通可见光和红外不可见光，光敏传感器接收皮肤反射回的可见光和不可见信号，并将该光信号转变为电信号，经过模拟信号处理芯片将电信号中的杂质过滤掉以后再发送给微处理器，微处理器按照存储器中固设的现有技术所公知的算法经过计算后即可将得到血氧饱和度的具体值。

附图说明

[0018] 下面结合附图对本发明的具体实施方案作详细说明。

[0019] 图1是本发明的通过生命体征监护手环控制的人体吸氧系统的流程控制框图；

[0020] 图2是本发明的通过生命体征监护手环控制的人体吸氧系统的控制流程示意图；

[0021] 图3是本发明生命体征监护手环的基本结构示意图；

[0022] 图4是本发明在生命体征监护手环的腕带内侧布置柔性连接线缆及测量印制板的结构示意图。

[0023] 图中：1为生命体征监护手环、11为主印制板、12为微处理器、13为存储器、14为模拟信号处理芯片、15为蓝牙传输装置、16为红外温度传感器、2为控制终端、21为柔性连接线缆、22为测量印制板、23为体表温度传感器、24为光敏传感器、25为LED灯、3为供氧装置、4为自动控制装置、5为人体。

具体实施方式

[0024] 如图1所示，本发明的通过生命体征监护手环控制的人体吸氧系统的控制流程是，本发明的通过生命体征监护手环控制的人体吸氧系统适用于在缺氧的环境下，尤其在高原上，本发明通过人体是否缺氧，会在血氧饱和度的血相指标上首先反映出来的技术原理，通过检测人体的血氧饱和度值来判断人体是否需要缺氧，通过控制终端和自动控制装置来打开或关闭供氧装置，以向人体提供氧气或停止供氧，其人体的吸氧方式为普通的鼻吸氧，即将软管及吸头放在人体的鼻部。

[0025] 具体地，本发明的通过生命体征监护手环控制的人体吸氧系统包括佩戴在人体手腕上用于检测人体的血氧饱和度的生命体征监护手环1、用于接收生命体征监护手环1发来的血氧饱和度值的控制终端2、用于向人体5提供氧气的供氧装置3、以及安装在供氧装置3上并在控制终端2的作用下打开或关闭所述供氧装置3的自动控制装置4，所述控制终端2为安装有手环控制程序APP的移动手机、平板电脑或其他移动终端。所述生命体征监护手环1内还设置有蓝牙传输装置，生命体征监护手环1通过所述蓝牙传输装置与控制终端2进行无线连接；在自动控制装置4也设置有蓝牙传输装置，控制终端2也通过蓝牙通道与自动控制装置4进行无线连接。

[0026] 生命体征监护手环1检测人体的血氧饱和度，并将检测到的人体血氧饱和度值通过蓝牙通道发送给控制终端2，控制终端2接收到生命体征监护手环1发来的血氧饱和度值，自行进行比较和判断，当其血氧饱和度值低于标准的下限值时，控制终端2通过蓝牙通道向自动控制装置4发送控制指令，打开供氧装置3，开始向人体供氧；当生命体征监护手环1检测到的人体血氧饱和度值已高于标准的上限值时，控制终端2通过蓝牙通道向自动控制装置4发送控制指令，关断供氧装置3，使供氧装置3停止工作，停止向人体供氧，以避免过度吸氧。

[0027] 进一步的，如图3所示，生命体征监护手环1包括主印制板11和设置在主印制板11上的微处理器12、存储器13、红外温度传感器16、模拟信号处理芯片14和蓝牙传输装置15，其主印制板11上设置的各元器件均与微处理器12电连接，本实施方式中的控制终端2采用智能手机或平板电脑，生命体征监护手环1中的微处理器12和存储器13通过蓝牙传输装置15按照共同的协议与控制终端2进行数据传输，生命体征监护手环1通过蓝牙传输装置15向控制终端2发送数据信息，并通过控制终端2的APP系统而显示在智能手机或平板电脑的界面上，控制终端2也通过蓝牙通道向自动控制装置4发送控制指令。

[0028] 如图4所示，在生命体征监护手环1的腕带上设置柔性连接线缆21，柔性连接线缆21可随腕带而任意弯折，在本实施方式中，柔性连接线缆21采用了柔性电路板，当然其也可以采用扁平电缆代替。在生命体征监护手环1的腕带上还设置了测量印制板22，在测量印制板22上还设置了体表温度传感器23、光敏传感器24和LED灯25，在本实施方式中，LED灯25向人体的手腕发射可见及不可见光，光接触皮肤后反射，测量印制板22上的光敏传感器24将接收到的反射光信号转换为电信号，经过模拟信号处理芯片14处理后传输给微处理器12。
测量印制板22上的电子元器件通过腕带上的柔性连接线缆21获取电能和指令，并将测得的数据通过柔性连接线缆21传输给生命体征监护手环1，LED灯25向手腕下面的皮肤发射可见光和不可见光，其手腕下面的皮肤反射回的可见光和不可见光信号被光敏传感器24所接收，光敏传感器24将所接收到的反射光信号分别转换为电信号后，再将光敏传感器24转换得到的电信号传送给模拟信号处理芯片14进行信号放大、整流滤波和信号模数变换，识别和放大信号中的有效信息，去除信号中的杂质和无效信息，再将净化过滤后的有效信息发送给微处理器12，得到人体的血氧饱和度，由微处理器12对信息进行处理后，通过蓝牙传输装置15输出给控制终端2。

[0029] 优选地，本发明的通过生命体征监护手环控制的人体吸氧系统中的供氧装置3为氧气袋或氧化瓶、或制氧机，相应地，在氧气袋或氧化瓶上设置蓝牙自动控制阀门来打开或关闭氧气袋或氧化瓶；在制氧机上设置蓝牙自动控制电源开关来打开或关闭制氧机。该蓝牙自动控制阀门，或蓝牙自动控制电源开关的结构包括：蓝牙接送模块、控制芯片、供电电源和电磁阀等，本实施方式优选其控制芯片为PLC控制器、其供电电源采用干电池或可充电电池，能通过蓝牙通道接收控制终端2发送来的蓝牙控制指令。

[0030] 如图1和图2所示，本技术方案的工作原理是：佩戴在手腕上的生命体征监护手环1连续自动检测人体的血氧饱和度，并将检测到的人体血氧饱和度值通过蓝牙通道发送给控制终端2，控制终端2接收到生命体征监护手环1发来的血氧饱和度值，进行判断，当其血氧饱和度值低于标准的下限值时，控制终端2即通过蓝牙通道向氧气袋或氧化瓶上设置的蓝牙自动控制阀门发送打开指令，打开其氧气袋或氧化瓶上的蓝牙自动控制阀门，开始向人体5供氧，或者控制终端2通过蓝牙通道向制氧机上设置的蓝牙自动控制电源开关发送开启指令，打开制氧机上的蓝牙自动控制电源开关，使制氧机开始工作，向人体供氧。

[0031] 反之，当生命体征监护手环1检测到的人体血氧饱和度值已高于标准的上限值时，控制终端2即通过蓝牙通道向氧气袋或氧化瓶上设置的蓝牙自动控制阀门发送关闭指令，并闭其氧气袋或氧化瓶上的蓝牙自动控制阀门，停止向人体供氧，或者控制终端2通过蓝牙通道向制氧机上设置的蓝牙自动控制电源开关发送关闭指令，关断制氧机上的蓝牙自动控制电源开关，使制氧机停止工作，停止向人体供氧，以避免过度吸氧。

[0032] 本发明的通过生命体征监护手环控制的人体吸氧系统将微处理器12、存储器13、模拟信号处理芯片14和蓝牙传输装置15设置在生命体征监护手环1内，通过生命体征监护手环1检测人体的血氧饱和度；将装配有体表温度传感器23、光敏传感器24和LED灯25等测量部件的测量印制板22设置在了腕带上，测量印制板22和生命体征监护手环1通过设置在腕带上的柔性连接线缆进行电连接，通过生命体征监护手环1精准的检测人体的血氧饱和度值，将检测到的血氧饱和度值通过蓝牙传输装置传送到控制终端2，控制终端2对血氧饱和度值进行判断，通过蓝牙的方式将向自动控制装置4发送控制指令，将供氧装置3打开或关闭，以向人体供氧或停止供氧，保证人体的健康。

[0033] 在本实施方式中，控制终端为蓝牙通道中的主设备，生命体征监护手环和蓝牙自动控制阀门、或蓝牙自动控制电源开关均为蓝牙通道中的从设备。

[0034] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作出任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。