一种生命体征监测系统及监测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种生命体征监测系统及监测方法，特点是包括RFID手环、雷达、RFID定位基站、电机、控制装置、云端处理器和传输模块。优点是将RFID、雷达与云计算等技术结合在一起，实现了生命体征的全自动监测与预警，功能强大、精度高、应用范围广，无隐私风险，对老年人使用友好，适于在多人环境中使用。适于在多人环境中使用。适于在多人环境中使用。

【技术实现步骤摘要】
一种生命体征监测系统及监测方法


[0001]本专利技术涉及医疗监测设备
，尤其涉及一种生命体征监测系统及监测方法。

技术介绍

[0002]随着老年人的养老形势也日趋严峻，目前已经有越来越多的老年人选择在养老院养老。随着年龄的增大，这些老年人或多或少的都存在健康方面的问题，有一些老年人甚至因为疾病完全失去自理能力，因此需要非常细致的照顾，但是一般的养老院很难配备足够多专业的医护人员来专门针对老年人的健康进行专业的监护，因此目前现有的养老院大多采用生命体征监测装置对老年人的健康状况进行监测。
[0003]现有常见的用于生命体征的监测设备基本有以下几种形式：第一种为雷达，其作为生命体征监测的一种方式，具有无接触、无隐私风险等优点，但是雷达检测设备存在部分检测方向难以有效识别，识别范围小，在特定角度监测能力弱等问题，且雷达主要依靠测距识别生理特征，无法直接识别用户的身份信息，在养老院这样的多人环境中，单纯的雷达监测无法知晓监测到的具体用户是谁，难以应用在养老院这种需要精准到人的特殊场合；第二种为摄像头，摄像头监控虽然可以准确检测到老年人的信息，但是无法得知其生理指标，且隐私风险不可控；第三种为可穿戴的监测设备，此种设备需要频繁充电，而且使用起来比较复杂，需要教会老年人进行使用，对于记忆力差或者无自理能力的老年人而言不太友好。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种生命体征监测系统及监测方法，以有效解决上述问题。
[0005]本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种生命体征监测系统，包括：RFID手环，用于提供给用户佩戴，以提供用户的身份信息；雷达，用于监测用户的距离信息；RFID定位基站，用于识别RFID手环信息，以获取用户身份和信号强度信息；电机，用于带动雷达转向；控制装置，用于接收来自RFID定位基站和雷达的信息，预处理后上传到云端处理器，并控制电机工作；云端处理器，用于接收来自控制装置传输过来的经预处理的信息，并进行深入处理，包括：计算用户位置、分析生命体征、检测用户是否跌倒，并将所有处理结果进行存储；传输模块，用于实现控制装置与云端处理器之间的信息交换。
[0006]所述的RFID手环内嵌设有用于与所述的RFID定位基站配合响应的RFID贴片。
[0007]所述的RFID手环采用防水亲肤材料制成。
[0008]所述的雷达、RFID定位基站、电机、控制装置和传输模块集成在一个壳体内。
[0009]所述的壳体包括底板和罩设在所述的底板上的罩壳，所述的罩壳罩设在所述的底板上形成一安装内腔，所述的雷达、RFID定位基站、电机、控制装置和传输模块设置在所述的安装内腔中，所述的RFID定位基站和所述的控制装置设置在底板上，所述的雷达与所述的底板之间通过支架连接，所述支架可转动地设置在所述的底板上，所述的电机安装在所述的支架上用于带动所述的支架转动。
[0010]所述的传输模块为WIFI模块,所述的雷达为调频连续波雷达。
[0011]所述的控制装置具有用于驱动所述的电机转动的驱动模块，所述的壳体内还设置有用于给所述的控制装置、传输模块、雷达、RFID定位基站以及电机供电的可充电的电源模块。
[0012]一种生命体征监测方法，包括由RFID手环、调频连续波雷达、RFID定位基站、电机、控制装置、云端处理器和传输模块构成的生命体征监测系统，所述的雷达、RFID定位基站、电机、控制装置和传输模块集成在一个壳体形成一个整体式的感应模组；基于上述生命体征监测系统的监测方法包括如下步骤：（1）准备阶段：（1
‑
1）多个感应模组安装在使用空间的屋顶上，形成阵列；（1
‑
2）测试者佩戴上RFID手环在使用空间的不同位置采集RFID定位基站的数据和所在位置的位置数据；（1
‑
3）上述数据通过传输模块传输到云端处理器进行存储；（2）使用阶段：（2
‑
1）用户佩戴RFID手环,监护人员使用配套的监测软件；（2
‑
2）当用户处在安装有感应模组的使用空间内时，在用户附近的RFID定位基站获取RFID手环信息,并计算用户位置；（2
‑
3）根据上述用户位置信息，距离该位置最近并空闲的调频连续波雷达旋转定位到用户, 获取与用户之间的距离信息；（2
‑
4）用户位置信息、雷达距离信息通过传输模块传输到云端处理器，云端处理器处理这些信息,获取得到用户的心跳、呼吸信息和跌倒信号；（2
‑
5）如监测到用户的心跳异常、呼吸异常或跌倒，云端处理器向监测软件发送警报。
[0013]针对步骤（2
‑
2）中，RFID定位基站的探测范围为6米，即RFID定位基站能够获取在其探测范围6米内的用户的RFID手环信息。
[0014]RFID定位基站获取RFID手环的身份信息并计算出被监测用户的所在的位置的具体过程如下：（1）RFID定位基站接收到位于该RFID定位基站探测范围内的RFID手环发出的身份信息和信号强度信息；（2）一个控制装置对应收集一个RFID定位基站接收到的RFID手环信息,各自通过传输模块上传到云端处理器；（3）云端处理器综合使用以下信息进行计算, 判断出RFID手环佩戴者的所在位置：根据同一RFID手环在不同RFID定位基站的信号强度信息，通过信号衰减模型可以
计算出RFID手环的近似位置；将测试者在准备阶段采集的RFID定位基站数据和对应的位置数据作为训练数据,建立RFID定位基站和位置之间的映射模型；使用KNN算法,输入测试数据(即同一RFID手环在多个基站的信号强度),找到与之最邻近的K个训练数据,这K个数据对应的位置的中心点就是RFID手环所在位置。
[0015]调频连续波雷达旋转定位被监测者的具体流程如下：（1）根据被监测者的位置,找到最近且空闲的调频连续波雷达，此雷达被选中进行监测；（2）云端处理器计算出的被监测者的位置信息通过传输模块发送给控制装置；（3）控制装置根据选中雷达的位置和接收到的被监测者位置,计算出雷达的最佳监测方向；（4）最佳监测方向被转换为电机的控制信号,发送给需要驱动的雷达的所对应的电机；（5）电机驱动雷达旋转,将最佳监测角度对准被监测者。
[0016]基于用户的心跳、呼吸信息和跌倒信号判定的具体流程如下：（1）调频连续波雷达发射线性调频信号,形成频率扫描；（2）信号与人体心跳和呼吸运动相互作用,产生微小频率偏移；（3）调频连续波雷达测量这些频率偏移；（4）频率偏移信息通过控制装置和传输模块上传到云端处理器；（5）云端处理器分析频率偏移,得到心跳和呼吸信息；（6）调频连续波雷达同时测量人体位置和移动速度；（7）当人体跌倒时,位置和移动速度会突变，调频连续波雷达检测到这些变化并传输给云端处理器；（8）云端处理器通过分析位置和移动速度的变化,判断是否发生跌倒。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：（1）采用RFID手环与RFID定位基站配合实现用户的身本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生命体征监测系统，其特征在于包括：RFID手环，用于提供给用户佩戴，以提供用户的身份信息；雷达，用于监测用户的距离信息；RFID定位基站，用于识别RFID手环信息，以获取用户身份和信号强度信息；电机，用于带动雷达转向；控制装置，用于接收来自RFID定位基站和雷达的信息，预处理后上传到云端处理器，并控制电机工作；云端处理器，用于接收来自控制装置传输过来的经预处理的信息，并进行深入处理，包括：计算用户位置、分析生命体征、检测用户是否跌倒，并将所有处理结果进行存储；传输模块，用于实现控制装置与云端处理器之间的信息交换。2.根据权利要求1所述的一种生命体征监测系统，其特征在于所述的RFID手环内嵌设有用于与所述的RFID定位基站配合响应的RFID贴片。3.根据权利要求1或2所述的一种生命体征监测系统，其特征在于所述的雷达、RFID定位基站、电机、控制装置和传输模块集成在一个壳体内。4.根据权利要求3所述的一种生命体征监测系统，其特征在于所述的壳体包括底板和罩设在所述的底板上的罩壳，所述的罩壳罩设在所述的底板上形成一安装内腔，所述的雷达、RFID定位基站、电机、控制装置和传输模块设置在所述的安装内腔中，所述的RFID定位基站和所述的控制装置设置在底板上，所述的雷达与所述的底板之间通过支架连接，所述支架可转动地设置在所述的底板上，所述的电机安装在所述的支架上用于带动所述的支架转动。5.根据权利要求1所述的一种生命体征监测系统，其特征在于所述的传输模块为WIFI模块,所述的雷达为调频连续波雷达。6.根据权利要求4所述的一种生命体征监测系统，其特征在于所述的控制装置具有用于驱动所述的电机转动的驱动模块，所述的壳体内还设置有用于给所述的控制装置、传输模块、雷达、RFID定位基站以及电机供电的可充电的电源模块。7.一种生命体征监测方法，其特征在于包括由RFID手环、调频连续波雷达、RFID定位基站、电机、控制装置、云端处理器和传输模块构成的生命体征监测系统，所述的雷达、RFID定位基站、电机、控制装置和传输模块集成在一个壳体形成一个整体式的感应模组；基于上述生命体征监测系统的监测方法包括如下步骤：（1）准备阶段：（1
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1）多个感应模组安装在使用空间的屋顶上，形成阵列；（1
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2）测试者佩戴上RFID手环在使用空间的不同位置采集RFID定位基站的数据和所在位置的位置数据；（1
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3）上述数据通过传输模块传输到云端处理器进行存储；（2）使用阶段：（2
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1）用户佩戴RFID手环,监护人员使用配套的监测软件；（2
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2）当用户处在安装有感应模组的使用空间...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯佳睿，郑豪，
申请(专利权)人：冯佳睿，
类型：发明
国别省市：