阅读说明：本技术 床垫式多参数记录系统 (Mattress type multi-parameter recording system ) 是由 刘毅 张其飞 邓韩彬 曾东 蒙俊甫 夏林 于 2021-06-23 设计创作，主要内容包括：本发明公开了床垫式多参数记录系统,包括控制盒、压阻薄膜传感器、压电压阻复合薄膜传感器、床垫体和布套；所述压阻薄膜传感器和压电压阻复合薄膜传感器均设置在床垫体上,通过信号线连接控制盒,所述控制盒设置在床垫体的床头角落处,所述布套用于将床垫体、压阻薄膜传感器、压电压阻复合薄膜传感器和控制盒封装成一体。本发明集成了压电薄膜传感器和压阻薄膜传感器优点,并采用特殊的形状以及科学的布局方式,全床分区域布置,使测量的灵敏度和准确性得到极大的提升,不仅可分析人体在床的姿势及在/离床状态,还可以测量人体的心率、呼吸率等生命体征。(The invention discloses a mattress type multi-parameter recording system, which comprises a control box, a piezoresistive film sensor, a piezoelectric piezoresistive composite film sensor, a mattress body and a cloth cover, wherein the control box is connected with the piezoresistive film sensor; the piezoresistive film sensor and the piezoelectric piezoresistive composite film sensor are both arranged on the mattress body and are connected with the control box through signal lines, the control box is arranged at the corner of the bed head of the mattress body, and the cloth cover is used for packaging the mattress body, the piezoresistive film sensor, the piezoelectric piezoresistive composite film sensor and the control box into a whole. The invention integrates the advantages of the piezoelectric film sensor and the piezoresistive film sensor, adopts special shapes and scientific layout modes, and is arranged in regions of the whole bed, so that the sensitivity and the accuracy of measurement are greatly improved, the posture and the on/off-bed state of a human body in the bed can be analyzed, and the vital signs of the human body such as the heart rate, the breathing rate and the like can be measured.)

床垫式多参数记录系统

技术领域

本发明涉及床垫领域，尤其涉及一种床垫式多参数记录系统。

背景技术

随着信息技术的不断发展，智能化领域逐渐地应用于各个行业，而随着人们生活水平的提高，人们对身体健康的重视程度越来越高，导致我国的医疗系统中病人的数量过多，而医护人员的数量常年处于紧缺状态，并不能对病人实现很好的管理，对于一些病情不是很严重的病人，不能实现实时的看管，病人有需要时仅仅能通过传呼铃来寻找医护人员，医护人员也不能对病人监护进行实时看管，特别是夜间看管的时候，需要医护人员去病房进行巡查，而夜班的人数较少，导致无法实时的对病人进行有效地监控和照顾，若发生意外时，医生不能及时得到病人的身体数据，可能会延误病情，造成病人无法得到及时的救治，导致一些不可挽回的后果。在现有技术中，主要通过压电薄膜传感器采集人体生命体征信息，集成压阻薄膜传感器采集人体在病床上压力分布情况进行分析病人在病床上的姿势，通过建立相关姿势模型分析人体在床姿势；不足主要表现在某些特定的姿势有可能会产生误判，以及在震动干扰较大的环境中，压电薄膜传感器采集的心率和呼吸率信息将会受到很大的干扰，有可能导致测量的不准确。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种床垫式多参数记录系统。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

床垫式多参数记录系统，包括控制盒、压阻薄膜传感器、压电压阻复合薄膜传感器、床垫体和布套；所述压阻薄膜传感器和压电压阻复合薄膜传感器均设置在床垫体上，通过信号线连接控制盒，所述控制盒设置在床垫体的床头角落处，所述布套用于将床垫体、压阻薄膜传感器、压电压阻复合薄膜传感器和控制盒封装成一体。

进一步的，所述床垫体上设有缝纫线，用于隔离各个传感器；所述床垫体内部设有信号线通道；所述床垫体角落设有控制盒安装槽。

进一步的，所述控制盒内集成有STM32单片机1、STM32单片机2、A/D转换电路以及USR-C322 WIFI模块；所述A/D转换电路连接STM32单片机1和压电压阻复合薄膜传感器，用于采集压电压阻复合薄膜传感器电信号，将电信号转换成数字信号发送至STM32单片机1进行处理；所述STM32单片机2分别连接STM32单片机1和USR-C322 WIFI模块。

进一步的，所述床垫体上设有一个压电压阻复合薄膜传感器和多个压阻薄膜传感器；所述压电压阻复合薄膜传感器和压阻薄膜传感器形状均为矩形，其长边小于床垫短边，且与床垫短边平行分布；所述压电压阻复合薄膜传感器设置在靠近床头的位置。

进一步的，还包括供电单元，所述供电单元包括电源适配器、直流转换器、稳压器和线性稳压器；所述电源适配器提供电源，电流依次经过直流转换器、稳压器和线性稳压器，然后在输送到压阻薄膜传感器、压电压阻复合薄膜传感器以及控制盒。

本发明的有益效果：本发明集成了压电薄膜传感器和压阻薄膜传感器优点，并采用特殊的形状以及科学的布局方式，全床分区域布置，使测量的灵敏度和准确性得到极大的提升，不仅可分析人体在床的姿势及在/离床状态，还可以测量人体的心率、呼吸率等生命体征。

附图说明

图1是本发明的系统结构框图。

图2是控制盒内部集成单元结构图。

附图说明

：1-控制盒；2-床垫体；3-压阻薄膜传感器；4-压电压阻复合薄膜传感器。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

本实施例中，如图1和图2所示，床垫式多参数记录系统，包括控制盒1、压阻薄膜传感器3、压电压阻复合薄膜传感器4、床垫体2和布套；所述压阻薄膜传感器3和压电压阻复合薄膜传感器4均设置在床垫体2上，通过信号线连接控制盒1，所述控制盒1设置在床垫体2的床头角落处，所述布套用于将床垫体2、压阻薄膜传感器3、压电压阻复合薄膜传感器4和控制盒1封装成一体。

其中，所述床垫体2上设有缝纫线，用于隔离各个传感器；所述床垫体2内部设有信号线通道；所述床垫体2角落设有控制盒1安装槽。

其中，所述控制盒1内集成有STM32单片机1、STM32单片机2、A/D转换电路以及USR-C322 WIFI模块；所述A/D转换电路连接STM32单片机1和压电压阻复合薄膜传感器4，用于完成压电压阻复合薄膜传感器4电信号的采集、处理工作。传感器信号进入该电路后，首先是通过运算放大器做滤波和信号放大处理，然后利用AD7190模数转换器将传感器处理后的电压信号转换成数字信号，最后将ADC转换的数字信号传送到单片机进行处理；所述STM32单片机2分别连接STM32单片机1和USR-C322 WIFI模块。

其中，STM32单片机1主要是用于将ADC转换得到的数字信号进行计算处理得出心率、呼吸率结果以及计算出压阻薄膜传感器3压力标志，并将计算得到的心率、呼吸率以及压力标志通过串口传送给单片机2进行下一步处理。

其中，STM32单片机2主要是用于将单片机1发送过来的心率、呼吸率计算结果做缓存处理，然后配合压力标志计算得出在人体在床上的状态标志，再将计算所得状态标志以及心率、呼吸率通过串口发送给通信模块；STM32单片机2还用于WIFI模块的配网操作以及处理来自服务器发送个单片机2的数据。

其中，USR-C322 WIFI模块连接互联网，将单片机2计算所得状态标志以及心率、呼吸率数据转发到服务器，同时还要接收来自服务器发送个单片机2的数据。

其中，所述床垫体2上设有一个压电压阻复合薄膜传感器4和多个压阻薄膜传感器3；所述压电压阻复合薄膜传感器4和压阻薄膜传感器3形状均为矩形，其长边小于床垫短边，且与床垫短边平行分布；所述压电压阻复合薄膜传感器4设置在靠近床头的位置。

其中，还包括供电单元，所述供电单元包括5V的电源适配器、直流转换器、稳压器和线性稳压器；所述电源适配器提供电源，电流依次经过直流转换器、稳压器和线性稳压器进行降压获得需要的电压，然后再输送到各个单元电路。

本系统主要是利用压电压阻复合薄膜传感器4在受到拉伸或弯曲时，其上下电极表面之间就会产生一个电信号的特性来检测人体的振动信号，然后传感器产生电信号通过A/D转换单元得到数字信号，该数字信号在单片机内通过一系列的算法得出心率和呼吸率的计算结果，同时结合压阻薄膜传感器3采集人体在床上的压力分布情况分析出人体的在床上的睡眠姿势；此外整个系统可以通过WIFI模块连接互联网与服务器进行数据交换。

本发明通过结合压电薄膜传感器和压阻薄膜传感器的优缺点，形成一个全新的测量系统，既解决了只使用压电薄膜传感器采集震动信号而导致的数据误判，又避免了仅采用压阻薄膜传感器只判断承压而无法分辨是否为活物而导致的分析错误；通过全床垫内置特殊形状的薄膜传感器和科学布局薄膜传感器的方式提高采集数据的准确度和可信度。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。