[發明專利]一種可用于人體生理參數測量的智能椅

有效

• 申請號: 201110203422.5
• 申請日: 2011-07-20
• 公開（公告）號: CN102334984A
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發明（設計）人: 李平;陸文娟;李健威;趙浩
• 申請（專利權）人: 上海波匯通信科技有限公司
• 主分類號: A61B5/0205
• 分類號: A61B5/0205;G01G19/52
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 周濤

技術領域

本發明涉及到光纖光柵傳感領域，具體地說，是涉及到一種基于光纖光柵傳感器的用于監測人體健康狀況的智能椅。

背景技術

光纖傳感技術是在20世紀70年代伴隨光纖通信技術的發展而迅速發展起來的，它是一種以光波為載體，光纖為媒質，感知和傳輸外界被測量信號的一種新型傳感技術。這些光纖傳感器根據作用范圍又可以分為三類：點式傳感器（如光纖微彎傳感器、光纖Fabry-Perot傳感器、光纖Bragg光柵傳感器等），積分傳感器（如光纖Michelson干涉儀和光纖Mach-Zehnder干涉儀），分布式傳感器（如利用布里淵散射效應制成的應力、溫度分布式傳感器）。作為點式傳感器的一種，光纖光柵在傳感領域的應用已經得到世界范圍內的廣泛重視，其具有其它傳統電傳感器無可比擬的優點，主要是：抗電磁干擾、耐腐蝕、測量范圍寬、便于復用成網、小型化和維護成本低等。

目前，光纖光柵傳感器主要用于建筑物和橋梁的健康監測和安全監控。用于結構監測的傳統的應變電監測裝置需要采用電纜來傳遞電源和輸出信號，所需的電纜數目較大，且無法將其直埋入建筑結構內部，所以在實現長期實時監測方面具有很大的局限性，而光纖光柵傳感器經過封裝以后既可以貼在結構的表面，也可以直埋入結構中對結構進行實時監測。此外，其易構成高性能、低成本的傳感陣列，在結構監測應用工程中具有巨大市場潛力。

隨著經濟的快速發展，人們的生活節奏越來越快，生活和工作上的壓力使得人們很少有時間去鍛煉身體，久而久之，會導致身體素質變差，一些疾病就容易發生。目前市場上，對能夠監測人體健康狀況（如呼吸頻率、心率和體重等生理參數的監測）的家用和辦公用醫療保健產品的需求量相當大。然而，將光纖光柵傳感器用于醫療保健方面的實踐卻很少。

發明內容

本發明的目的是提供一種能夠用于人體生理參數如心跳頻率、呼吸頻率以及體重的測量監控的智能椅。本發明的智能椅要能夠用來監測人體的心率、呼吸頻率和體重等生理參數，可對人體的健康狀況進行非介入式的實時監測、并能自動地根據所監測到的數據決定是否發出健康預警信號。

為了達到上述發明目的，本發明提供的技術方案如下：

一種可用于人體生理參數測量的智能椅，所述的智能椅包括有椅座、連接在椅座上的椅背、用于支撐椅座的支撐桿和連接支撐桿的支撐底座，其特征在于，所述的椅背上有光纖光柵應變傳感器，所述椅座上設有一個光纖光柵應變傳感器，所有光纖光柵應變傳感器通過一根光纖串聯連接，由椅座位置處引出的光纖連接有光電模塊和數據處理模塊。

在本發明的用于人體生理參數測量的智能椅中，作為一種優化設計方案，所述的椅背上設置兩個光纖光柵應變傳感器，兩個光纖光柵應變傳感器對稱于椅背的中心線布置，所述椅座的中心位置處設有一個光纖光柵應變傳感器，三個光纖光柵應變傳感器通過同一根光纖串聯連接。

在本發明的用于人體生理參數測量的智能椅中，作為一種進一步的優化設計方案，在所述的椅背上靠近每個光纖光柵應變傳感器處均設有光纖光柵溫度傳感器，在所述的椅座上靠近光纖光柵應變傳感器處亦設有光纖光柵溫度傳感器。

在本發明的用于人體生理參數測量的智能椅中，所述的數據處理模塊位于一個監控主機內，該監控主機還連接有一個綜合結果顯示及報警平臺。

在本發明的用于人體生理參數測量的智能椅中，所述的數據處理模塊內的數據依次經過有頻移量計算單元、小波去噪單元、模式識別單元、光纖光柵應變傳感器溫度補償單元、心率和呼吸頻率計算單元、體重計算單元、信息存儲和比較單元，輸出結果至綜合結果顯示及報警平臺。

在本發明的用于人體生理參數測量的智能椅中，所述的頻移量計算單元將受溫度、應變作用后的光纖光柵傳感器的反射光的中心波長與標定的反射光中心波長比較作差，得到反射光中心波長的偏移量；小波去噪單元去除上述處理后數據中的無關信號；模式識別單元區分出心跳、呼吸和體重信號；光纖光柵應變傳感器溫度補償單元把溫度在光纖光柵應變傳感器上產生的反射光中心波長的偏移量去除，只留下應變的作用效應；心率和呼吸頻率計算單元計算出心率和呼吸頻率；體重計算單元計算出體重；信息存儲和比較單元中設置有各個年齡段、不同性別的正常人的心跳頻率、呼吸頻率和體重的正常范圍閾值，計算出的心跳頻率、呼吸頻率和體重與上述閾值比較后輸出比較結果信號，若處于閾值內則輸出正常信號至綜合結果顯示及報警平臺，若超出閾值則輸出報警信號至綜合結果顯示及報警平臺。

基于上述技術方案，本發明的用于人體生理參數測量的智能椅在應用中具有如下技術優點：