[發(fā)明專利]一種動物生理信息及狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)、裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910095417.3
• 申請日: 2019-01-30
• 公開（公告）號: CN109745017B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 方震;何光強(qiáng);白忠瑞;趙榮建;劉韋;陳賢祥;杜利東;趙湛
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院電子學(xué)研究所
• 主分類號: A61B5/01
• 分類號: A61B5/01;A61B5/11;A61B5/0205
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 任巖

1.一種動物生理信息及狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測裝置，包括傳感器前端，電路解析模塊以及監(jiān)測平臺，其中，

所述的傳感器前端，配置為固定于動物身體上，用于獲取動物生理信息及狀態(tài)參數(shù)，其中，所述的傳感器前端包括壓電片、加速度傳感器和高度計(jì)，所述的壓電片用于獲取動物的心率和呼吸，所述的加速度傳感器用于獲取動物的運(yùn)動狀態(tài)，所述的高度計(jì)用于獲取動物高度的變化；

所述的電路解析模塊與傳感器前端采用電連接方式，將傳感器信號轉(zhuǎn)為電信號進(jìn)行處理后并發(fā)送；

所述的監(jiān)測平臺包括一臺或一組服務(wù)器，用于接收電路解析模塊處理后的數(shù)據(jù)并通過貝葉斯網(wǎng)絡(luò)處理得出動物健康狀況狀態(tài)，其中，所述貝葉斯網(wǎng)絡(luò)處理包括訓(xùn)練階段和預(yù)測階段，所述訓(xùn)練階段獲得動物健康狀況的概率分布P(X|W)，P(W)，P(X)，所述預(yù)測階段依據(jù)概率公式P(W|X)=P(X|W)P(W)/P(X)實(shí)現(xiàn)基于動物生理信息的健康狀況概率估計(jì)，得出各健康狀況的概率值，其次對結(jié)果進(jìn)行評估，在評估準(zhǔn)確的情況下，將相關(guān)的數(shù)據(jù)及健康狀況類別當(dāng)做一個樣本加入樣本數(shù)據(jù)庫，并依據(jù)此樣本數(shù)據(jù)庫更新概率分布P(X|W)，P(W)，P(X)，下一次健康狀況分類采用新的概率分布實(shí)現(xiàn)預(yù)測；

其中，所述的傳感器前端和電路解析模塊放置于外殼中，該外殼采用一個中間鏤空的圓柱體結(jié)構(gòu)；所述的電路解析模塊包括第一電路模塊和微處理器，所述的第一電路模塊與壓電片采用電連接方式，所述壓電片感受振動并轉(zhuǎn)換為電荷信號，通過所述第一電路模塊的電荷放大電路和數(shù)模轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)振動信號轉(zhuǎn)化為電壓信號，所述的微處理器接收所述第一電路模塊的電壓信號，并采用小波變換對所述第一電路模塊的電壓信號進(jìn)行解混，以提取出動物的心率和呼吸，小波變換采用morlet小波函數(shù)分解出一組小波系數(shù)值，并構(gòu)建時(shí)頻能量譜，將能量小于預(yù)設(shè)閾值的小波系數(shù)置零，并選擇預(yù)設(shè)頻帶范圍內(nèi)的小波系數(shù)重構(gòu)出心率信號，由原始振動信號和心率信號的差值獲取呼吸信號，以及從所述心率信號提取逐個心跳包絡(luò)的最高峰值，計(jì)算心率值，從所述呼吸信號提取逐個呼吸峰值，計(jì)算呼吸值；所述微處理器還用于實(shí)現(xiàn)速度計(jì)算和高度計(jì)算，其中，速度計(jì)算用于提取步頻信息，包括：基于三軸加速度值ax，ay，az，得到步伐的綜合加速度信號a=，依據(jù)此加速度信號波形提取步頻信息，高度計(jì)算用于提取姿勢信息，包括：結(jié)合用于反映動物高度變化的氣壓值和用于反映動物的休息或者運(yùn)動狀態(tài)的三軸加速度值監(jiān)測動物姿勢的變化。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述外殼的材料為柔性材料。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的傳感器前端包括溫度傳感器，其中，

所述的溫度傳感器用于獲取動物的體表溫度。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述的電路解析模塊還包括第二電路模塊、第三電路模塊和通信模塊，其中，

所述的第二電路模塊和溫度傳感器通過電連接的方式，用于將溫度轉(zhuǎn)化為電壓信號；

所述的第三電路模塊和加速度傳感器、高度計(jì)分別采用電連接方式，分別獲取三軸的加速度值和高度值并轉(zhuǎn)化為電壓信號；

所述的微處理器還用于接收并處理所述第二電路模塊和第三電路模塊傳輸?shù)碾妷盒盘枺?/p>

所述的通信模塊用于將微處理器處理過的數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)測平臺。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述的通信模塊是無線傳輸裝置。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述的監(jiān)測平臺用于與所述通信模塊，和/或終端設(shè)備進(jìn)行通信。

7.一種動物生理信息及狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)，包括：

權(quán)利要求1-6任一所述的動物生理信息及狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測裝置；

終端設(shè)備，用于接收監(jiān)測平臺的處理數(shù)據(jù)。