[实用新型]一种智能椅

说明书

技术领域

本实用新型涉及到光纤光栅传感领域，具体地说，是涉及到一种基于光纤光栅传感器的用于监测人体健康状况的智能椅。

背景技术

光纤传感技术是在20世纪70年代伴随光纤通信技术的发展而迅速发展起来的，它是一种以光波为载体，光纤为媒质，感知和传输外界被测量信号的一种新型传感技术。这些光纤传感器根据作用范围又可以分为三类：点式传感器（如光纤微弯传感器、光纤Fabry-Perot传感器、光纤Bragg光栅传感器等），积分传感器（如光纤Michelson干涉仪和光纤Mach-Zehnder干涉仪），分布式传感器（如利用布里渊散射效应制成的应力、温度分布式传感器）。作为点式传感器的一种，光纤光栅在传感领域的应用已经得到世界范围内的广泛重视，其具有其它传统电传感器无可比拟的优点，主要是：抗电磁干扰、耐腐蚀、测量范围宽、便于复用成网、小型化和维护成本低等。

目前，光纤光栅传感器主要用于建筑物和桥梁的健康监测和安全监控。用于结构监测的传统的应变电监测装置需要采用电缆来传递电源和输出信号，所需的电缆数目较大，且无法将其直埋入建筑结构内部，所以在实现长期实时监测方面具有很大的局限性，而光纤光栅传感器经过封装以后既可以贴在结构的表面，也可以直埋入结构中对结构进行实时监测。此外，其易构成高性能、低成本的传感阵列，在结构监测应用工程中具有巨大市场潜力。

随着经济的快速发展，人们的生活节奏越来越快，生活和工作上的压力使得人们很少有时间去锻炼身体，久而久之，会导致身体素质变差，一些疾病就容易发生。目前市场上，对能够监测人体健康状况（如呼吸频率、心率和体重等生理参数的监测）的家用和办公用医疗保健产品的需求量相当大。然而，将光纤光栅传感器用于医疗保健方面的实践却很少。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能够用于人体生理参数如心跳频率、呼吸频率以及体重的测量监控的智能椅。本实用新型的智能椅要能够用来监测人体的心率、呼吸频率和体重等生理参数，可对人体的健康状况进行非介入式的实时监测、并能自动地根据所监测到的数据决定是否发出健康预警信号。

为了达到上述发明目的，本实用新型提供的技术方案如下：

一种可用于人体生理参数测量的智能椅，所述的智能椅包括有椅座、连接在椅座上的椅背、用于支撑椅座的支撑杆和连接支撑杆的支撑底座，其特征在于，所述的椅背上有光纤光栅应变传感器，所述椅座上设有一个光纤光栅应变传感器，所有光纤光栅应变传感器通过一根光纤串联连接，由椅座位置处引出的光纤连接有光电模块和数据处理模块。

在本实用新型的用于人体生理参数测量的智能椅中，作为一种优化设计方案，所述的椅背上设置两个光纤光栅应变传感器，两个光纤光栅应变传感器对称于椅背的中心线布置，所述椅座的中心位置处设有一个光纤光栅应变传感器，三个光纤光栅应变传感器通过同一根光纤串联连接。

在本实用新型的用于人体生理参数测量的智能椅中，作为一种进一步的优化设计方案，在所述的椅背上靠近每个光纤光栅应变传感器处均设有光纤光栅温度传感器，在所述的椅座上靠近光纤光栅应变传感器处亦设有光纤光栅温度传感器。

在本实用新型的用于人体生理参数测量的智能椅中，所述的数据处理模块位于一个监控主机内，该监控主机还连接有一个综合结果显示及报警平台。

在本实用新型的用于人体生理参数测量的智能椅中，所述的数据处理模块内的数据依次经过有频移量计算单元、小波去噪单元、模式识别单元、光纤光栅应变传感器温度补偿单元、心率和呼吸频率计算单元、体重计算单元、信息存储和比较单元，输出结果至综合结果显示及报警平台。

在本实用新型的用于人体生理参数测量的智能椅中，所述的频移量计算单元将受温度、应变作用后的光纤光栅传感器的反射光的中心波长与标定的反射光中心波长比较作差，得到反射光中心波长的偏移量；小波去噪单元去除上述处理后数据中的无关信号；模式识别单元区分出心跳、呼吸和体重信号；光纤光栅应变传感器温度补偿单元把温度在光纤光栅应变传感器上产生的反射光中心波长的偏移量去除，只留下应变的作用效应；心率和呼吸频率计算单元计算出心率和呼吸频率；体重计算单元计算出体重；信息存储和比较单元中设置有各个年龄段、不同性别的正常人的心跳频率、呼吸频率和体重的正常范围阈值，计算出的心跳频率、呼吸频率和体重与上述阈值比较后输出比较结果信号，若处于阈值内则输出正常信号至综合结果显示及报警平台，若超出阈值则输出报警信号至综合结果显示及报警平台。

基于上述技术方案，本实用新型的用于人体生理参数测量的智能椅在应用中具有如下技术优点：