[发明专利]基于人种检测的人员生理状态预警装置

权利要求书

1.一种基于人种检测的人员生理状态预警装置，所述预警装置包括血糖监控子装置、血氧监控子装置、人种检测子装置和MSP430单片机，所述血糖监控子装置基于所述人种检测子装置的检测结果对被测人员血糖参数进行提取，所述血氧监控子装置基于所述人种检测子装置的检测结果对被测人员血氧饱和度进行监控，所述MSP430单片机基于所述血糖监控子装置和所述血氧监控子装置的监控结果对被测人员的生理状态进行预警。

2.如权利要求1所述的基于人种检测的人员生理状态预警装置，其特征在于，所述预警装置包括：

图像采集设备，用于对被测人员面部进行拍摄，以获得被测人员面部图像；

对比度增强设备，与所述图像采集设备连接，用于接收所述被测人员面部图像并对其进行对比度增强处理，以获得增强图像；

中值滤波设备，与所述对比度增强设备连接，用于对所述增强图像执行像素窗口5×5的中值滤波，以滤除所述增强图像中的点噪声，获得中值滤波图像；

低通滤波设备，与所述中值滤波设备连接，用于去除所述中值滤波图像中的随机噪声，获得低通滤波图像；

同态滤波设备，与所述低通滤波设备连接，用于对所述低通滤波图像执行压缩亮度范围处理，以获得同态滤波图像；

特征提取设备，与所述同态滤波设备连接，包括图像分割子设备和特征向量识别子设备，所述图像分割子设备用于将所述同态滤波图像中的面部目标从拍摄背景处识别并分割出来以获得面部子图像；所述特征向量识别子设备与所述图像分割子设备连接，基于所述面部子图像确定被测人员面部的8个几何特征：欧拉孔数、圆度、角点数、凸凹度、光滑度、长径比、紧密度和主轴角度，并将所述8个几何特征组成特征向量；

人种识别设备，与所述特征提取设备连接，采用8输入4输出的单隐层BP神经网络，以被测人员面部的8个几何特征作为输入层神经元，输出层为被测人员的人种类型，所述被测人员的人种类型为白色人种、黄色人种、棕色人种和黑色人种四种类型中的一种；

移动硬盘，用于预先存储人种生理参数对照表，所述人种生理参数对照表保存了白色人种、黄色人种、棕色人种和黑色人种四种类型中的每一种类型对应的基准脉搏范围、基准窦性心率范围、基准PR间隔范围、基准QT间期范围、基准血糖上限浓度、基准血糖下限浓度、基准血氧饱和度上限浓度和基准血氧饱和度下限浓度；

直接数字频率合成器，用于产生频率和相位能够调整的正弦波信号以作为射频频率源用作混频使用；

脉冲序列发生器，用于产生脉冲序列；

混频器，与所述直接数字频率合成器和所述脉冲序列发生器分别连接，采用脉冲序列对正弦波信号进行混频调制；

功率放大器，与所述混频器连接，用于将混频调制后的信号进行放大；

开关电源，用作探头与功率放大器之间的接口电路，将放大后的信号加载到探头的射频收发线圈中；

钕铁硼永磁型磁体结构，在容纳被测人员手指的空间内产生一个场强均匀的静态磁场；

探头，放置在被测人员手指位置，缠绕射频收发线圈以将加载的信号送入所述钕铁硼永磁型磁体结构内，产生核磁共振现象，还用于将经过被测人员手指内氢质子共振后获得的衰减信号送出；

近红外光发射器，设置在被测人员手指指尖毛细血管位置，与光源驱动电路连接，用于基于光源驱动电路发送的发光控制信号，发射近红外光；

光源驱动电路，与所述近红外光发射器连接，用于向所述近红外光发射器发送发光控制信号；

近红外光接收器，设置在被测人员手指指尖上，位于所述发光二极管的相对位置，用于接收透射被测人员手指指尖毛细血管后的近红外光；

参数提取设备，与所述近红外光发射器和所述近红外光接收器分别连接，基于发射的近红外光与透射的近红外光的光线衰减程度，计算被测人员血液中的氧合血红蛋白含量和还原血红蛋白含量；

MSP430单片机，与所述探头连接，接收所述衰减信号，分析所述衰减信号的谱线，并计算其中葡萄糖所占比例，从而获取被测人员的血糖浓度，所述MSP430单片机还与与所述参数提取设备连接，基于氧合血红蛋白含量和还原血红蛋白含量计算被测人员的血氧饱和度；

其中，所述MSP430单片机当所述血糖浓度在预设血糖上限浓度时，发出血糖浓度过高识别信号，当所述血糖浓度在预设血糖下限浓度时，发出血糖浓度过低识别信号；当所述血氧饱和度在预设血氧饱和度上限浓度时，发出血氧饱和度过高识别信号，当所述血氧饱和度在预设血氧饱和度下限浓度时，发出血氧饱和度过低识别信号；

其中，MSP430单片机还与人种识别设备和移动硬盘分别连接，基于人种识别设备输出的被测人员的人种类型在所述人种生理参数对照表中确定基准脉搏范围、基准窦性心率范围、基准PR间隔范围、基准QT间期范围、基准血糖上限浓度、基准血糖下限浓度、基准血氧饱和度上限浓度和基准血氧饱和度下限浓度，并作为预设脉搏范围、预设窦性心率范围、预设PR间隔范围、预设QT间期范围、预设血糖上限浓度、预设血糖下限浓度、预设血氧饱和度上限浓度和预设血氧饱和度下限浓度。