[发明专利]基于NB‑IoT的可穿戴式监护设备

说明书

技术领域

本发明属于智能可穿戴设备领域，具体涉及一种基于NB-IoT的可穿戴式监护设备。

背景技术

世界各国正面临着人口老龄化引发的全球老年慢性疾病急剧增加这一严峻挑战，到2050年我国老龄化人群将达到总人口的30%，不仅给家庭，也给社会带来了一定的压力。伴随着互联网、传感器、无线通信等技术的飞速发展，可穿戴式设备在医疗健康领域发挥了重要的作用，展现出了诸多价值和潜力，综合利用云服务器、嵌入式、无线感知等新一代技术，通过对生命体征采集，实时监测老年人及慢性疾病患者的健康状况，遇到紧急情况警报，对突发症状进行及时救助，能有效降低重大疾病造成的危害。

发明内容

本发明的目的在于针对现状，设计一种基于NB-IoT（Narrow Band Internet of Things，即窄带蜂窝物联网）的可穿戴式监护设备，采集用户的健康参数，通过NB-IoT将数据传输至附件的NB-IoT基站，存储在服务中心，服务中心对数据进行分析处理，出现异常或者恶化时，及时救助。一方面实现对老年人及慢性病患者生命体征实时连续的监测，出现异常时发出警报；另一方面实现对健康人群的远程监护，发现疾病的早期症状，达到对潜在疾病的早期预防与保健。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下。

基于NB-IoT的可穿戴式监护设备，由可穿戴式设备、服务中心、监控平台三个部分组成。所述的可穿戴式设备实现对用户的血压、体温、心电、心率、运动及睡眠的不间断的采集，通过NB-IoT模块传输至附近的NB-IoT基站，存储在后台服务中心；所述的服务中心接收可穿戴式设备的数据后进行解析、处理、存储；所述的监控平台用于实现对生理数据的监控。

特别的，所述的可穿戴式设备包括MCU、NB-IoT模块、传感器、语音模块、GPS、报警模块及电源模块。

特别的，所述的MCU选用ARM Cortex-M4处理器内核的STM32L4，具有卓越的性能和能效源优势，功耗低、性能强、尺寸小，是可穿戴式设备的理想微控制器。

特别的，所述的NB-IoT模块选用基于NB-IoT技术的通讯模组，具有低功耗、低成本、具备广域传输、海量介入、支持大量节点、支持重传机制、快速、可靠、安全的特征，能够适用于各种环境。

特别的，所述的传感器实现对血压、体温、心电、心率、运动及睡眠的监测。

特别的，所述的血压监测选用血压传感器BP300T芯片，配有气囊袖带，精度高、体积小、稳定性高。通过气管与袖带相连的BP300T 芯片对袖带的压力进行采样，经过放大、滤波，MCU通过串口读取血压数值并对数据进行解析，通过NB-IoT模块传输至后台服务器中。

特别的，所述的体温监测选用DS18B20数字温度传感器，采用单总线、集成芯片技术，直接把采集到的温度转换成数字信号进行存储，体积小、功耗低、精度高，不易受到干扰。

特别的，所述的心电监测选用BMD101心电信号采集芯片，功耗低、体积小、成本低，采集到的心电信号经过放大、滤波、模/数转换后，通过串口输出心电数字信号到MCU中。

特别的，所述的心率监测选用SON7015心率传感器，内部集成了低噪声的前置放大器，在心脏波动时通过测量动脉血管的微小变化而引起的反射光强度变化，获得微弱的心率信号，经过放大、降噪处理后的，即可得到心率信号。

特别的，所述的运动和睡眠的监测选用三轴加速度传感器MPU6050，利用X、Y、Z三个方向的加速度检测不同运动状态，配合内置的陀螺仪，综合利用GPS定位，针对运动的统计量给出健康提醒。通过加速度计、陀螺仪和光电传感器，达到对睡眠质量的监控。

特别的，所述的报警模块用于实现一键求助功能。当用户在四周无人的情况下，感到身体异常不适需要紧急救援时，按下警报按钮，通过NB-IoT将警报信息及GPS导航卫星获取到的位置信息发送至急救中心及监护人，医疗机构及时出动救护人员，处理危险情况，确保用户能够在最短时间内得到及时、高效的救治。

特别的，所述的服务中心由云服务器、数据中心、监护服务器和急救中心组成，由可穿戴式设备完成数据采集，通过NB-IoT发送至服务中心，分析用户的健康状况或者用户某段时间内的生理情况，以曲线、表格、图表、评估报表形式实时显示，方便监护人及医护人员直观地了解用户的健康状况。

特别的，所述的云服务器用于存储海量的体征数据及历史过往数据。