[发明专利]基于石墨烯柔性传感器的人体生理信息数据背心及制作方法

说明书

技术领域

本发明属于大数据健康监控中的可穿戴式设备领域，涉及一种基于石墨烯柔性传感器的人体生理信息数据背心及制作方法。

背景技术

虽然近年来我国的人民生活水平得到了较大提升，但是在中国的人口中，缺乏基本的自我保健意识、缺乏基本的医疗知识的人口比例依然较高。一些慢性病(如：糖尿病，肝炎，风湿和半身不遂等)和突发疾病(如：卒中，急性肾功能衰竭，脑中风等)的发生依然严重地影响着我国人民的生活质量和国家劳动力供应的稳定性；这也极大的消耗国家宝贵的医疗资源和医疗保险基金的使用。

伴随着大数据和物联网技术的迅猛发展，通过智能传感器把用户的生命体征数据进行长期的采集与监控，这将为根据用户的数据判定用户的健康情况提供了可能。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于石墨烯柔性传感器的人体生理信息数据背心及制作方法，解决了传统数据背心不易佩戴，使用舒适度差的问题；也解决了用户长时间佩戴和使用数据背心所带来的皮肤瘙痒甚至溃烂的问题，提供了一种体积小巧，易于排除用户的汗液，皮肤舒适感高，抑制细菌生长，不易老化的新型生理信息数据背心。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

基于石墨烯柔性传感器的人体生理信息数据背心，包含背心主体，还包含主机、体温传感器、心电传感器和心率、呼吸传感器，所述主机设置在所述背心主体上；

所述体温传感器设置在所述背心主体的腋下位置；

所述心电传感器设置在所述背心主体胸前；

所述心率、呼吸传感器设置于所述背心主体的胸口位置；

所述体温传感器、心电传感器和心率、呼吸传感器均连接至所述主机；

所述主机用于给所述体温传感器、心电传感器和心率、呼吸传感器提供电源以及将体温传感器、心电传感器和心率、呼吸传感器采集的数据进行处理后与终端进行无线通讯。

进一步，所述背心主体由弹性布料缝制。

进一步，所述心率、呼吸传感器为石墨烯应力应变传感器。

进一步，所述心电传感器数量为6，所述心电传感器由碳复合材料柔性电极和固定在织物中的金属电极片构成，所述碳复合材料柔性电极是由石墨烯，碳黑，固化剂与PDMS组成。

进一步，所述体温传感器、心电传感器和心率、呼吸传感器与主机之间的连接电路通过布料纤维固定在所述背心主体上。

进一步，所述主机包含电源、分析处理电路和通讯模块Ⅰ，所述分析处理模块用于处理来自所述体温传感器、心电传感器和心率、呼吸传感器的数据信息，将数据信息传输至所述通讯模块，所述通讯模块将数据信息无线传输至终端。

进一步，所述终端包含移动控制端、分析控制APP和通讯模块Ⅱ，所述通讯模块Ⅱ接收来自所述通讯模块Ⅰ的数据信息，并将数据信息传输至所述移动控制端，所述移动控制端将数据信息进行整理并将数据信息传输至所述分析控制APP，所述分析控制APP结合所接收到的数据信息，对用户的健康状态进行评估。

基于石墨烯柔性传感器的人体生理信息数据背心的制作方法，包含如下步骤：

S1：根据传感器的采集位置将信号传输线固定在数据背心布料中；

S2：将金属电极放置在预置的位置上；

S3：将石墨烯和碳黑进行配比，然后溶解到PDMS中，最后在溶液中添加固化剂制成液态浆料；

S4：把液态浆料使用刮浆板均匀印刷在以铜片电极为中心的背心主体面料内外两侧；

S5：对液态浆料进行加热，使得液态浆料固化成型；

S6：取下印刷制具，并检查铜片和碳复合柔性材料是否固定在背心主体上。

进一步，步骤S3中，石墨烯和碳黑的比例为2:1，溶解到PDMS中的石墨烯和碳黑的比例为3％～5％，添加固化剂的比例为10：1。

进一步，步骤S5中，对液态浆料加热温度为80℃。

本发明的有益效果在于：本发明的基于碳复合材料印刷传感器的人体生理信息数据背心的有益效果在于：在居家环境或者办公环境下，用户长时间使用和佩戴不易出现皮肤过敏，化脓和感染的情况，具有良好的皮肤触感，能够较好的抑制细菌生长，不易老化，便于维护等优点，适用于在复杂环境下长时间佩戴。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1是本发明数据背心的系统框图；

图2是本发明数据背心的系统设计示意图；

图3是本发明数据背心的石墨烯温度传感器示意图；