[发明专利]测量人体体征信息的智能鞋及体征测量方法、压电方法

权利要求书

1.测量人体体征信息的智能鞋，包括鞋体，鞋体内设有鞋垫；其特征在于：鞋垫与鞋底之间设有填充层，填充层与鞋垫之间设有压电电缆传感器层，填充层内设有主控电路及锂电池；压电电缆传感器层内设有复合压电传感电缆传感器，复合压电传感电缆传感器的信号输出端与主控电路的信号接收端相连，复合压电传感电缆传感器走线盘绕成S状的矩形，主控电路由锂电池供电，填充层上设有给锂电池供电的外接充电口；主控电路将得到的复合压电传感电缆传感器信号通过通信模块向用户端传输测量信息。

2.根据权利要求1所述的测量人体体征信息的智能鞋，其特征在于：所述的复合压电传感电缆传感器与热电偶阵列相连；热电偶阵列分别接入锂电池端及若干个发光二极管；复合压电传感电缆传感器将温度差由热电偶阵列进行热电偶合转化为电压从而为锂电池及发光二极管进行供电；热电偶阵列为电压串联结构；热电偶阵列由镍铬合金材料制成。

3.根据权利要求1或2所述的测量人体体征信息的智能鞋，其特征在于：所述的复合压电传感电缆传感器由第一绝缘层，第一柔性电极层，压电材料层，第二柔性电极层，第二绝缘层组成；复合压电传感电缆传感器成圆柱形状；其圆心部设有第一绝缘层，第一绝缘层的外侧包裹第一柔性电极层，第一柔性电极层的外侧包裹压电材料层；压电材料层外侧包裹第二柔性电极层，第二柔性电极层的外侧包裹第二绝缘层；

所述第一绝缘层中引出若干根第一绝缘层冷导线；第二绝缘层中引出若干根第二绝缘层热导线；第一绝缘层冷导线分别从热电偶阵列的冷端接入；第二绝缘层热导线分别从热电偶阵列的热端接入；

所述第一柔性电极层与第二柔性电极层分别引出第一电极导线及第二电极导线；第一电极导线及第二电极导线分别与主控电路相连。

4.根据权利要求1所述的测量人体体征信息的智能鞋，其特征在于：所述的压电电缆传感器层与鞋垫之间设有保护层；锂电池与主控电路外侧设有金属外壳体；金属外壳体上设有壳体外接口；壳体外接口用于引出将锂电池与主控电路的导线。

5.根据权利要求1或2所述的测量人体体征信息的智能鞋，其特征在于：所述的主控电路包括主控芯片、信号调理电路、外围电路、电源模块；主控芯片与外围电路双向连接；电源模块与主控芯片、信号调理电路与外围电路相连；信号调理电路的接出端与主控芯片的信号接入端相连；所述外围电路为仪表放大器电路；所述的热电偶阵列转化后的电压通过仪表放大器电路相连将电能存储于锂电池或供给发光二极管。

6.根据权利要求1所述的测量人体体征信息的智能鞋，其特征在于，所述的通信模块由蓝牙接收器与蓝牙发送器组成；所述的蓝牙接收器为用户手机蓝牙端，所述的蓝牙发送器为主控电路中的蓝牙发送模块。

7.根据权利要求3所述的测量人体体征信息的智能鞋，其特征在于，所述的第一绝缘层为环氧树脂材料制成；

所述的第一柔性电极层为石墨烯材料制成；

所述的压电材料层采用PVDF薄膜；

所述的第二柔性电极层为石墨烯材料制成；

所述的第二绝缘层采用六方氮化硼薄膜。

8.根据权利要求1至7所述的测量人体体征信息的智能鞋的测量方法，其特征在于，步骤如下：

步骤一、用户穿戴鞋体后，主控电路从复合压电传感电缆传感器得到体征信号，并根据信号的大小判断用户为站立状态或行走状态或跑步状态；

步骤二、如果信号较小则反映用户处于静止状态，通过压电电缆传感器采集生理信号，然后利用软硬件过滤干扰信号，测量出人体的心率、呼吸率及体动值；

步骤三、如果信号较大则反映用户处于跑步状态，通过压电电缆传感器采集体动信号，并通过信号调理电路处理，获得跑步时的步数；

步骤四、通过通信模块将步骤二、步骤三测量得到的心率、呼吸率、体动值、步数信息与正常值进行比对并传输至用户端，

步骤五、在步骤四中用户选择后停止运动后，10分钟后重新测量生理信号，持续时间为5分钟，再与正常值进行比对，确认身体是否有异常情况；如仍然异常，则停止跑步。