一种基于红外传感器的呼吸监测系统的制作方法

1.本发明涉及睡眠监测技术领域，具体为一种基于红外传感器的呼吸监测系统。


背景技术：

2.据统计，人的一生有1/3的时间是在睡眠中度过的，因此，健康的睡眠对于人的健康至关重要。睡眠中可能发生各种睡眠呼吸障碍如呼吸暂停、低通气等。
3.睡眠呼吸暂停综合征(sleep apnea syndrome，sas))是一种由于某些原因而导致上呼吸道阻塞，睡眠时有呼吸暂停，伴有缺氧、鼾声、白天嗜睡等症状的一种较复杂的疾病。它不仅影响人们的睡眠质量，还是引起高血压、心脑血管疾病等疾病的诱因，对人的健康危害极大，已成为影响当代人躯体健康与精神状态的重要因素，患呼吸睡眠障碍，继发慢性病的比例很大。
4.sas发病率高，危害性极大，不仅降低生活质量，而且还可能导致多种严重影响健康与寿命的疾病的发生，据文献报告，目前全国有打鼾症状的患者大约占10％左右，其中大约有3％至4％的人患有呼吸睡眠障碍症状。在呼吸睡眠障碍中，睡眠呼吸暂停症患者中48％～96％合并有高血压，打鼾患者中脑血管病的发病率比不打鼾患者高出2-10倍。目前，睡眠呼吸障碍还有年轻化的趋势，而临床上，因为工作压力大，生活不规律，年龄最小的患者只有26岁，就已有冠心病等心血管疾病。因此，对睡眠呼吸暂停综合征的预防、诊断和治疗受到了广泛的重视。
5.目前使用的国际公认的睡眠疾病的诊断标准是多导睡眠分析系统，由主机、显示器、放大器、采集盒、eeg/ecg/eog/emg传感器、胸腹运动传感器、热敏气流传感器、血氧传感器、鼾声传感器、体位传感器、信号电缆、隔离电源等组成。但是，以上的睡眠监测系统存在：
①
需要和患者身体接触式测量，会使患者感到不适，影响睡眠，造成和实际睡眠结构有误差；
②
在患者已经感觉到有明显的睡眠障碍病理变化时使用，不能做到早期预防；
③
对于部分特殊人群(如烧伤、烫伤、传染病等患者)，无法使用。
6.基于上述问题，我们提出一种新型的基于红外传感器的呼吸监测系统。


技术实现要素：

7.本部分的目的在于概述本发明的实施方式的一些方面以及简要介绍一些较佳实施方式。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
8.鉴于现有技术中存在的问题，提出了本发明。
9.因此，本发明的目的是提供一种基于红外传感器的呼吸监测系统，能够实现远距离非接触式睡眠呼吸质量监测，同时对人的睡眠姿态等影响不大，适用范围广。
10.为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：
11.一种基于红外传感器的呼吸监测系统，其包括电控箱和中央处理器；
12.其中，
13.所述电控箱的前表面设置有安装架，所述安装架上设置有截波器，所述电控箱的顶部设置有截波驱动器，所述电控箱的顶部设置有红外传感器，所述电控箱的一侧设置有显示单元，所述显示单元的前表面设置有操作面板；
14.所述中央处理器设置在电控箱的内腔，所述电控箱的内腔还设置有转换模块、信号滤波模块、信号放大模块、数据处理分析模块、电源模块和传输模块，所述中央处理器电性输入连接转换模块，所述转换模块电性输入连接信号滤波模块，所述信号滤波模块电性输入连接信号放大模块，所述信号放大模块电性输入连接红外传感器，所述红外传感器电性输入连接截波器，所述截波器电性输入连接截波驱动器，所述处理器双向连接数据处理分析模块，所述处理器电性输出连接显示单元和传输模块，所述传输模块无线连接监控终端。
15.作为本发明所述的一种基于红外传感器的呼吸监测系统的一种优选方案，其中：所述电控箱的底部四角设置有支撑脚架，且支撑脚架的底部设置有绝缘垫片。
16.作为本发明所述的一种基于红外传感器的呼吸监测系统的一种优选方案，其中：所述信号滤波模块为中心频率f0为4.26um的窄带通滤波器。
17.作为本发明所述的一种基于红外传感器的呼吸监测系统的一种优选方案，其中：所述传输模块为wifi模块、gsm天线模块、gps天线模块其中的任意一种。
18.作为本发明所述的一种基于红外传感器的呼吸监测系统的一种优选方案，其中：所述转换模块为模数转换芯片。
19.作为本发明所述的一种基于红外传感器的呼吸监测系统的一种优选方案，其中：所述数据处理分析模块采用ti公司的tms320f6713，从红外视频图像中计算呼吸频率与呼吸深度的计算，并按照预设值进行呼吸障碍报警。
20.作为本发明所述的一种基于红外传感器的呼吸监测系统的一种优选方案，其中：所述监控终端为智能手机或者监控站内的pc端。
21.作为本发明所述的一种基于红外传感器的呼吸监测系统的一种优选方案，其中：所述电控箱的一侧设置有电源接口，且独立电源通过电源接口与外部电源连接。
22.与现有技术相比，本发明的有益效果是：改变现有的接触式监测手段对人群束缚造成的不舒适，实现远距离非接触监测，实现远距离非接触式睡眠呼吸质量监测，同时对人的睡眠姿态等影响不大，适用范围广。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将结合附图和详细实施方式对本发明进行详细说明，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
24.图1为本发明结构示意图；
25.图2为本发明俯视结构示意图；
26.图3为本发明系统框架结构示意图。
27.图中；100电控箱、110支撑脚架、120安装架、130截波器、140截波驱动器、150红外
传感器、160显示单元、170操作面板、200中央处理器、210转换模块、220信号滤波模块、230信号放大模块、240数据处理分析模块、250电源模块、260传输模块、270监控终端。
具体实施方式
28.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
29.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。
30.其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施方式时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
31.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
32.本发明提供如下技术方案：一种基于红外传感器的呼吸监测系统，能够实现远距离非接触式睡眠呼吸质量监测，同时对人的睡眠姿态等影响不大，适用范围广；
33.实施例1
34.一种基于红外传感器的呼吸监测系统，其包括电控箱100和中央处理器200；
35.请再次参阅图1-3：电控箱100的底部四角螺接有支撑脚架110，且支撑脚架110的底部粘接有绝缘垫片，电控箱100的前表面焊接有安装架120，安装架120上螺接有截波器130，电控箱100的顶部螺接有截波驱动器140，电控箱100的顶部螺接有红外传感器150，电控箱100的一侧螺接有显示单元160，显示单元160的前表面螺接有操作面板170，电控箱100的一侧开设有电源接口，且独立电源通过电源接口与外部电源连接；
36.请再次参阅图1-3：中央处理器200螺接在电控箱100的内腔，电控箱100的内腔还螺接有转换模块210、信号滤波模块220、信号放大模块230、数据处理分析模块240、电源模块250和传输模块260，中央处理器200电性输入连接转换模块210，转换模块210电性输入连接信号滤波模块220，信号滤波模块220电性输入连接信号放大模块230，信号放大模块230电性输入连接红外传感器150，红外传感器150电性输入连接截波器130，截波器130电性输入连接截波驱动器140，处理器双向连接数据处理分析模块240，处理器电性输出连接显示单元160和传输模块260，传输模块260无线连接监控终端270，信号滤波模块220为中心频率f0为4.26um的窄带通滤波器；传输模块260为wifi模块、gsm天线模块、gps天线模块其中的任意一种；转换模块210为模数转换芯片；数据处理分析模块240采用ti公司的tms320f6713，从红外视频图像中计算呼吸频率与呼吸深度的计算，并按照预设值进行呼吸障碍报警；监控终端270为智能手机或者监控站内的pc端。
37.工作原理：在本发明使用的过程中，通过斩波器对光波信号进行整形处理，产生基准信号；用于在转速一定的情况下，在遮挡位置系统不能采集，并且此过程时间是可预留给后续的信号处理及输出的，避免放大的模拟信号对后续信号处理造成干扰，红外传感器150将人体红外脉冲信号转化为电脉冲信号，并经过信号放大模块230和信号滤波模块220放大及滤波，可以形成人体自发出外进行脉冲信号发送给中央处理器200，并通过数据处理分析
模块240进行呼吸信号串的识别后，将其呼吸参数通过传输模块260发送给监控终端270，同时在显示单元160显示。
38.虽然在上文中已经参考实施方式对本发明进行了描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的实施方式中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施方式，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

技术特征：
1.一种基于红外传感器的呼吸监测系统，其特征在于：包括电控箱(100)和中央处理器(200)；其中，所述电控箱(100)的前表面设置有安装架(120)，所述安装架(120)上设置有截波器(130)，所述电控箱(100)的顶部设置有截波驱动器(140)，所述电控箱(100)的顶部设置有红外传感器(150)，所述电控箱(100)的一侧设置有显示单元(160)，所述显示单元(160)的前表面设置有操作面板(170)；所述中央处理器(200)设置在电控箱(100)的内腔，所述电控箱(100)的内腔还设置有转换模块(210)、信号滤波模块(220)、信号放大模块(230)、数据处理分析模块(240)、电源模块(250)和传输模块(260)，所述中央处理器(200)电性输入连接转换模块(210)，所述转换模块(210)电性输入连接信号滤波模块(220)，所述信号滤波模块(220)电性输入连接信号放大模块(230)，所述信号放大模块(230)电性输入连接红外传感器(150)，所述红外传感器(150)电性输入连接截波器(130)，所述截波器(130)电性输入连接截波驱动器(140)，所述处理器双向连接数据处理分析模块(240)，所述处理器电性输出连接显示单元(160)和传输模块(260)，所述传输模块(260)无线连接监控终端(270)。2.根据权利要求1所述的一种基于红外传感器的呼吸监测系统，其特征在于：所述电控箱(100)的底部四角设置有支撑脚架(110)，且支撑脚架(110)的底部设置有绝缘垫片。3.根据权利要求1所述的一种基于红外传感器的呼吸监测系统，其特征在于：所述信号滤波模块(220)为中心频率f0为4.26um的窄带通滤波器。4.根据权利要求1所述的一种基于红外传感器的呼吸监测系统，其特征在于：所述传输模块(260)为wifi模块、gsm天线模块、gps天线模块其中的任意一种。5.根据权利要求1所述的一种基于红外传感器的呼吸监测系统，其特征在于：所述转换模块(210)为模数转换芯片。6.根据权利要求1所述的一种基于红外传感器的呼吸监测系统，其特征在于：所述数据处理分析模块(240)采用ti公司的tms320f6713，从红外视频图像中计算呼吸频率与呼吸深度的计算，并按照预设值进行呼吸障碍报警。7.根据权利要求1所述的一种基于红外传感器的呼吸监测系统，其特征在于：所述监控终端(270)为智能手机或者监控站内的pc端。8.根据权利要求1所述的一种基于红外传感器的呼吸监测系统，其特征在于：所述电控箱(100)的一侧设置有电源接口，且独立电源通过电源接口与外部电源连接。

技术总结
本发明属于睡眠监测技术领域，具体为一种基于红外传感器的呼吸监测系统，包括电控箱和中央处理器；所述电控箱的前表面设置有安装架，所述安装架上设置有截波器，所述电控箱的顶部设置有截波驱动器，所述电控箱的顶部设置有红外传感器，所述电控箱的一侧设置有显示单元，所述显示单元的前表面设置有操作面板；所述中央处理器设置在电控箱的内腔，所述电控箱的内腔还设置有转换模块、信号滤波模块、信号放大模块、数据处理分析模块、电源模块和传输模块，所述中央处理器电性输入连接转换模块，所述转换模块电性输入连接信号滤波模块，其结构合理，能够实现远距离非接触式睡眠呼吸质量监测，同时对人的睡眠姿态等影响不大，适用范围广。围广。围广。


技术研发人员：韩秀萍
受保护的技术使用者：浙江清华长三角研究院
技术研发日：2023.06.28
技术公布日：2023/9/9