无线医疗健康检测装置的制作方法

本技术涉及健康监测设备领域，具体涉及一种无线医疗健康检测装置。

背景技术：

1、当前应用于医疗健康监测的各种传感器设备和产品，主要有基于有线连接的方式，数据采集传感器与数据处理器，通过各种规格、接口的线缆进行连接，还有一些带电池的传感器设备，通过蓝牙等方式进行无线连接。如申请号为201621304088.7的中国专利公开了一种健康监测手环包括手环本体、主控设备，所述主控设备与所述手环本体可拆卸连接，所述主控设备包括信号采集装置、微型控制器、电源模块，所述信号采集装置包括光电传感器和六轴传感器，所述信号采集装置与所述微型控制器耦合，所述电源模块分别与所述信号采集装置、所述微型控制器耦合；通过主控设备采集佩戴者的脉搏信号以及运动姿态信号，并对脉搏信号和运动姿态信号通过微型控制器进行处理后，佩戴者可通过智能手持设备对自身的健康进行实时监测。

2、上述检测设备采的电源模块为锂电池，采用充电的方式为传感器和其他部件供电。虽然为无线的设备，但内置锂电池，采用锂电池会增加穿戴设备的体积和重量，同时，需要定时频繁充电，不够便利。除此之外，对于有些监测项较多的情况下，需要采用体积较大的且有线传输和供电的监测设备，这种检测设备对受监护者的活动有限制，多个传感器设备同时进行监测时，受监护者周边布满杂乱的线缆，无意中可能会扯掉、扯断线缆，使用自带电池的传感器设备，需要定时频繁的充电，限制了使用便利性。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的上述不足，本实用新型的目的在于提供一种无线医疗健康检测装置，解决健康监测设备充电和使用不便的问题。

2、为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

3、一种无线医疗健康检测装置,包括多个能够穿戴在被监护者身上的传感器模组和至少一个放置在被监测空间内的边缘数据处理器，在每个传感器模组内均设有一pcb板和与pcb板相接的超高频rf射频天线，在每个传感器模组的pcb板上均设有低功耗射频mcu芯片、rf-dc电能转换模块、电能储能模块以及多个传感器；每个传感器模组内各个传感器通过接口与低功耗射频mcu芯片相接，所述电能储能模块与各个传感器和低功耗射频mcu芯片电连接；所述边缘数据处理器内置通讯模块、电池和数据处理模块，所述通讯模块包括超高频rf射频平板天线和无线通信模组；所述电池与通讯模块和数据处理模块电连接；所述超高频rf射频平板天线用于向对应的传感器模组的超高频rf射频天线发射空载波或调制波，在发射调制空载波时，与超高频rf射频天线建立射频信号，产生感应电压，对该传感器模组的电能储能模块充电。

4、这样，检测装置中包含多个传感器模组和边缘数据处理器，两者之间基于超高频rf射频（915mhz）进行rf射频供电及rf射频通讯，传感器模组接收到的射频信号有两种，一种是空载波（不含通讯信息），一种是调制波（包含通讯信息），若所接收到的射频信号为空载波信号，则传感器模组将上述所接收的视频能够用于充电，通过传感器模组内置的rf-dc电能转换模块将空间射频能够转换为直流电，为传电能储能模块供电，最后，通过电能储能模块为各个传感器和低功耗射频mcu芯片供电。上述充电和通讯都直接在一个监测空间内完成，充电和通讯都无需设置之间直接接触，充电和使用都较为方便，无需被监测者充电。

5、进一步的，所述传感器用于采集被监护者的温度、湿度、心率、心电、脑电、脉搏、血氧、运动、振动、汗水分泌中的一种或多种数据，并将采集数据传送给低功耗射频mcu芯片；所述rf-dc电能转换模块用于将所接收的rf射频能量转换为直流电，为电能储能模块充电；所述低功耗射频mcu芯片用于存储并接收对应传感器模组所发送的采集数据，并通过超高频rf射频天线发出调制波，与超高频rf射频平板天线建立通讯连接后，将采集数据发送给数据处理模块；同时，低功耗射频mcu芯片还用于通过超高频rf射频天线向边缘数据处理器发送充电指示数据；

6、所述边缘数据处理器用于接收各个传感器模组中所发出的充电指示数据和传感器采集数据，并将所接收的数据传送给数据处理模块；所述数据处理模块用于接收和处理各个rf传感器模组上传的多个传感器模组采集数据以及传感器模组所发出的充电指示数据。

7、这样，传感器模组的低功耗射频mcu芯片功耗低，无需数据处理。所采用的传感器模组不直接参与数据处理，无内置电池，整体重量小，体积也较小，且无外置通讯线或电线，穿戴后不会对被检测者活动造成影响，可实现无感穿戴。每个传感器模组内置多个传感器，传感器可用于监测多种身体数据，适用不同监测需求，被监测者可根据监测项所需穿戴的监测位置，穿戴在不同位置，一个被检测者可同时穿戴多个传感器模组。所采用的边缘数据处理器能够接收并处理与之建立连接的传感器模组的数据。数据采集和数据处理采用不同装置来实现，能够实现设备小型化，传感器模组在应用中所需耗电也更小。

8、进一步的，所述传感器模组上连接有用于与被监测者身体相连接的连接件，所述连接件为腕带或绑带或粘胶。这样，传感器模组上所设置的连接件可供穿戴者将其穿戴在人体上，采用腕带式，这可佩戴在手腕处，采用绑带式，可设置在头部等位置，采用粘胶的方式则可适用于多个身体部位，且不会影响行动。

9、进一步的，在连接件上嵌设有至少一个柔性太阳能电池板，所述柔性太阳能电池板能够在有光照的环境下提供电能，为电能储能模块充电。这样，在连接件上设置柔性太阳能电池板后，除了射频充电的方式外，传感器模组还能够通过柔性太阳能电池板在光照环境下蓄能，然后为电能储能模块充电，为传感器模组供电的目的。

10、进一步的，所述传感器模组上的传感器包括体温传感器、湿度传感器、ppg传感器、ecg传感器、gsr皮电传感器、骨振动传感器、运动传感器。这样，体温传感器、湿度传感器可设置在不同位置，测量人体多出部位的局部温度、湿度变化，使得检测更精确。将湿度传感器设置在人体周边物品，可监测环境湿度变化。（如设置在被单上，可监测卧床患者是否失禁，或者异常出汗）。ppg（光电容积脉搏波描记法）传感器：测量心率、血氧。可设置在手腕、胸口等多处，采集同一类型数据，进行数据融合处理，可提高数据的准确性。 ecg（脑电）传感器：可设置在额头、胸部多处位置，构成多导联数据采集，提高数据采集准确性。gsr皮电传感器：人体受到感官刺激或者情绪产生变化时，皮肤内的血管会产生收缩和舒张，人体汗腺被激活而发生变化，进而分泌水分，通过毛孔进入皮肤表面，在分泌液中的离子改变电流正负平衡，通过测量皮肤的这种电导率变化，结合数据处理算法模型，可推断和预测受监护者的情绪状态。振动、运动传感器：采集人体多处位置的运动、振动数据，推测、判定受监护者当前或一个监测时间周期内的活动状态。

11、进一步的，所述边缘数据处理器的背面设有电源输入接口，所述超高频rf射频平板天线置于边缘数据处理器的正面；在边缘数据处理器的背面设有一安装支架，所述安装支架为悬挂架或立架。这样，边缘数据处理器可直接通过外接电源线为其内置电池进行充电，边缘数据处理器的使用位置为固定的，采用这种方式供电方便、快捷。边缘数据处理器在安装时，可直接通过立架放置在地面上，也可通过悬挂架悬吊在墙面上。

12、进一步的，在边缘数据处理器内还设有扬声器和麦克风，数据处理模块为内置边缘ai/ml处理单元的高性能物联网边缘计算soc芯片；所述扬声器由数据处理模块通过音频输出接口进行驱动；所述麦克风通过iic接口与数据处理模块连接，采集监测现场的声音；所述无线通信模组包括wifi通讯模块、4g/5g通讯模块、rf通讯模块、rj45有线网络接口，其中，rf通讯模块为无线收发芯片nrf905 ，通过spi接口与数据处理模块连接，wifi通讯模块通过usb接口与数据处理模块连接，4g/5g通讯模块通过mini-pcie接口与数据处理模块连接。这样，麦克风设置在边缘数据处理器端，用于采集现场音频（如咳嗽、打呼噜等）。而扬声器则能够发出蜂鸣或警示语警告。边缘数据处理器内的无线通信模组则能够将数据处理模块的处理结果通过多种通讯方式发送给用户或后台监测人员。这种多方式通讯的方式，能够在其中一路通讯线路不通时，直接启动另一通讯线路发送数据，可有效确保通讯线路无遗漏和故障。

13、进一步的，在边缘数据处理器旁还连接有一个数据显示屏。这样，边缘数据处理器旁的所连接的数据显示屏，可用于显示处理结果。

技术特征：

1.一种无线医疗健康检测装置,其特征在于，包括多个能够穿戴在被监护者身上的传感器模组和至少一个放置在被监测空间内的边缘数据处理器，在每个传感器模组内均设有一pcb板和与pcb板相接的超高频rf射频天线，在每个传感器模组的pcb板上均设有低功耗射频mcu芯片、rf-dc电能转换模块、电能储能模块以及多个传感器；每个传感器模组内各个传感器通过接口与低功耗射频mcu芯片相接，所述电能储能模块与各个传感器和低功耗射频mcu芯片电连接；所述边缘数据处理器内置通讯模块、电池和数据处理模块，所述通讯模块包括超高频rf射频平板天线和无线通信模组；所述电池与通讯模块和数据处理模块电连接；所述超高频rf射频平板天线用于向对应的传感器模组的超高频rf射频天线发射空载波或调制波，在发射调制空载波时，与超高频rf射频天线建立射频信号，产生感应电压，对该传感器模组的电能储能模块充电。

2.根据权利要求1所述的无线医疗健康检测装置，其特征在于，所述传感器用于采集被监护者的温度、湿度、心率、心电、脑电、脉搏、血氧、运动、振动、汗水分泌中的一种或多种数据，并将采集数据传送给低功耗射频mcu芯片；所述rf-dc电能转换模块用于将所接收的rf射频能量转换为直流电，为电能储能模块充电；所述低功耗射频mcu芯片用于存储并接收对应传感器模组所发送的采集数据，并通过超高频rf射频天线将采集数据发送给数据处理模块；同时，低功耗射频mcu芯片还用于通过超高频rf射频天线向边缘数据处理器发送充电指示数据；

3.根据权利要求1或2所述的无线医疗健康检测装置，其特征在于，所述传感器模组上连接有用于与被监测者身体相连接的连接件，所述连接件为腕带或绑带或粘胶。

4.根据权利要求3所述的无线医疗健康检测装置，其特征在于，在连接件上嵌设有至少一个柔性太阳能电池板，所述柔性太阳能电池板能够在有光照的环境下提供电能，为电能储能模块充电。

5.根据权利要求1或2或4所述的无线医疗健康检测装置，其特征在于，所述传感器模组上的传感器包括体温传感器、湿度传感器、ppg传感器、ecg传感器、gsr皮电传感器、骨振动传感器、运动传感器。

6.根据权利要求5所述的无线医疗健康检测装置，其特征在于，所述边缘数据处理器的背面设有电源输入接口，所述超高频rf射频平板天线置于边缘数据处理器的正面；在边缘数据处理器的背面设有一安装支架，所述安装支架为悬挂架或立架。

7.根据权利要求6所述的无线医疗健康检测装置，其特征在于，在边缘数据处理器内还设有扬声器和麦克风，数据处理模块为内置边缘ai/ml处理单元的高性能物联网边缘计算soc芯片；所述扬声器由数据处理模块通过音频输出接口进行驱动；所述麦克风通过iic接口与数据处理模块连接，采集监测现场的声音；所述无线通信模组包括wifi通讯模块、4g/5g通讯模块、rf通讯模块、rj45有线网络接口，其中，rf通讯模块为无线收发芯片nrf905 ，通过spi接口与数据处理模块连接，wifi通讯模块通过usb接口与数据处理模块连接，4g/5g通讯模块通过mini-pcie接口与数据处理模块连接。

8.根据权利要求7所述的无线医疗健康检测装置，其特征在于，在边缘数据处理器旁还连接有一个数据显示屏。

技术总结
本技术公开了一种无线医疗健康检测装置，包括多个传感器模组和至少一个放置在被监测空间内的边缘数据处理器，在每个传感器模组内均设有一PCB板和与PCB板相接的超高频RF射频天线，在每个传感器模组的PCB板上均设有低功耗射频MCU芯片、RF‑DC电能转换模块、电能储能模块以及多个传感器；所述边缘数据处理器内置通讯模块、电池和数据处理模块，所述通讯模块包括超高频RF射频平板天线和无线通信模组；所述超高频RF射频平板天线能够发射空载波或调制波，在发射调制空载波时，与超高频RF射频天线建立射频信号，对电能储能模块充电，发射调制波时，与超高频RF射频天线建立通讯连接。

技术研发人员：邵怀荣,潘礼军,刘巧,韩鹏,孙怀义,熊黎丽,余勇,莫斌,罗寿中
受保护的技术使用者：重庆市科学技术研究院
技术研发日：20231219
技术公布日：2024/9/23