一种家庭健康监护网关装置制造方法及图纸

技术编号:13997726 阅读:72 留言:0更新日期:2016-11-15 10:55
一种家庭健康监护网关装置以实现基于互联网的老人家庭远程健康监护问题。硬件通过在Samsung Exynos4412核心处理器周围拓展模块实现,软件通过在处理器上移植Android操作系统,并在应用层开发软件实现功能。本发明专利技术可以实现通过蓝牙方式接收智慧衣所采集的心电信号,心电信号经分析后通过3G网络或宽带为患者及家属提供心电预警服务;可以将心电信号传输至远程监护中心,供医生查验。本装置为患者提供触摸屏和HDMI数字电视遥控操作两种交互方式,满足老人的使用习惯。该装置一定程度上能减缓医院的接诊及监护压力,具有智能化、实时性及可拓展的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于家庭健康监护领域,涉及一种基于Android嵌入式系统的健康监护网关装置及其使用方法。
技术介绍
心脏病、高血压等慢性疾病已成为困扰老人健康生活的一大难题,这些慢性疾病也是我国城乡居民的主要死因。从我国医院的监护条件来看,三级医院的监护及治疗水平高,但是数量少;而社区等基层医院覆盖面广,但是监护条件和治疗水平有限。这导致了老人和慢性病群体无法得到全方位的监护,因而无法及时预防心血管疾病的发生,更不能满足患者的突发性救助需求。由此,老人的家庭远程健康监护显得非常重要。健康监护网关是短距离传输网络和远距离传输网络的中枢,负责收集体域网信号,并将其传输到远程服务器。当前,健康物联网产业发展迅速,但针对远程医疗这一领域的相关标准和规范尚未出台,专门应用于医疗领域的网关产品尚未出炉。物联网技术的飞速发展催生了各式各样的网关装置,但是市场上出现的绝大多数网关产品均是针对智能家居的控制和环境的监测,而针对健康监护和远程医疗应用的网关,却没有完整的解决方案。Android操作系统基于Linux内核,是Google公司推出的一款开放的、可自由定制的嵌入式操作系统,广泛应用在智能手机及数字电视机顶盒上。基于Android操作系统开发网关,目的在便于拓展现在市场上的Android数字电视机机顶盒,将其升级为多功能智能健康监护网关。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种家庭健康监护网关设计方案及装置,以解决家庭远程健康监护问题。其特征在于,可以通过蓝牙方式接收来自智慧衣所采集的心电信号,并对其进行实时监测及分析;可以通过Internet网将心电信号传输至远程服务器,供医生进行远程分析及存档;可通过网络与医生通讯联系,以及获取医生诊断信息。为了实现上述目的,本专利技术采取如下技术方案:一种健康监护网关装置,其特征在于:硬件包括核心处理器、电源模块、蓝牙4.0模块、无线网络连接模块、以太网接口、3G通讯模块、摄像头及音频模块、存储器、显示模块、红外接收模块、HDMI接口模块;蓝牙4.0模块用以接收来自智慧衣发来的心电数据,心电数据存储在存储器中,并在显示模块上显示波形及相关信息,无线网络连接模块和以太网接口提供接入Internet网的功能,在接收到来自智慧衣的信号后,网关装置通过Internet网定时将数据发送至远程服务器,亦可接收服务器推送来的医生诊断及分析信息;3G通讯模块提供患者状态提醒服务,摄像头及音频模块供患者同其家属或专治医生进行联系,红外接收模块及HDMI接口实现装置同数字电视机的连接,方便用户的交互;所述智慧衣能够采集心电数据以及加速度信息。进一步,核心处理器采用ARM Cortex A9四核微处理器Exynos4412;处理器外接了16GB的EMMC存储以及S5M8767电源管理芯片,其中,S5M8767芯片以I2C方式同Exynos4412连接,负责根据各个模块的运行状态,将电源模块的5V电源转换为所需的配置电压;核心处理器外围还拓展了电平转换器,实现芯片为74ALVC164245。进一步,设计了拨码开关,用于设置装置启动的方式,装置启动方式分为两种,即从EMMC存储启动和从SD卡启动,通过设置Exynos4412芯片的OM[5:1]引脚实现:当拨码开关置位为011,即XOM2断开,XOM3和XOM5导通时,系统从EMMC启动,当置位为100,即XOM2导通而XOM3和XOM5断开时,系统从SD卡启动。进一步,蓝牙4.0模块选用内置8051控制器的CC2540,引脚VCC、GND、TXD和RXD同核心处理器的USB接口直接连接,通过串口实现蓝牙接收数据;无线网络连接模块使用RTL8188ETV作为WIFI智能芯片;以太网接口使用DM9000ME作为MAC控制芯片。进一步,采用两种方式实现用户的交互,即HDMI数字电视及触摸显示屏,其特征在于:在HDMI接口电路中,PCA9306芯片用于模块的双向电平转换,RCLAMP0502为防静电二极管;核心处理器外接了红外接口,响应电视遥控器操作;触摸屏采用LVDS接口同核心处理器的PORTC的18—46引脚连接,同样采用PCA9306作为双向电平转换芯片,同电平转换芯片74ALVC164245的BUF_TP_IOCTL和BUF_XPWMTOUT1引脚连接;用户通过触摸屏或电视遥控器对装置进行控制,包括心电信号的采集、显示、历史心电记录及诊断信息查询、联系医生、查询慢病及用药知识等,实现人机交互。进一步,核心处理器外接了摄像头及音频模块,摄像头同核心处理器的连接使用I2C方式,数据接口使用处理器PORTB的23—46引脚;音频同核心处理器的连接使用SPI方式,数据接口使用处理器PORTB的68—76引脚;所述的网关装置的使用方法,其特征在于包括以下步骤:1)患者使用医生所指定的用户名和密码进行网关登录;2)网关装置首先判断网络连接状态,若处于连接状态,则将用户名及密码发送给远端服务器,若服务器判定用户名及密码正确,则返回登录成功信息,服务器端建立相应的心电数据存储文件夹,网关登入主界面;若网络未连接或判定失败,则提示离线使用或重新输入用户名及密码;离线使用时,服务器端会建立临时心电存储文件夹;3)选择监护中心模块,此模块界面包含一个蓝牙开启MENU选项,以及设备连接按钮;4)点击MENU选项开启蓝牙,点击智慧衣设备按钮,此时网关发送连接指令给智慧衣,判定成功后建立同智慧衣的蓝牙连接,进入实时心电绘图界面;5)心电绘图界面包含四个MENU选项,一个心电绘图窗和一个心电分析结果窗:四个MENU选项分别为开始绘图、暂停绘图、开始传输、停止传输,单击后会在当前Activity得到相应的响应事件,心电绘图窗用于显示当前心电波形,心电分析结果窗用于显示当前心电信息,包括心率、RR间期、心率是否正常;6)单击返回键,则心电停止绘图,返回主界面;7)选择健康档案模块,此模块界面包含两个Activity,分别用于显示本地心电记录以及服务器端心电记录;每个Activity均包括三个组件:一个记录列表、一个历史心电波形窗、一个心电分析结果窗;选择联系医生模块,此模块界面包含一个医生列表、一个联系方式选择窗以及一个接收信息的面板;在列表中选择医生后,在联系方式选择窗中选择语音或视频的方式与医生联系,接收信息面板接收医生发来的信息。选择系统设置模块,此模块界面包括网络设置、用户信息设置、软件帮助三个子模块,其中,网络设置模块用以选择网络连接的方式。采用多线程的机制,共有主线程、蓝牙服务线程、HTML传输线程、R波检测及心率计算线程四条;其中,主线程负责响应用户操作及界面显示,蓝牙服务线程负责不间断的接收心电数据,HTML传输线程负责定时传输数据、R波检测及心率计算线程负责心电的实时自动分析。本装置软件基于嵌入式Android操作系统,在应用层开发软件实现所需功能。软件分为六个功能模块,即监护中心、健康档案、联系医生、慢病科普、用药指南和系统设置。监护中心模块可控制装置接收智慧衣心电信号以及向远程(云端)服务器传输数据;健康档案模块提供本地心电波形显示及诊断信息;联系医生模块提供患者同医生的音、视频交互;慢病科普及用药指南模块为患者提供健康知识普及服务;系统设置模块可进行装置网络本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种健康监护网关装置,其特征在于:硬件包括核心处理器、电源模块、蓝牙4.0模块、无线网络连接模块、以太网接口、3G通讯模块、摄像头及音频模块、存储器、显示模块、红外接收模块、HDMI接口模块;蓝牙4.0模块用以接收来自智慧衣发来的心电数据,心电数据存储在存储器中,并在显示模块上显示波形及相关信息,无线网络连接模块和以太网接口提供接入Internet网的功能,在接收到来自智慧衣的信号后,网关装置通过Internet网定时将数据发送至远程服务器,亦可接收服务器推送来的医生诊断及分析信息;3G通讯模块提供患者状态提醒服务,摄像头及音频模块供患者同其家属或专治医生进行联系,红外接收模块及HDMI接口实现装置同数字电视机的连接,方便用户的交互;所述智慧衣能够采集心电数据以及加速度信息。

【技术特征摘要】
1.一种健康监护网关装置,其特征在于:硬件包括核心处理器、电源模块、蓝牙4.0模块、无线网络连接模块、以太网接口、3G通讯模块、摄像头及音频模块、存储器、显示模块、红外接收模块、HDMI接口模块;蓝牙4.0模块用以接收来自智慧衣发来的心电数据,心电数据存储在存储器中,并在显示模块上显示波形及相关信息,无线网络连接模块和以太网接口提供接入Internet网的功能,在接收到来自智慧衣的信号后,网关装置通过Internet网定时将数据发送至远程服务器,亦可接收服务器推送来的医生诊断及分析信息;3G通讯模块提供患者状态提醒服务,摄像头及音频模块供患者同其家属或专治医生进行联系,红外接收模块及HDMI接口实现装置同数字电视机的连接,方便用户的交互;所述智慧衣能够采集心电数据以及加速度信息。2.根据权利要求1所述的网关装置,其特征在于:核心处理器采用ARM Cortex A9四核微处理器Exynos4412;处理器外接了16GB的EMMC存储以及S5M8767电源管理芯片,其中,S5M8767芯片以I2C方式同Exynos4412连接,负责根据各个模块的运行状态,将电源模块的5V电源转换为所需的配置电压;核心处理器外围还拓展了电平转换器,实现芯片为74ALVC164245。3.根据权利要求2所述的网关装置,其特征在于:设计了拨码开关,用于设置装置启动的方式,装置启动方式分为两种,即从EMMC存储启动和从SD卡启动,通过设置Exynos4412芯片的OM[5:1]引脚实现:当拨码开关置位为011,即XOM2断开,XOM3和XOM5导通时,系统从EMMC启动,当置位为100,即XOM2导通而XOM3和XOM5断开时,系统从SD卡启动。4.根据权利要求1所述的网关装置,其特征在于:蓝牙4.0模块选用内置8051控制器的CC2540,引脚VCC、GND、TXD和RXD同核心处理器的USB接口直接连接,通过串口实现蓝牙接收数据;无线网络连接模块使用RTL8188ETV作为WIFI智能芯片;以太网接口使用DM9000ME作为MAC控制芯片。5.根据权利要求1所述的网关装置,采用两种方式实现用户的交互,即HDMI数字电视及触摸显示屏,其特征在于:在HDMI接口电路中,PCA9306芯片用于模块的双向电平转换,RCLAMP0502 为防静电二极管;核心处理器外接了红外接口,响应电视遥控器操作;触摸屏采用LVDS接口同核心处理器的PORTC的18—46引脚连接,同样采用PCA9306作为双向电平转换芯片,同电平转换芯片74ALVC164245的BUF_TP_IOCTL和BUF_X...

【专利技术属性】
技术研发人员:吴水才关凯邵明刚
申请(专利权)人:北京工业大学
类型:发明
国别省市:北京;11

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