智能情感识别健康监护仪制造技术

本实用新型专利技术提供了一种智能情感识别健康监护仪，包括STM32系统，STM32系统分别与FPGA系统、液晶显示屏、wi‑fi模块、电源模块、按键模块、体温采集模块、心电采集模块和血氧脉搏心率三通道传感器相连。该监控监护仪融合了STM技术与FPGA技术，不仅可测出心电图，血氧含量，脉搏，体温等生理参数，而且能通过分析生理参数，提取计算出老年人是否存在有悲伤情感及情感状况并发送给子女，提醒子女得知消息后回给父母电话和回家看望父母。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于医疗健康监护装置，情感识别
和生理数据采集领域，涉及一种智能情感识别健康监护仪，尤其增加了基于生理信号的六种情感识别。
技术介绍
随着社会老龄化加重，子女不能常在父母身边，老年人的健康监护越来越受到重视，家用健康监护设备成为一种趋势。现有的大部分监护仪只是单一的生理信息的测量及数据传送，而且体积大、操作繁琐，不便于老年人使用。对于数据的传送，传送到哪里，如何起到及时的监护，人们并不能清楚了解，且监护仪如何更简单方便的为老年人所使用，尤其是子女经常不在身边的老人，忽略了上年龄的父母在家里思念子女时情感的难过和低落，这种情绪长期持续会产生老年孤独症等。所以现有的健康监护设备存在许多不足和缺陷。近年来，嵌入式开发成为一项系统工程，不仅有强大的硬件系统，并伴随着开发工具和软件包的支持。网络化、信息化的要求技术也日益提高，使得单一功能的电话手机等功能不再单一。精简系统的内核、算法、降低功耗和软硬件成本等使仪器更便捷。
技术实现思路
本技术的目的是针对现有医疗设备装置的缺点，提供一种具有两类功能的健康监护装置，第一类是完善了传统健康监护仪，具有低功耗、体积小，可液晶显示数据，可测出心电图，血氧含量，脉搏，体温等多参数的设备，并将数据通过无线传送给医院的私人医生；第二类是增加了情感状态的识别，通过把采集到生理参数筛选、提取并分析老人是否存在悲伤情绪或情绪状态情况，然后可发送给子女。为实现上述目的，本技术所采用的技术方案是：一种智能情感识别健康监护仪，包括STM32系统，STM32系统分别与FPGA系统、液晶显示屏、wi-fi模块、电源模块、按键模块、体温采集模块、心电采集模块和血氧脉搏心率三通道传感器相连。本技术健康监护仪以FPGA和STM32为中央的双处理控制器，在STM32控制下采用三导联心电传感器模块，三通道血氧脉搏心率传感器模块，体温传感器模块，wi-fi模块，语音报数模块及液晶显示模块；FPGA控制基于生理信号的情感部分特征提取计算及得出结论。实现了生理心理健康智能化，满足医疗及病人的需求。该智能情感健康监护具有如下特点：1）将STM技术与FPGA技术融合应用于智能化健康监护仪，微控制器STM基于ARMCortex-M分支的Cortex-M3内核，其价格和性能具有巨大的市场优势。FPGA技术伴随着嵌入式技术的迅速发展已经广泛的应用到各个领域，其计算能力非常强大。2）在传统健康监护仪的基础上，实现了体积小，操作更为简单。体温模块只需要手捏1mm×1mm的传感器；脉搏、血氧、心率只需要手指按在指示灯上便可测出；心电测量采用三导联，电极片贴在左右手背及右小腿。3）可将数据显示在液晶屏上，并语音报数。4）能把测得的数据通过wi-fi传送给私人医生，得出身体健康指数，医生及时给出建议和治疗方案。5）系统本身可通过分析生理参数，提取计算出老年人是否存在有悲伤情感及情感状况并发送给子女，提醒子女得知消息后回给父母电话和回家看望父母。附图说明图1是本技术健康监护仪的结构示意图。图2是本技术健康监护仪中STM32系统和FPGA系统的具体连接示意图。图3是本技术健康监护仪wi-fi通讯的外围结构示意图。图4是本技术健康监护仪对于情感数据处理过程的流程图。图1中：1.FPGA系统，2.STM32系统，3.液晶显示屏，4.wi-fi模块，5.电源模块，6.按键模块，7.体温采集模块，8.心电采集模块，9.血氧脉搏心率三通道传感器。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术进行详细说明。如图1所示，本技术健康监护仪，包括STM32系统2，STM32系统2分别与FPGA系统1、液晶显示屏3、wi-fi模块4、电源模块5、按键模块6、体温采集模块7、心电采集模块8和血氧脉搏心率三通道传感器9相连。STM32系统2与FPGA系统1构成双控制处理器。STM32系统2主要负责数据采集、数据存储、定位、人机交互，并发送求救信号等。FPGA系统1负责采集信号的滤波、特征提取、智能诊断等大数据量的操作任务。本设计采用双处理系统，应用总线的方式将两系统结合，STM32系统2为主系统，FPGA系统1为协调系统，两个处理器优势互补，协调工作，各自发挥自己的优势工作。液晶显示屏3采用0.96寸的OLED显示屏，显示所测得的生理信号参数。体温采集模块7与心电采集模块8分别是独立的传感器模块，血氧脉搏心率三通道传感器9是一个传感器模块。按键模块6主要有三个按键，第一个按键控制跳回首页面，第二个按键控制下一个选择键，第三个按键为此选项确定键。按键简单，容易操纵。如图2，STM32系统2与FPGA系统1之间通过FSMC单元内部高速总线（AHB）传送数据，FSMC单元是STM32系统内核引出，另一端连接在FPGA外部存储总线。STM32系统2采用外部时钟CLK，芯片包含256K的片上FLASH，包含AD/DA模数、数模转换单元，可扩展SD卡，同时还对外提供UART、USB、SW调试、下载端口、SPI接口以及I2C总线接口。FPGA系统1主要为15个18bit×18bit乘法器；复位端RST、I/O接；，同时扩展了SDRAM、FLASH；EPCS16串行配置器件的在系统可编程能力，具有灵活性。给独自在家的老人配备本技术健康监护仪后，需要将wi-fi模块4与互联网连通，使该健康监护仪发送的信息能及时送达医院信息中心和该老人的亲属所持有的移动终端。独自在家的老人使用该健康监护仪时，老人可自行测量出体温、脉搏数、血氧含量、心率和心电图等生理指数，并通过液晶显示屏3供老人自己查看；同时，体温采集模块7、心电采集模块8和血氧脉搏心率三通道传感器9将采集到的生理信号数据送到STM32系统2，STM32系统2将接收到的生理信号数据进行存储并打包处理成文件；STM32系统2将这些文件分别传给FPGA系统1和wi-fi模块4。wi-fi模块4将接收到的文件通过互联网发送给医院信息中心，医院信息中心将接收到的生理指数分配给私人医生，私人医生对采集到的数据进行病理分析、诊断，给出建议，诊断结果由医院一方面回馈给老人，另一方面回馈给该老人的亲属，如图3所示。FPGA系统1接收到文件后，对生理信号进行预处理、特征提取、特征识别，计算出结果，如图4所示，并决策出老人此时的心理状态为平静、高兴、悲伤、烦躁、生气还是惊奇等。并将分析的情感结果发送给STM32系统2，STM32系统2将接收到的情感结果通过OLED液晶显示屏3显示，同时，经wi-fi模块4通过互联网发送给该老人的子女。子女可以根据父母情感状态回电话给父母，或者抽时间回家看望。本技术健康监护仪决策老人的情感时，可以建立多模态情感数据库，目前有很多研究者正在研究此方向，Wagner、Andre和Jung设计了一种基于智能传感器集成的在线情感分类系统[JohannesWagner,ElisabethAndre,FrankJung.Smartsensorintegration:Aframeworkformultimodalemotionrecognitioninreal-time[A],InProceedingsofAffectiveComputingandI本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能情感识别健康监护仪，其特征在于，包括STM32系统（2），STM32系统（2）分别与FPGA系统（1）、液晶显示屏（3）、wi‑fi模块（4）、电源模块（5）、按键模块（6）、体温采集模块（7）、心电采集模块（8）和血氧脉搏心率三通道传感器（9）相连。

【技术特征摘要】
1.一种智能情感识别健康监护仪，其特征在于，包括STM32系统（2），STM32系统（2）分别与FPGA系统（1）、液晶显示屏（3）、wi-fi模块（4）、电源模块（5）、按键模块（6）、体温采集模块（7）、...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋海声，朱小娜，吴沛文，
申请(专利权)人：西北师范大学，
类型：新型
国别省市：甘肃;62