床垫压力传感系统及人体部位识别方法技术方案

本发明专利技术公开了一种床垫压力传感系统及人体部位识别方法。床垫压力传感系统包括主控芯片模块、承托支架、设于承托支架上的若干上承重板、用于检测上承重板与承托支架之间的压力且与主控芯片模块信号连接的压力传感器。人以各种姿势躺着时身体直接与上承重板接触并对上承重板施加压力，上承重板受力后向承托支架施力，各个压力传感器检测到各个上承重板与承托支架之间的相互作用力后将压力数据传输给主控芯片模块，主控芯片模块根据预设的部位识别算法对各个压力传感器检测到的压力进行分析计算，根据压力的分布范围及某个局部的压力大小再结合人体工程学原理识别出臀部及肩部等位置。

Pressure sensing system for mattress and identification method of human body parts

The invention discloses a mattress pressure sensing system and a human body part recognition method. The mattress pressure sensing system consists of a main control chip module, a supporting bracket, a number of load-bearing boards on the support bracket, the pressure between the load-bearing plate and the support bracket, and a pressure sensor connected with the signal of the main control chip module. When the human body lies in various positions, the body is directly exposed to the upper load-bearing board and exerts pressure on the upper load-bearing board. The load-bearing plate is forced to the support bracket after the load of the load-bearing plate. The pressure data is transmitted to the main control chip module after each pressure sensor detects the interaction between the load-bearing plates and the support bracket. The main control chip module is based on the pressure data. The preset location recognition algorithm analyzes and calculates the pressure detected by various pressure sensors. According to the distribution of pressure and the size of a local pressure, the position of the hip and shoulder is identified by the principle of ergonomics.

【技术实现步骤摘要】
床垫压力传感系统及人体部位识别方法
本专利技术涉及家居用品领域，尤其涉及一种床垫压力传感系统。
技术介绍
床垫作为人们主要的休息载体，为了满足不同的体型的人对不同软硬度的床垫的需要来保护脊椎健康，需要实时监测人躺在床垫上的压力分布来调整床垫的软硬度。现有的床垫在压力传感技术中，有以下几种传感方式：其中一种为在床垫内布满气囊，通过测量气囊的气压值，测量各个气囊的相对压力值，但是随着使用时间的增加，容易发生漏气的现象，测量的数据存在较大的误差。另一种为通过半导体压力薄膜进行压力监测，半导体压力薄膜在受到压力时其电阻会发生变化，通过在两端采用行列结构施加电压测量其电阻，测量各个位置的相对压力值，但是成本较高，无法匹配床垫行业的生产需求。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种床垫压力传感系统，旨在解决现有技术中，床垫压力传感数据不准确以及成本较高的问题。本专利技术的另一个目的在于提供一种人体部位识别方法，旨在解决现有技术中，人体躺于床垫上时床垫无法识别出人体的部位的问题。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一方面，提供床垫压力传感系统，包括主控芯片模块、承托支架、设于所述承托支架上的若干上承重板、用于检测所述上承重板与所述承托支架之间的压力且与所述主控芯片模块信号连接的压力传感器。进一步地，所述承托支架上设有若干用于安装所述上承重板的下承重板，所述压力传感器位于各所述上承重板与所述下承重板之间，所述上承重板与所述压力传感器之间设有用于支撑所述上承重板的转接块，所述转接块与所述上承重板固定连接。进一步地，还包括用于将各所述下承重板上的所述压力传感器检测的压力数据传输到所述主控芯片模块的信号中转板。进一步地，所述主控芯片模块包括模拟多路选择器、用于控制所述模拟多路选择器的主控芯片、用于转换所述模拟多路选择器选择的信号且与所述主控芯片信号连接的模数转换模块。优选的，主控芯片的型号可为NRF52832或ARM7、ARM9、或FPGA芯片。优选的，模数转换模块的型号可为AD676或AD677。优选的，所述模拟多路选择器的型号可为74HC4051，用于将信号中转板转换的信号选择性输送给主控芯片。进一步地，所述主控芯片模块还包括用于对所述模拟多路选择器选择的信号进行滤波且与所述模数转换模块信号连接的仪表运算放大器滤波模块。优选的，所述仪表运算放大器滤波模块的型号可选为AD8220，用于将模拟多路选择器选择的信号传输给主控芯片。进一步地，所述主控芯片模块还包括与所述主控芯片信号连接的信号发送模块。进一步地，所述信号发送模块为蓝牙传输模块或WiFi模块。进一步地，还包括用于放置所述承托支架的床本体，所述床本体具有床头，所述承托支架靠近所述床头的一端与所述床头之间的距离范围为35CM-45CM，所述承托支架远离所述床头的一端与所述床头之间的距离范围为95CM-105CM。进一步地，所述承托支架为铝架，所述上承重板为铝板，所述下承重板为铝板，所述转接块为铝块。进一步地，还包括有弹簧、海绵和用于包覆所述承托支架的床垫面料。另一方面，提供人体部位识别方法，包括以下步骤：将上述床垫压力传感系统包括的所述压力传感器排列为若干排；将各排上任意相邻的两个所述压力传感器检测的压力数值相加求和得出第一位置数值，所述第一位置数值最大的区域识别为人体臀部；将各排上任意连续的三个所述压力传感器检测的压力数值相加求和得出第二位置数值，所述第二位置数值最大的区域识别为人体肩部。进一步地，还包括以下步骤：将人体肩部与人体臀部之间的位置沿人体肩部至人体臀部的方向依次识别为人体背部和人体腰部。进一步地，还包括以下步骤：识别出每排所述压力传感器检测到重心位置，并判断每排所述压力传感器检测到重心位置是否在同一直线上，若是，则识别人体为平躺，若否，则识别人体为侧躺。本专利技术的有益效果：人以各种姿势躺着时身体直接与上承重板接触并对上承重板施加压力，上承重板受力后向承托支架施力，各个压力传感器检测到各个上承重板与承托支架之间的相互作用力后将压力数据传输给主控芯片模块，各个压力传感器检测各个上承重板与承托支架之间的相互作用力进而得出人体不同部位施加的压力，相对于检测气囊的气压值来检测压力得出的数据准确度更高，相对于使用半导体压力薄膜来检测压力造价更低。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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他的附图。图1为本专利技术的传感系统中承托支架及相关部件的第一视角的结构示意图；图2为本专利技术的传感系统中承托支架及相关部件的第二视角的结构示意图；图3为本专利技术的传感系统中信号中转板与每块下承重板上的压力传感器之间的信号传输电路原理图；图4为本专利技术的传感系统中主控芯片模块的电路原理图；图5为本专利技术中承托支架、弹簧和海绵之间的位置示意图；图中：1、承托支架；2、上承重板；3、压力传感器；4、下承重板；5、转接块；6、弹簧；7、海绵；8、模拟多路选择器；9、主控芯片；10、模数转换模块；11、仪表运算放大器滤波模块；12、信号发送模块；13、信号中转板。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。以下结合具体实施例对本专利技术的实现进行详细的描述。如图1-5所示，本专利技术实施例提出了一种床垫压力传感系统，包括主控芯片模块、承托支架1、设于承托支架1上的若干上承重板2、用于检测上承重板2与承托支架1之间的压力且与主控芯片模块信号连接的压力传感器3。在本专利技术的实施例中，人以各种姿势躺着时身体直接与上承重板2接触并对上承重板2施加压力，上承重板2受力后向承托支架1施力，各个压力传感器3检测到各个上承重板2与承托支架1之间的相互作用力后将压力数据传输给主控芯片模块，主控芯片模块根据预设的部位识别算法对各个压力传感器3检测到的压力进行分析计算，根据压力的分布范围及某个局部的压力大小再结合人体工程学原理识别出臀部及肩部等位置。各个压力传感器3检测各个上承重板2与承托支架1之间的相互作用力进而得出人体不同部位施加的压力，相对于检测气囊的气压值来检测压力得出的数据准确度更高，相对于使用半导体压力薄膜来检测压力造价更低。进一步地，请参阅图1-2，作为本专利技术提供的床垫压力传感系统的一种具体实施方式，承托支架1上设有若干用于安装上承重板2的下承重板4，压力传感器3位于各上承重板2与下承重板4之间，上承重板2与本文档来自技高网...

【技术保护点】
床垫压力传感系统，其特征在于，包括主控芯片模块、承托支架、设于所述承托支架上的若干上承重板、用于检测所述上承重板与所述承托支架之间的压力且与所述主控芯片模块信号连接的压力传感器。

【技术特征摘要】
1.床垫压力传感系统，其特征在于，包括主控芯片模块、承托支架、设于所述承托支架上的若干上承重板、用于检测所述上承重板与所述承托支架之间的压力且与所述主控芯片模块信号连接的压力传感器。2.根据权利要求1所述的床垫压力传感系统，其特征在于，所述承托支架上设有若干用于安装所述上承重板的下承重板，所述压力传感器位于各所述上承重板与所述下承重板之间，所述上承重板与所述压力传感器之间设有用于支撑所述上承重板的转接块，所述转接块与所述上承重板固定连接。3.根据权利要求2所述的床垫压力传感系统，其特征在于，还包括用于将各所述下承重板上的所述压力传感器检测的压力数据传输到所述主控芯片模块的信号中转板。4.根据权利要求3所述的床垫压力传感系统，其特征在于，所述主控芯片模块包括模拟多路选择器、用于控制所述模拟多路选择器的主控芯片、用于转换所述模拟多路选择器选择的信号且与所述主控芯片信号连接的模数转换模块。5.根据权利要求4所述的床垫压力传感系统，其特征在于，所述主控芯片模块还包括用于对所述模拟多路选择器选择的信号进行滤波且与所述模数转换模块信号连接的仪表运算放大器滤波模块、与所述主控芯片信号连接的信号发送模块，所述信号发送模块为蓝牙传输模块或WiFi模块。6.根据权利要求1-5任一项所述的床垫压力传感系统，其特征在于，还包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙成俊，卢坤涛，
申请(专利权)人：深圳市三分之一睡眠科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44