一种飞行员常用生理信息监测设备的制作方法

1.本实用新型涉及监测设备技术领域，尤其涉及一种飞行员常用生理信息监测设备。


背景技术：

2.为了提高飞行员在飞行过程中的安全性，实时采集飞行员生理信息的技术及装备应运而生，以便实时监测飞行员的健康状况。基于飞机驾驶舱内环境的考虑，飞行员更适用于穿戴式监测装备。当前市面上穿戴式监测装备主要采用腰带式和帽式可穿戴生理参数监测装备，腰带式装备可实时测量并记录心电、呼吸及三相加速度等参数，帽式装备可实时测量并记录头部脉搏信号和血氧饱和度等参数，但前述的装置均存在一定的局限性，仅可单独采集特定生理信息数据，不能采集综合生理信息数据，且单独采集的生理信息数据之间不能交互形成分析结果，不利于对飞行员飞行过程中存在的生理状态做出判定。


技术实现要素：

3.本实用新型所解决的技术问题在于提供一种飞行员常用生理信息监测设备，以解决上述背景技术中的问题。
4.本实用新型所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
5.一种飞行员常用生理信息监测设备，包括腰带式装置、帽式装置、通信模块、控制器、执行单元、数据库及上位机，其中，所述腰带式装置、帽式装置分别通过通信模块与控制器连接，所述控制器分别与执行单元、数据库连接，所述数据库设置在上位机中，同时在上位机中设置有数据回放分析程序；所述腰带式装置戴在飞行员腰部，所述帽式装置戴在飞行员头部。
6.在本实用新型中，所述腰带式装置包括弹性尼龙带与腹部生理信息采集器，其中，所述腹部生理信息采集器固定在弹性尼龙带上，所述腹部生理信息采集器包括电池盖、电池、下壳、pcb板、按键、导光柱、上壳及散热盖，所述上壳上设置有按键，所述上壳中部设置有散热盖，所述上壳一侧设置有导光柱，所述pcb板安装在上壳内，所述上壳卡扣在下壳上，所述电池置于电池盖内，所述电池盖安装在下壳上，所述按键与pcb板连接，所述pcb板与采集压电板、心电电极、三轴加速度传感器及控制器连接。
7.在本实用新型中，所述采集压电板由pvdf压电材料制成，所述采集压电板的接口电路采用电荷-电压转换技术，以去除引线长度、位置变化和空间电磁波带来的干扰。
8.在本实用新型中，所述心电电极制备材料为锌白铜。
9.在本实用新型中，所述帽式装置包括反射式脉搏波传感器、信号处理电路及弹性尼龙带，所述弹性尼龙带上安装有反射式脉搏波传感器与血氧信号处理电路，所述反射式脉搏波传感器与血氧信号处理电路连接，所述血氧信号处理电路与控制器连接；利用数字滤波技术动态感知头部脉搏波，通过朗伯-比尔定律计算血氧饱和度，血氧饱和度标定采用smartset的血氧模拟仪，并用masimo radical-7血氧仪作比对，进行分段校正。
10.在本实用新型中，所述控制器作为腰带式装置和帽式装置的中央处理器，用于执行飞行员生理数据实时采集功能，以及数据收发逻辑控制功能，并将所有采集到的飞行员生理数据经通信模块同步发送至执行单元和数据库；所述控制器采用arm11系列微型处理器，该系列处理器具有350m～500mhz时钟频率的内核，其增强的异常和中断处理可满足实时检测生理信息的高速度需求，且其可扩展性和高兼容性，能够满足本设备后期维护及升级的需求。
11.有益效果：本实用新型通过通信模块将腰带式装置与帽式装置采集到的飞行员综合生理信息数据发送至控制器后，同步发送至执行单元和数据库，执行单元对接收到的飞行员生理数据进行分析处理，分析结果经通信模块同步发送给控制器，控制器转发给上位机，指挥员根据上位机给出的飞行员生理状态分析结果，做出相应的措施，尽可能减少飞行事故的发生，提高飞行员的安全性。
附图说明
12.图1为本实用新型的较佳实施例的框图。
13.图2为本实用新型的较佳实施例中的腰带式装置结构示意图。
14.图3为本实用新型的较佳实施例中的腰带式装置爆炸示意图。
具体实施方式
15.为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
16.参见图1～3的一种飞行员常用生理信息监测设备，包括腰带式装置、帽式装置、通信模块、控制器、执行单元、数据库及上位机，其中，所述腰带式装置、帽式装置分别通过通信模块与控制器连接，所述控制器分别与执行单元、数据库连接，所述数据库设置在上位机中，同时在上位机中设置有数据回放分析程序；所述腰带式装置戴在飞行员腰部，所述帽式装置戴在飞行员头部。
17.在本实施例中，所述腰带式装置用于采集腹部呼吸、心电及三相加速度数据，并将数据经通信模块发送给控制器，包括弹性尼龙带1、腹部生理信息采集器2、盘头螺丝21、电池盖22、电池23、下壳24、pcb板25、按键26、自攻螺丝27、垫片28、导光柱29、上壳210、纽扣母口211及散热盖212，其中，所述腹部生理信息采集器2固定在弹性尼龙带1上，所述腹部生理信息采集器2的上壳210上设置有按键26，所述上壳210中部设置有散热盖212，所述上壳210一侧设置有导光柱29，所述pcb板25通过自攻螺丝27、垫片28安装在上壳210内，所述上壳210通过纽扣母口211卡扣在下壳24上，所述电池23置于电池盖22内，所述电池盖22通过盘头螺丝21安装在下壳24上，所述按键26与pcb板25连接，所述pcb板25与采集压电板、心电电极、三轴加速度传感器及控制器连接；所述腰带式装置的采集压电板利用pvdf材料压电特性，实现呼吸信号的采集，接口电路采用电荷-电压转换技术，以去除引线长度、位置变化和空间电磁波带来的干扰；并采用如锌白铜类的材料制作心电电极，且采用抗极化电势的前级电路设计实现非黏贴接触式的心电测量；采用三轴加速度传感器实现三相加速度信号检测；
18.所述帽式装置用于采集额头脉搏数据，并将数据经通信模块发送给控制器；帽式
装置包括反射式脉搏波传感器、信号处理电路及弹性尼龙带，所述弹性尼龙带上安装有反射式脉搏波传感器与血氧信号处理电路，所述反射式脉搏波传感器与血氧信号处理电路连接，所述血氧信号处理电路与控制器连接；其核心为反射式脉搏波传感器，通过研究光子在人体组织中的传播，吸收和漫反射机制，利用数字滤波技术动态感知头部脉搏波，通过朗伯-比尔定律计算血氧饱和度，血氧饱和度标定采用smartset的血氧模拟仪，并用masimo radical-7血氧仪作比对，进行分段校正；
19.所述控制器作为腰带式装置和帽式装置的中央处理器，用于执行飞行员生理数据实时采集功能，以及数据收发逻辑控制功能，并将所有采集到的飞行员生理数据经通信模块同步发送至执行单元和数据库；所述控制器采用arm11系列微型处理器，该系列处理器具有350m～500mhz时钟频率的内核，其增强的异常和中断处理可满足实时检测生理信息的高速度需求，且其可扩展性和高兼容性，能够满足本设备后期维护及升级的需求；
20.所述执行单元对接收到的飞行员生理数据进行分析处理，分析结果数据经通信模块同步发送给控制器；执行单元采用嵌入式dsp技术，对接收到的生理数据进行特征提取，并采用小波分析结合模板匹配算法对特征点进行检测，给出对飞行员生理状态的评估分析结果；
21.所述控制器将所有接收到的分析结果数据转发至数据库，同时经通信模块转发给上位机，指挥员根据上位机给出的飞行员此刻生理状态分析结果，做出相应的措施；
22.所述通信模块采用4g/5g无线通信技术，其高速率、低时延和大连接的特点可以充分发挥本设备的实时检测功能；
23.所述数据库采用oracle数据库技术设计数据库存储及管理功能，并装载有数据回放分析程序，数据库与数据回放分析程序均运行于上位机，利用vb结合c语言动态链接库实现数据回放分析程序设计，数据回放分析程序用于数据的读取和波形显示，生理参数变化的趋势图及统计图的生成、心率变异性分析以及结果的打印输出等，并利用excess软件编写数据库，管理生理数据与分析结果，同时在上位机中设置有加密狗，只有在授权的情况下，才能正常使用软件以及读取和分析数据，防止失泄密。