[发明专利]智能化生理参数检测系统

权利要求书

1.一种智能化生理参数检测系统，所述检测系统包括脉搏参数提取 设备、心电图参数提取设备、静态存储设备和飞思卡尔MC9S12芯片，所 述静态存储设备预先存储了不同人种的各个生理参数阈值，所述脉搏参数 提取设备基于被测人员匹配的人种的脉搏参数阈值对被测人员脉搏状态 进行监控，所述心电图参数提取设备基于被测人员匹配的人种的心电图参 数阈值对被测人员心电图状态进行监控，所述飞思卡尔MC9S12芯片用于 实现被测人员的人种匹配。

2.如权利要求1所述的智能化生理参数检测系统，其特征在于，所 述检测系统包括：

静态存储设备，预先存储了黑白阈值和像素数阈值，所述黑白阈值用 于对图像执行二值化处理，所述静态存储设备还预先存储了四种灰度化面 部模版，所述四种灰度化面部模版为通过对基准白色人种面部、基准黄色 人种面部、基准棕色人种面部和基准黑色人种面部分别进行拍摄所得到的 面部图像执行灰度化处理而获得，所述静态存储设备还用于预先存储人种 生理参数对照表，所述人种生理参数对照表保存了白色人种、黄色人种、 棕色人种和黑色人种四种类型中的每一种类型对应的基准脉搏范围、基准 窦性心率范围、基准PR间隔范围、基准QT间期范围、基准血糖上限浓 度、基准血糖下限浓度、基准血氧饱和度上限浓度和基准血氧饱和度下限 浓度；

高清摄像头，用于对被测人员面部进行拍摄，以获得被测人员面部图 像；

面部识别设备包括图像预处理子器件、二值化处理子器件、列边缘检 测子器件、行边缘检测子器件、目标分割子器件和目标识别子器件，所述 图像预处理子器件与所述高清摄像头连接，以对所述被测人员面部图像依 次执行自适应边缘增强和小波滤波处理，以获得预处理面部图像；所述二 值化处理子器件与所述图像预处理子器件和所述静态存储设备分别连接， 将所述预处理面部图像的每一个像素的亮度与所述黑白阈值分别比较，当 像素的亮度大于所述黑白阈值时，将像素记为白色像素，当像素的亮度小 于所述黑白阈值时，将像素记为黑色像素，从而获得二值化面部图像；所 述列边缘检测子器件与所述二值化处理子器件和所述静态存储设备分别 连接，用于对所述二值化面部图像，计算每列黑色像素的数目，将黑色像 素的数目大于等于所述像素数阈值的列记为边缘列；所述行边缘检测子器 件与所述二值化处理子器件和所述静态存储设备分别连接，用于对所述二 值化面部图像，计算每行黑色像素的数目，将黑色像素的数目大于等于所 述像素数阈值的行记为边缘行；所述目标分割子器件与所述列边缘检测子 器件和所述行边缘检测子器件分别连接，将边缘列和边缘行交织的区域作 为目标存在区域，并从所述二值化面部图像中分割出所述目标存在区域以 作为面部子图像输出，以将面部子图像从被测人员面部图像的背景处分 开；所述目标识别子器件与所述目标分割子器件和所述静态存储设备分别 连接，将所述面部子图像与四种灰度化面部模版匹配，输出匹配度最高的 灰度化面部模板所对应的人种类型作为被测人员的人种类型；

第一电阻，一端与5V电源连接，另一端与红外接收二极管的正端连 接；

第二电阻，一端与5V电源连接，另一端与第三电阻的一端连接；

第三电阻，另一端接地，并具有与第二电阻相同的阻值；

第一双路运算放大器，用于产生2.5V的基准电压，其正端与第二电阻 的另一端连接，负端与第一电容的一端连接，输出端与红外发射二极管的 负端连接，负端还与红外发射二极管的负端连接；

第一电容，另一端接地；

第四电阻，一端与红外发射二极管的负端连接；

第二双路运算放大器，正端与第四电阻的另一端连接，负端与红外接 收二极管的正端连接，输出端作为脉搏电压；

第五电阻，并联在第二双路运算放大器负端和第二双路运算放大器输 出端之间；

第二电容，并联在第二双路运算放大器负端和第二双路运算放大器输 出端之间；

红外发射二极管，设置在被测人员耳部毛细血管位置，用于发射红外 光，红外发射二极管的负端与红外接收二极管的正端连接；

红外接收二极管，设置在被测人员耳部毛细血管位置，位于所述红外 发射二极管的相对位置，用于接收透射被测人员耳部毛细血管后的红外 光；

信号采集设备，包括多个医用电极和多个运动轨迹传感器，所述多个 医用电极分别设置在被测人员体表处的多个固定位置，用于提取被测人员 心电场在体表处的多个固定位置分别产生的多个电压，每一个运动轨迹传 感器紧邻一个医用电极放置，用于提取对应位置处被测人员因为呼吸和人 体运动而产生的漂移心电电压信号；

运动轨迹消除设备，与所述多个医用电极和所述多个运动轨迹传感器 别连接，将每一个医用电极产生的每一个电压与对应运动轨迹传感器产生 的漂移心电电压信号求和，以获得对应的目标电压；

导联电路，与所述运动轨迹消除设备连接，用于接收多个目标电压， 基于所述多个目标电压计算心电电压差并输出；

信号放大电路，与所述导联电路连接，用于接收所述心电电压差并对 所述心电电压差放大；

带通滤波电路，与所述信号放大电路连接，用于滤除放大后的心电电 压差中的噪声成分以获得滤波电压差；

模数转换电路，与所述带通滤波电路连接，用于对滤波电压差进行模 数转换，以获得数字化电压差；

心电图参数提取电路，与所述模数转换器连接，基于所述数字化电压 差提取被测人员的窦性心率和PR间隔；

飞思卡尔MC9S12芯片，与所述第二双路运算放大器的输出端和所述 心电图参数提取电路分别连接以获得所述脉搏电压、所述窦性心率和所述 PR间隔，当所述脉搏电压在预设脉搏范围之外时，发出脉搏异常识别信号， 当所述窦性心率在预设窦性心率范围之外时，发出窦性心率异常识别信 号，当所述PR间隔在预设PR间隔范围之外时，发出PR间隔异常识别信 号；

其中，所述心电电压差包括多个电压差；

其中，当红外发射二极管和红外接收二极管之间无脉搏时，脉搏电压 为2.5V，当红外发射二极管和红外接收二极管之间存在跳动的脉搏时，血 脉使耳部透光性变差，脉搏电压大于2.5V；

其中，第一双路运算放大器和第二双路运算放大器都为TI公司的双路 运算放大器；

其中，飞思卡尔MC9S12芯片还与面部识别设备和静态存储设备分别 连接，基于面部识别设备输出的被测人员的人种类型在所述人种生理参数 对照表中确定基准脉搏范围、基准窦性心率范围、基准PR间隔范围、基 准QT间期范围、基准血糖上限浓度、基准血糖下限浓度、基准血氧饱和 度上限浓度和基准血氧饱和度下限浓度，并作为预设脉搏范围、预设窦性 心率范围、预设PR间隔范围、预设QT间期范围、预设血糖上限浓度、 预设血糖下限浓度、预设血氧饱和度上限浓度和预设血氧饱和度下限浓 度。