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专利号: 2016109882779
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-09-09
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于气压和加速度的非稳态呼吸波检测装置,其特征在于:包括:皮带(203),所述皮带(203)上设置有通过数据线(207)相连接的气压传感器206和呼吸波探测器(208),所述气压传感器(206)通过橡胶管(205)与气囊(204)相连接;

所述呼吸波探测器(208)包括:加速度传感器(2082),以及与所述气压传感器(206)和加速度传感器(2082)耦接的微控制器(2081);

所述微控制器(2081)利用气压传感器(206)传来的信息和加速度传感器(2082)传来的信息得到人体运动时的呼吸波,包括:步骤A:对加速度传感器采集到的人体三维加速度信息进行平均运算,得到人体运动时的噪声信号:上式中Xi,Yi,Zi为三轴加速度信息; 为人体运动时的噪声信号,i表示序号;

步骤B:将气压传感器采集到的人体呼吸信号Wi与加速度传感器采集到的人体运动噪声信号Si进行差分运算,得到第一变换信号:步骤C:对第一变换信号X(n)进行z变换得到第二变换信号X(z);

步骤D:设计呼吸低通滤波器传递函数H(z);

成人平静时的呼吸频率为每分钟12-20次,所以在设计低通数字滤波器的时候设置通带截止频率为fp=2hz,通带最大衰减为aP=3dB,阻带截止频率fs=10hz,阻带最小衰减as=60dB,设计流程如下确定呼吸低通滤波器的阶数:

确定滤波器阶数N=5;

步骤E:利用呼吸滤波器对第二变换信号进行滤波,得到第三变换信号Y(z):步骤F:将第三变换信号Y(z)进行复频域转换逆变换得到第四变换信号Y(n);

步骤G:对第四变换信号Y(n)进行数字形态学滤波得到第五变换信号F(n),用数字形态学滤波器去除基线漂移,f1为形态学结构元素,·表示闭运算,表示开运算;其公式为:步骤H:对第五变换信号F(n)进行平滑滤波,得到人体运动时的呼吸波信号B(n),平滑滤波公式为:

2.根据权利要求1所述基于气压和加速度的非稳态呼吸波检测装置,其特征在于:所述皮带(203)还带有皮带卡扣(201)和皮带卡孔(202),所述皮带卡孔(202)用于固定皮带卡扣(201)。

3.根据权利要求1所述基于气压和加速度的非稳态呼吸波检测装置,其特征在于:所述皮带(203)内侧设置有凹槽,所述气囊(204)通过系带(209)设置在皮带(203)内侧的该凹槽中。

4.根据权利要求1所述基于气压和加速度的非稳态呼吸波检测装置,其特征在于:所述数据线(207)设置在皮带(203)的夹层中。

5.根据权利要求1所述基于气压和加速度的非稳态呼吸波检测装置,其特征在于:所述加速度传感器(2082)为三轴加速度传感器ADXL362。

6.根据权利要求1所述基于气压和加速度的非稳态呼吸波检测装置,其特征在于:所述气压传感器(206)为MS5540-CM。

7.根据权利要求1所述基于气压和加速度的非稳态呼吸波检测装置,其特征在于:所述微控制器(2081)为STM32F103处理器。