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一种基于宠物健康监测的装置与方法

萌宠菠菠乐园
2025-01-06 10:49

一种基于宠物健康监测的装置与方法

本发明涉及心率检测设备领域，具体地，涉及一种基于宠物健康监测的装置与方法。

背景技术：

1、随着人们生活水平的不断提高，越来越多的人开始饲养宠物，随之带来的宠物健康问题也不断涌现，其中心脏问题已经成为威胁宠物健康的重要问题之一。但目前市面上针对宠物心率检测的装置较少，且现有的检测装置多局限于宠物医院，需要专业人士操作进行检测，检查费用较高而且便利性较差，而宠物主人很少有定期进行宠物健康检查的习惯，多数有带宠物健康检查习惯的主人检查频率多为一年一次，宠物患病有时不会直接表现出来，因此，宠物如患有心脏问题是很难第一时间发现的。

技术实现思路

1、本发明提供了一种基于宠物健康监测的装置与方法，以解决现有技术中对于宠物的心脏健康的问题无法及时监控和发现的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、一种基于宠物健康监测的方法，其特征在于，包括如下步骤：

4、s1：将监测装置佩戴到宠物胸前，所述监测装置包括定位模块(21)和信号采集模块；

5、s2：调节监测装置的位置，使监测装置上的所述信号采集模块贴紧宠物体表；

6、s3：将采集到的心电信号和定位信号经信号处理后传输到控制终端，所述信号处理包括信号放大步骤、a/d转换步骤、信号去噪步骤和d/a转换步骤；

7、所述信号去噪步骤包括：

8、s301、将经过a/d转换的信号做相关函数去噪：

9、

10、其中：e(t)为a/d转换后的输出信号，ree(t)为e(t)的自相关函数，t为心动周期，τ为积分自变量，为平均自相关函数，m为平均窗口大小；t为自相关函数的自变量；e(τ)为在τ时刻的输入信号；e(τ-t)为在τ-t时刻的输入信号；e(-t)为输入信号进行反褶后的信号；

11、s302、对经过相关函数去噪的信号再通过如下小波变换公式做二次处理：

12、

13、其中：x(t)是输出信号，a为尺度，b为时间，h(a,b)(t)是小波函数在尺度a和时间b的平移和尺度变换后的形式，y(a,b)为处理后的小波系数，为h(a,b)(t)带入尺度a和时间b后的结果；

14、s303、将x(t)经d/a转换后输出。

15、本发明通过将监测装置佩戴到宠物胸前的方式，对宠物的心脏进行实时监测，并将监测数据和位置数据及时发送到控制终端，便于用户观看，如果发现宠物发生了心脏问题，还可通过定位信号及时找到宠物，避免救治不及时；并且，由于宠物的心电信号为非平稳信号且易受到基线漂移、肌电干扰的影响，为保证信号准确性，对采集到的心电信号通过信号放大步骤、a/d转换步骤、信号去噪步骤和d/a转换步骤进行处理，确保信号的稳定性；

16、由于心电信号为周期性信号，而相关函数可以很好地处理周期性信号；由于心电信号存在突变的不确定性和较多的细节提取，因此采用小波对信号进行小波变换二次处理。

17、本技术的信号去噪方法，相较于传统去噪方法而言，尤其适用于对宠物心电信号的处理。

18、具有如下优势：

19、a、小波变换能够适应宠物心电信号的局部特性，对于非平稳信号尤其有效。自相关函数结合小波变换可以更好地识别宠物心电信号中的周期性成分和噪声，从而进行更精确的去噪处理；

20、b、自相关函数可以帮助识别宠物心电信号中的重复模式，这些模式可能是噪声或信号的一部分。通过结合小波变换，可以更清晰地区分这些模式，从而更有效地去除噪声；

21、c、小波变换在去噪时能够较好地保留宠物心电信号的细节信息；

22、d、自相关函数和小波变换的结合可以提供良好的鲁棒性，在噪声水平较高或信号质量不佳的情况下，也能够进行有效的去噪。

23、一种基于宠物健康监测的装置，包括两个固定于宠物体表的固定约束带、连接两个所述固定约束带的连接带和安装于所述连接带上表面的监测组件，所述监测组件与宠物体表贴合，所述监测组件包括定位模块和依次信号连接的信号采集模块、信号放大模块、a/d转换模块、信号去噪模块、d/a转换模块和无线通讯模块，所述定位模块与所述d/a转换模块信号连接，所述无线通讯模块与控制终端信号连接。

24、本发明的装置通过两个固定约束带将监测组件佩戴在宠物身上且靠近心脏，对宠物的心脏进行实时监测，并将监测数据和位置数据及时发送到控制终端，便于用户观看，为保证信号准确性，通过信号采集模块对其进行采集，再通过信号放大模块、a/d转换模块、信号去噪模块、d/a转换模块对其进行处理，确保信号的稳定性，通过无线通讯模块克服了信号传输的距离问题。

25、进一步的，所述信号采集模块包括mcu和若干心电传感器，所述心电传感器均与所述mcu信号连接，所述mcu与所述信号放大模块信号连接。

26、通过多个心电传感器共同采集心电信号，采集面积大，避免信号采集模块发生错位，远离宠物的心脏，并通过mcu对采集到的多个强度大小存在差异的心电信号进行筛选处理，确保用于传输的心电信号的强度，mcu为微控制单元，具有高速低功耗的特点，能够延长装置的使用时间。

27、进一步的，所述信号放大模块包括前置放大电路、低通滤波电路、高通滤波电路和后置放大电路。

28、进一步的，所述连接带包括相互平行设置的第一连接带和第二连接带，所述第一连接带用于与宠物体表贴合，所述心电传感器均匀安装于所述第一连接带上，所述信号放大模块、a/d转换模块、信号去噪模块、d/a转换模块、定位模块和无线通讯模块均嵌入所述第二连接带上。

29、将信号放大模块、a/d转换模块、信号去噪模块、d/a转换模块、定位模块和无线通讯模块安装于第一连接带和第二连接带之间，对其进行保护，防止损坏。

30、进一步的，还包括安装于所述固定约束带外侧的防滑拉扣、魔术贴和若干安装于所述固定约束带内侧的防滑块，所述固定约束带一端穿过所述防滑拉扣后通过所述魔术贴固定，所述防滑块用于与宠物体表接触。

31、防滑拉扣和魔术贴的组合能够随意调节固定约束带的长度，佩戴操作简单，能够适应各种体型的宠物，防滑块则用于防止固定约束带发生转动，导致信号采集模块远离宠物的心脏部位，出现信号采集失败、信号强度弱等问题。

32、进一步的，所述固定约束带侧壁上开设有磁吸扣滑槽和安全锁滑槽，所述连接带两端均设有与所述磁吸扣滑槽磁吸连接的磁吸扣和与所述安全锁滑槽匹配的安全锁扣。

33、进一步的，所述磁吸扣包括安装于所述磁吸扣下端两侧的滑轨、与所述滑轨平行设置的滑杆、一端固定于所述滑轨上且另一端穿过所述滑杆的拉力弹簧和套设于所述滑杆上且与所述拉力弹簧连接的止推柱，所述安全锁扣包括u型卡扣和与所述u型卡扣铰接的滑板，所述止推柱的顶端与所述滑板固定连接，所述滑板远离所述止推柱的一侧设有滑推槽，所述滑板远离所述u型卡扣的一端嵌入所述连接带内部且能够滑动。

34、通过u型卡扣与安全锁滑槽进行卡接，防止固定约束带和连接带脱落，磁吸扣和磁吸扣滑槽之间通过磁吸力为固定约束带和连接带之间提供拉力，止推柱在拉力弹簧的作用下为u型卡扣提供拉力，u型卡扣的末端和磁吸扣存在相向运动的趋势，使得固定约束带和连接带连接更牢靠，同时磁吸力和拉力弹簧的拉力均能够起到缓冲的作用，在固定约束带和连接带连接牢靠的同时不会限制宠物的运动；推动滑推槽时，拉力弹簧的长度变长，u型卡扣向着固定约束带移动，使得u型卡扣脱离安全锁滑槽，便于调节连接带的位置。

35、进一步的，所述u型卡扣的u型内侧设有锁扣内卡槽，所述安全锁滑槽内部设有与所述u型卡扣匹配的u型凹槽，所述u型凹槽侧壁上设有若干与所述锁扣内卡槽匹配的滑槽内卡槽。通过锁扣内卡槽和滑槽内卡槽相互配合的方式对连接带进行侧向限位。

36、本发明提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

37、(1)本发明通过将监测组件佩戴在宠物身上的方式，对宠物的心脏进行实时监测，并将监测数据和位置数据及时发送到控制终端，便于用户观看，通过定位信号定位宠物，避免救治不及时；

38、(2)通过信号采集模块对其进行采集，再通过信号放大模块、a/d转换模块、信号去噪模块、d/a转换模块对其进行处理，确保信号的稳定性，通过无线通讯模块克服了信号传输的距离问题；

39、(3)通过多个心电传感器共同采集心电信号，采集面积大，避免信号采集模块发生错位，远离宠物的心脏，并通过mcu对采集到的多个强度大小存在差异的心电信号进行筛选处理，确保用于传输的心电信号的强度，mcu为微控制单元，具有高速低功耗的特点，能够延长装置的使用时间；

40、(4)通过防滑拉扣和魔术贴的组合随意调节固定约束带的长度，佩戴操作简单，能够适应各种体型的宠物，通过防滑块防止固定约束带发生转动，导致信号采集模块远离宠物的心脏部位，出现信号采集失败、信号强度弱等问题；

41、(5)通过u型卡扣与安全锁滑槽进行卡接，防止固定约束带和连接带脱落，磁吸扣和磁吸扣滑槽之间通过磁吸力为固定约束带和连接带之间提供拉力，止推柱在拉力弹簧的作用下为u型卡扣提供拉力，u型卡扣的末端和磁吸扣存在相向运动的趋势，使得固定约束带和连接带连接更牢靠，同时磁吸力和拉力弹簧的拉力均能够起到缓冲的作用，在固定约束带和连接带连接牢靠的同时不会限制宠物的运动。