CN104224133A - 适用于可穿戴设备的皮肤靠近检测电路与方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于可穿戴设备的皮肤靠近检测电路与方法，它包括模拟开关SW1和SW2、积分电容器C1、比较器CMP、信号源P和两个皮肤检测触头，其中一个皮肤检测触头与信号源P连接，另一个皮肤检测触头分别与模拟开关SW1和SW2的一端连接，模拟开关SW2的另一端与积分电容器C1连接，积分电容C1的输出与比较器CMP的比较输入端连接，比较器CMP的参考输入端与参考信号连接，比较器CMP输出结果，模拟开关SW1与积分电容器C1接地。本发明速度快，结构简单，成本低，功耗极低，适合在可穿戴设备中使用。

Description

适用于可穿戴设备的皮肤靠近检测电路与方法
技术领域
本发明涉及一种适用于可穿戴设备的皮肤靠近检测电路与方法。
背景技术
随着社会的进步和生活水平的提高，人们对于健康的需求也越来越高，传统的针对于有病看病的健康管理模式已经不能适应人们对健康的进一步需要，人们更希望能够得到环境优美、身心舒适，绿色无害、全面准确、经济便捷，并能防患于未然的新型检测手段。 
基于健康监测的可穿戴设备往往需要通过皮肤获取人体生理信号，例如生理电势差、电阻、反射光强度等，但可穿戴设备很难区分设备没有穿戴或者是人体异常（死亡），同时要求对成本、复杂度提出很高要求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种速度快、结构简单、成本低、功耗极低、适合在可穿戴设备中使用的皮肤靠近检测电路与方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：适用于可穿戴设备的皮肤靠近检测电路，它包括模拟开关SW1和SW2、积分电容器C1、比较器CMP、信号源P和两个皮肤检测触头，其中一个皮肤检测触头与信号源P连接，另一个皮肤检测触头分别与模拟开关SW1和SW2的一端连接，模拟开关SW2的另一端与积分电容器C1连接，积分电容C1的输出与比较器CMP的比较输入端连接，比较器CMP的参考输入端与参考信号连接，比较器CMP输出结果，模拟开关SW1与积分电容器C1接地。
适用于可穿戴设备的皮肤靠近检测电路还包括一个逻辑电路，所述的逻辑电路与模拟开关SW1、SW2的控制信号输入端相连，用于控制模拟开关SW1、SW2的开闭。
当两个接触端接触的是皮肤的时候，两个接触端形成的等效电路S由一个电容和一个电阻串联组成。
适用于可穿戴设备的皮肤靠近检测电路用于皮肤靠近检测的方法，它包括以下步骤：
S1：在检测前，高速模拟开关SW1和高速模拟开关SW2在时序控制下将积分电容器C1进行放电；
S2：将两个接触端与任意的两个点接触；
S3：脉冲信号源P输出阶跃信号，短至数百ns；
S4：在阶跃期间，逻辑电路控制高速模拟开关SW1和SW2，积分电容器C1累计电荷，高速模拟开关SW1与SW2的开闭序列频率相同、相位相反、振幅相等而不重叠，高速模拟开关SW2的开闭序列与脉冲信号源P输出的阶跃信号的序列相同；
S5：比较器的比较输入端与参考输入端分别接受积分电容器C1输入的比较电压和外部参考电压并对两者进行比较，比较器CMP的输出端输出比较结果，判断是否有皮肤靠近：
S51：若比较器输出的是高电平，即积分电容器C1输入的比较电压比参考电压小，则皮肤靠近；
S52：若比较器输出的是低电平，即积分电容器C1输入的比较电压比参考电压大，则皮肤未靠近。
本发明的有益效果是：本发明通过对两个接触端的形成的等效电路进行判别来判断皮肤是否靠近，检测速度快，结构简单，成本低，功耗极低，适合在可穿戴设备中使用，解决了传统的基于健康监测的可穿戴设备很难区分设备没有穿戴或者是人体异常（死亡）的问题。 
附图说明
图1为本发明结构方框图；
图2为本发明方法流程图；
图3为典型波形图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案：如图1所示，适用于可穿戴设备的皮肤靠近检测电路，它包括模拟开关SW1和SW2、积分电容器C1、比较器CMP、信号源P和两个皮肤检测触头，其中一个皮肤检测触头与信号源P连接，另一个皮肤检测触头分别与模拟开关SW1和SW2的一端连接，模拟开关SW2的另一端与积分电容器C1连接，积分电容C1的输出与比较器CMP的比较输入端连接，比较器CMP的参考输入端与参考信号连接，比较器CMP输出结果，模拟开关SW1与积分电容器C1接地。
适用于可穿戴设备的皮肤靠近检测电路还包括一个逻辑电路，所述的逻辑电路与模拟开关SW1、SW2的控制信号输入端相连，用于控制模拟开关SW1、SW2的开闭。
所述的模拟开关SW1和SW2为高速模拟开关。
所述的比较器CMP为高速比较器。
如图2所示，适用于可穿戴设备的皮肤靠近检测电路用于皮肤靠近检测的方法，它包括以下步骤：
S1：在检测前，高速模拟开关SW1和高速模拟开关SW2在时序控制下将积分电容器C1进行放电；
S2：将两个接触端与任意的两个点接触；
S3：脉冲信号源P输出阶跃信号，短至数百ns；
S4：在阶跃期间，逻辑电路控制高速模拟开关SW1和SW2，积分电容器C1累计电荷，高速模拟开关SW1与SW2的开闭序列频率相同、相位相反、振幅相等而不重叠，高速模拟开关SW2的开闭序列与脉冲信号源P输出的阶跃信号的序列相同；
S5：比较器的比较输入端与参考输入端分别接受积分电容器C1输入的比较电压和外部参考电压并对两者进行比较，比较器CMP的输出端输出比较结果，判断是否有皮肤靠近：
S51：若比较器输出的是高电平，即积分电容器C1输入的比较电压比参考电压小，则皮肤靠近；
S52：若比较器输出的是低电平，即积分电容器C1输入的比较电压比参考电压大，则皮肤未靠近。
当两个接触端接触的是皮肤的时候，如图1所示，两个接触端形成的皮肤等效电路S由一个电容和一个电阻串联组成，当脉冲信号源P输出阶跃信号，皮肤等效电路里面的电容累计电荷，再通过对高速模拟开关SW1与SW2的开闭，积分电容器C1累计电荷，高速模拟开关SW1与SW2的开闭序列如图3所示，高速模拟开关SW1与SW2的开闭序列频率相同、相位相反、振幅相等而不重叠，高速模拟开关SW2的开闭序列与脉冲信号源P输出的阶跃信号的序列相同；积分电容器C1的输出与比较器CMP的比较输入端连接，比较器对积分电容器C1输入的比较电压和外部参考电压进行比较，比较器CMP的输出端输出比较结果，比较器输出的是高电平，即积分电容器C1输入的比较电压比参考电压小，判断出接触端接触的是皮肤。

Claims (5)

1.适用于可穿戴设备的皮肤靠近检测电路，其特征在于：它包括模拟开关SW1和SW2、积分电容器C1、比较器CMP、信号源P和两个皮肤检测触头，其中一个皮肤检测触头与信号源P连接，另一个皮肤检测触头分别与模拟开关SW1和SW2的一端连接，模拟开关SW2的另一端与积分电容器C1连接，积分电容C1的输出与比较器CMP的比较输入端连接，比较器CMP的参考输入端与参考信号连接，比较器CMP输出结果，模拟开关SW1与积分电容器C1接地。
2.根据权利要求1所述的适用于可穿戴设备的皮肤靠近检测电路，其特征在于：它还包括一个逻辑电路，所述的逻辑电路与模拟开关SW1、SW2的控制信号输入端相连，用于控制模拟开关SW1、SW2的开闭。
3.根据权利要求1所述的适用于可穿戴设备的皮肤靠近检测电路，其特征在于：所述的模拟开关SW1和SW2为高速模拟开关。
4.根据权利要求1所述的适用于可穿戴设备的皮肤靠近检测电路，其特征在于：所述的比较器CMP为高速比较器。
5.适用于可穿戴设备的皮肤靠近检测电路用于皮肤靠近检测的方法，其特征在于：它包括以下步骤：
S1：在检测前，高速模拟开关SW1和高速模拟开关SW2在时序控制下将积分电容器C1进行放电；
S2：将两个接触端与任意的两个点接触；
S3：脉冲信号源P输出阶跃信号，短至数百ns；
S4：在阶跃期间，逻辑电路控制高速模拟开关SW1和SW2，积分电容器C1累计电荷，高速模拟开关SW1与SW2的开闭序列频率相同、相位相反、振幅相等而不重叠，高速模拟开关SW2的开闭序列与脉冲信号源P输出的阶跃信号的序列相同；
S5：比较器的比较输入端与参考输入端分别接受积分电容器C1输入的比较电压和外部参考电压并对两者进行比较，比较器CMP的输出端输出比较结果，判断是否有皮肤靠近：
S51：若比较器输出的是高电平，即积分电容器C1输入的比较电压比参考电压小，则皮肤靠近；
S52：若比较器输出的是低电平，即积分电容器C1输入的比较电压比参考电压大，则皮肤未靠近。
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