CN104757956A - 智能穿戴设备和测量体征的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能穿戴设备和测量体征的方法，属于智能穿戴领域。所述设备包括：光电传感器、充气式环带、气阀和控制单元；所述气阀位于所述充气式环带内，在处于开状态时可对所述充气式环带进行交替充气和放气，在处于关状态时停止对所述充气式环带进行充气或放气；所述光电传感器位于所述充气式环带的内侧，用于测量体征；所述控制单元分别连接所述光电传感器和所述气阀，用于根据所述光电传感器测量得到的体征参数控制所述气阀的开关状态。本发明基于自动控制气阀进行体征测量，能够降低光电传感器与血管壁接触位置的压强对体征测量结果的影响，提高了测量结果的准确性。

Description

智能穿戴设备和测量体征的方法
技术领域
本发明涉及智能穿戴领域，特别涉及一种智能穿戴设备和测量体征的方法。
背景技术
光电容积描记法(Photo PlethysmoGraphy，简称：PPG)是一种非侵入式测量体征参数的方法。它利用光电传感器，通过实时描记人体被测部位的光吸收量来获取微血管的血液容积在心动周期内的变化，从中得到一个脉搏波，从这个脉搏波中可以获取心率和血氧等参数。
其中，光电传感器发射的光经皮肤、血液等吸收后，会反射回到光电传感器，光电传感器接收到该光信号后，检测光强度并根据光强度计算出光吸收量。由于皮肤内的血液容积在心脏作用下呈搏动性变化，当心脏收缩时血液的光吸收量最大，检测到的光强度最小，在心脏舒张时血液的光吸收量最小，检测到的光强度最大，因此，光电传感器接收到的光信号也随之呈脉动性变化，从而可以到脉搏波。
但是，上述过程中光电传感器与血管壁接触位置的压强，会对光电传感器检测到的光信号造成影响。当该接触位置的压强过大或者过小时，都会使光电传感器检测到的光信号变弱，从而影响测量结果，导致测量结果不准确。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种智能穿戴设备和测量体征的方法，以提高体征测量的准确性。所述技术方案如下：
第一方面，本发明提供了一种智能穿戴设备，所述设备包括：
光电传感器、充气式环带、气阀和控制单元；
所述气阀位于所述充气式环带内，在处于开状态时可对所述充气式环带进行交替充气和放气，在处于关状态时停止对所述充气式环带进行充气或放气；
所述光电传感器位于所述充气式环带的内侧，用于测量体征；
所述控制单元分别连接所述光电传感器和所述气阀，用于根据所述光电传感器测量得到的体征参数控制所述气阀的开关状态。
其中，所述气阀处于开状态；
所述控制单元用于在所述光电传感器测量得到的脉搏波信号最强时关闭所述气阀。
其中，所述控制单元具体用于：
在所述充气式环带的充气过程中，确定所述脉搏波信号最强时对应的所述充气式环带的充气量，在所述充气式环带的放气过程中，当所述充气式环带达到所述充气量时关闭所述气阀。
其中，所述控制单元具体用于：
在所述充气式环带的放气过程中，确定所述脉搏波信号最强时对应的所述充气式环带的充气量，在所述充气式环带的充气过程中，当所述充气式环带达到所述充气量时关闭所述气阀。
其中，所述脉搏波信号最强具体为所述脉搏波振幅最大。
其中，所述设备还包括表盘，分别与所述光电传感器和所述充气式环带连接，所述控制单元位于所述表盘内。
第二方面，本发明提供了一种利用如上述第一方面所述的智能穿戴设备测量体征的方法，所述方法包括：
所述气阀处于开状态交替对所述充气式环带进行充气和放气；
所述光电传感器实时测量体征；
所述控制单元根据所述光电传感器测量得到的体征参数确定是否关闭所述气阀。
其中，所述控制单元根据所述光电传感器测量得到的体征参数确定是否关闭所述气阀，包括：
所述控制单元在所述光电传感器测量得到的脉搏波信号最强时关闭所述气阀。
其中，所述控制单元在所述光电传感器测量得到的脉搏波信号最强时关闭所述气阀，包括：
所述控制单元在所述充气式环带的充气过程中，确定所述脉搏波信号最强时对应的所述充气式环带的充气量，在所述充气式环带的放气过程中，当所述充气式环带达到所述充气量时关闭所述气阀。
或者，所述控制单元在所述光电传感器测量得到的脉搏波信号最强时关闭所述气阀，包括：
所述控制单元在所述充气式环带的放气过程中，确定所述脉搏波信号最强时对应的所述充气式环带的充气量，在所述充气式环带的充气过程中，当所述充气式环带达到所述充气量时关闭所述气阀。
其中，所述脉搏波信号最强具体为所述脉搏波振幅最大。
本发明提供的技术方案带来的有益效果是，提供一种智能穿戴设备，包括光电传感器、充气式环带、气阀和控制单元；所述气阀位于所述充气式环带内，在处于开状态时可对所述充气式环带进行交替充气和放气，在处于关状态时停止对所述充气式环带进行充气或放气；所述光电传感器位于所述充气式环带的内侧，用于测量体征；所述控制单元分别连接所述光电传感器和所述气阀，用于根据所述光电传感器测量得到的体征参数控制所述气阀的开关状态，这种基于自动控制气阀进行体征测量的方式，能够降低光电传感器与血管壁接触位置的压强对体征测量结果的影响，提高了测量结果的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例提供的智能穿戴设备的结构图；
图2是本发明另一实施例提供的智能穿戴设备的结构图；
图3是本发明另一实施例提供的测量体征的方法流程图；
图4是本发明另一实施例提供的测量体征的方法流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
参见图1，本发明一实施例提供了一种智能穿戴设备，包括：
光电传感器11、充气式环带12、气阀13和控制单元14；
气阀13位于充气式环带12内，在处于开状态时可对该充气式环带12进行交替充气和放气，在处于关状态时停止对充气式环带12进行充气或放气；
光电传感器11位于充气式环带12的内侧，用于测量体征；
控制单元14分别连接光电传感器11和气阀13，用于根据光电传感器11测量得到的体征参数控制气阀13的开关状态。
本实施例提供的智能穿戴设备可以佩戴在人的身体上，用于测量体征，例如，佩戴在手腕上的智能手表或智能手环等等。其中，测量的特征包括：心率、血压等等。光电传感器测量体征可以得到脉搏波，脉搏波是反映脉搏的波形信号，其频率代表脉搏，其振幅代表脉搏的强度。
另外，气阀13在充气式环带内的具体位置可以不限定，只要位于环带之中即可。图中所示位于环带内的左侧，当然也可以位于右侧或者下侧等等。
充气式环带12的内侧是指与皮肤接触的一侧，半径较小，外侧是指远离皮肤的一侧，半径较大，其上可以具有表盘，以方便显示各种数据等信息。光电传感器11位于充气式环带12的内侧，直接与皮肤接触，从而方便进行特征测量。
本实施例中，可选的，气阀13处于开状态；相应的，控制单元14用于在光电传感器11测量得到的脉搏波信号最强时关闭气阀13。
其中，气阀13在初始时为开状态，交替对充气式环带12进行交替充气和放气，充气过程至充气量达到预设的最大值时结束，放气过程至充气量达到预设的最小值时结束。所述最大值和最小值可以根据需要设置，具体数值不限定。当控制单元14关闭气阀13时，气阀停止充气或放气，充气量就维持在关闭气阀时的充气量不变。
本实施例中，脉搏波信号最强表明受光电传感器与血管壁接触位置的压强影响最小，此时充气式环带的充气量为最佳充气量，控制单元14此时关闭气阀可以使充气式环带保持在最佳充气量，从而提高光电传感器检测结果的准确性。
本实施例中，可选的，控制单元14具体用于：
在充气式环带12的充气过程中，确定脉搏波信号最强时对应的充气式环带12的充气量，在充气式环带12的放气过程中，当充气式环带12达到该充气量时关闭该气阀13。
具体地，可以在充气过程中记录各个时刻对应的脉搏波信号强度以及充气式环带12的充气量，然后比较记录的各个脉搏波信号强度的大小，得到脉搏波信号最强的时刻，并将该时刻对应的充气量记录为最佳充气量。由于充气过程与放气过程交替进行，因此，在充气过程结束后确定了最佳充气量，在相邻的放气过程中可以按照该最佳充气量来控制气阀，当放气至该最佳充气量时关闭气阀。
本实施例中，可选的，控制单元14具体用于：
在充气式环带12的放气过程中，确定脉搏波信号最强时对应的充气式环带12的充气量，在充气式环带12的充气过程中，当充气式环带12达到充气量时关闭气阀13。
具体地，可以在放气过程中记录各个时刻对应的脉搏波信号强度以及充气式环带12的充气量，然后比较记录的各个脉搏波信号强度的大小，得到脉搏波信号最强的时刻，并将该时刻对应的充气量记录为最佳充气量。由于放气过程与充气过程交替进行，因此，在放气过程结束后确定了最佳充气量，在相邻的充气过程中可以按照该最佳充气量来控制气阀，当充气至该最佳充气量时关闭气阀。
本实施例中，可选的，脉搏波信号最强具体为脉搏波振幅最大。
本实施例中，可选的，智能穿戴设备还包括表盘，分别与光电传感器11和充气式环带12连接，控制单元14位于该表盘内。
本实施例提供的智能穿戴设备，气阀在开状态时对充气式环带进行交替充气和放气，光电传感器测量体征，控制单元根据光电传感器测量得到的体征参数控制气阀的开关状态，这种基于自动控制气阀进行体征测量的方式，能够降低光电传感器与血管壁接触位置的压强对体征测量结果的影响，提高了测量结果的准确性。
参见图2，本发明另一实施例提供了一种智能穿戴设备，包括：
光电传感器21、充气式环带22、气阀23、控制单元24和表盘25；
气阀23位于充气式环带22内，在处于开状态时可对充气式环带22进行交替充气和放气，在处于关状态时停止对该充气式环带22进行充气或放气；
光电传感器21位于充气式环带22的内侧，用于测量体征；
表盘25分别与光电传感器21和充气式环带22连接；
控制单元24位于表盘25内，分别连接光电传感器21和气阀23，用于根据光电传感器21测量得到的体征参数控制气阀23的开关状态。
其中，表盘25可以具体位于充气式环带22的外侧，可选的，可以具有显示屏，用于显示测量得到的数据，以方便用户查看。
本实施例中，可选的，气阀23处于开状态；相应的，控制单元24用于在光电传感器21测量得到的脉搏波信号最强时关闭气阀23。
本实施例中，可选的，控制单元24具体用于：
在充气式环带22的充气过程中，确定脉搏波信号最强时对应的充气式环带22的充气量，在充气式环带22的放气过程中，当充气式环带22达到该充气量时关闭气阀23。
本实施例中，可选的，控制单元24具体用于：
在充气式环带22的放气过程中，确定脉搏波信号最强时对应的充气式环带22的充气量，在充气式环带22的充气过程中，当充气式环带22达到该充气量时关闭气阀23。
本实施例中，可选的，脉搏波信号最强具体为脉搏波振幅最大。
另外，值得一提的是，当用户佩戴上述智能穿戴设备时，确定最佳充气量并关闭气阀的操作可以仅做一次，后续无需再调整气阀。如果用户摘下该智能穿戴设备，在后续又重新戴上该智能穿戴设备后，则需要重新确定最佳充气量来调整气阀，以保证每次测量的准确性。可选的，可以在智能穿戴设备每次开启时都默认设置气阀为开状态，在达到最佳充气量后关闭气阀。
本实施例提供的智能穿戴设备，气阀在开状态时对充气式环带进行交替充气和放气，光电传感器测量体征，控制单元根据光电传感器测量得到的体征参数控制气阀的开关状态，这种基于自动控制气阀进行体征测量的方式，能够降低光电传感器与血管壁接触位置的压强对体征测量结果的影响，提高了测量结果的准确性。
参见图3，本发明另一实施例提供了一种利用如上述任一实施例所述的智能穿戴设备测量体征的方法，包括：
301：气阀处于开状态交替对充气式环带进行充气和放气。
其中，可以设置充气和放气自动循环进行，不断交替。
302：光电传感器实时测量体征。
303：控制单元根据光电传感器测量得到的体征参数确定是否关闭该气阀。
其中，关闭气阀后，气阀会停止充气或放气，以保持充气式环带的充气量不变。
本实施例中，可选的，控制单元根据该光电传感器测量得到的体征参数确定是否关闭该气阀，包括：
控制单元在光电传感器测量得到的脉搏波信号最强时关闭该气阀。
本实施例中，可选的，控制单元在该光电传感器测量得到的脉搏波信号最强时关闭该气阀，包括：
控制单元在充气式环带的充气过程中，确定脉搏波信号最强时对应的充气式环带的充气量，在充气式环带的放气过程中，当充气式环带达到该充气量时关闭该气阀。
其中，控制单元可以在充气式环带的任一次充气过程中确定脉搏波信号最强时对应的充气式环带的充气量，优选地，可以在第一次充气过程中确定，本实施例对此不做具体限定。
本实施例中，可选的，控制单元在光电传感器测量得到的脉搏波信号最强时关闭该气阀，包括：
控制单元在充气式环带的放气过程中，确定脉搏波信号最强时对应的充气式环带的充气量，在充气式环带的充气过程中，当充气式环带达到该充气量时关闭该气阀。
其中，控制单元可以在充气式环带的任一次放气过程中确定脉搏波信号最强时对应的充气式环带的充气量，优选地，可以在第一次放气过程中确定，本实施例对此不做具体限定。
本实施例中，可选的，脉搏波信号最强具体为脉搏波振幅最大。
本实施例提供的上述方法，气阀在开状态时对充气式环带进行交替充气和放气，光电传感器测量体征，控制单元根据光电传感器测量得到的体征参数控制气阀的开关状态，这种基于自动控制气阀进行体征测量的方式，能够降低光电传感器与血管壁接触位置的压强对体征测量结果的影响，提高了测量结果的准确性。
参见图4，本发明另一实施例提供了一种利用如上述任一实施例所述的智能穿戴设备测量体征的方法，包括：
401：气阀处于开状态交替对充气式环带进行充气和放气。
402：光电传感器实时测量体征。
403：控制单元在光电传感器测量得到的脉搏波信号最强时关闭气阀。
本实施例中，可选的，控制单元在光电传感器测量得到的脉搏波信号最强时关闭气阀，包括：
控制单元在充气式环带的充气过程中，确定脉搏波信号最强时对应的充气式环带的充气量，在充气式环带的放气过程中，当充气式环带达到该充气量时关闭气阀。
本实施例中，可选的，控制单元在光电传感器测量得到的脉搏波信号最强时关闭气阀，包括：
控制单元在该充气式环带的放气过程中，确定脉搏波信号最强时对应的充气式环带的充气量，在充气式环带的充气过程中，当充气式环带达到充气量时关闭气阀。
本实施例中，可选的，脉搏波信号最强具体为脉搏波振幅最大。
本实施例提供的上述方法，气阀在开状态时对充气式环带进行交替充气和放气，光电传感器测量体征，控制单元根据光电传感器测量得到的体征参数控制气阀的开关状态，这种基于自动控制气阀进行体征测量的方式，能够降低光电传感器与血管壁接触位置的压强对体征测量结果的影响，提高了测量结果的准确性。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能穿戴设备，其特征在于，所述设备包括：
光电传感器、充气式环带、气阀和控制单元；
所述气阀位于所述充气式环带内，在处于开状态时可对所述充气式环带进行交替充气和放气，在处于关状态时停止对所述充气式环带进行充气或放气；
所述光电传感器位于所述充气式环带的内侧，用于测量体征；
所述控制单元分别连接所述光电传感器和所述气阀，用于根据所述光电传感器测量得到的体征参数控制所述气阀的开关状态。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述气阀处于开状态；
所述控制单元用于在所述光电传感器测量得到的脉搏波信号最强时关闭所述气阀。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述控制单元具体用于：
在所述充气式环带的充气过程中，确定所述脉搏波信号最强时对应的所述充气式环带的充气量，在所述充气式环带的放气过程中，当所述充气式环带达到所述充气量时关闭所述气阀。
4.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述控制单元具体用于：
在所述充气式环带的放气过程中，确定所述脉搏波信号最强时对应的所述充气式环带的充气量，在所述充气式环带的充气过程中，当所述充气式环带达到所述充气量时关闭所述气阀。
5.根据权利要求2、3或4所述的设备，其特征在于，所述脉搏波信号最强具体为所述脉搏波振幅最大。
6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备还包括表盘，分别与所述光电传感器和所述充气式环带连接，所述控制单元位于所述表盘内。
7.一种利用如权利要求1-6任一所述的智能穿戴设备测量体征的方法，其特征在于，所述方法包括：
所述气阀处于开状态交替对所述充气式环带进行充气和放气；
所述光电传感器实时测量体征；
所述控制单元根据所述光电传感器测量得到的体征参数确定是否关闭所述气阀。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述控制单元根据所述光电传感器测量得到的体征参数确定是否关闭所述气阀，包括：
所述控制单元在所述光电传感器测量得到的脉搏波信号最强时关闭所述气阀。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述控制单元在所述光电传感器测量得到的脉搏波信号最强时关闭所述气阀，包括：
所述控制单元在所述充气式环带的充气过程中，确定所述脉搏波信号最强时对应的所述充气式环带的充气量，在所述充气式环带的放气过程中，当所述充气式环带达到所述充气量时关闭所述气阀；
或所述控制单元在所述充气式环带的放气过程中，确定所述脉搏波信号最强时对应的所述充气式环带的充气量，在所述充气式环带的充气过程中，当所述充气式环带达到所述充气量时关闭所述气阀。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述脉搏波信号最强具体为所述脉搏波振幅最大。
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